智能采矿工程：实现低碳节能目标的关键路径探索

引言

采矿行业作为能源消耗和碳排放的重点领域，其低碳转型是实现 “双碳” 目标的重要环节。智能采矿工程依托自动化、信息化技术对采矿全过程进行优化，为降低能耗、减少排放提供了全新可能。但目前多数矿山仍沿用传统生产模式，智能化装备普及率低，能耗监测与调控手段滞后，导致节能潜力未充分释放。在此背景下，深入探索智能采矿工程实现低碳节能的关键路径，对推动采矿行业绿色可持续发展具有重要现实价值。

一、智能采矿工程低碳节能的现存问题与潜力分析

1.1 传统采矿模式下高能耗与碳排放问题呈现

传统采矿模式中，生产设备多为高耗能型号，且缺乏精准的能耗调控手段，导致开采过程中能源浪费严重。采矿环节中，通风、排水、提升等系统长期处于满负荷运行状态，未根据实际生产需求动态调节，造成电能过度消耗。同时，传统采矿依赖柴油动力设备进行运输与作业，燃烧过程中产生大量碳排放，且缺乏有效的尾气处理措施。此外，采矿废弃物处理方式粗放，矸石堆积与尾矿排放过程中易产生温室气体排放，整体碳管理处于被动状态。

1.2 智能化技术在节能降碳中的应用局限

当前智能化技术在采矿领域的应用存在碎片化问题，各系统间缺乏有效联动，难以形成节能降碳合力。部分矿山虽引入自动化装备，但未配套建立能耗监测与分析系统，无法实现能耗数据的实时采集与优化调控。智能化技术应用集中于单一生产环节，如掘进或开采，未覆盖矿山全流程，导致节能效果局限。同时，受技术成本与专业人才限制，中小型矿山智能化改造进度缓慢，先进节能技术难以普及，制约了行业整体节能降碳水平提升。

1.3 智能采矿工程低碳节能的核心潜力领域

通过智能化改造可实现生产设备的精准调速与负荷匹配，减少无效能耗。矿山生产流程的数字化管控能够优化开采顺序与资源调配，降低运输距离与重复作业，提升能源利用效率。能源系统的智能化整合为清洁能源应用创造条件，可通过风光互补供电、余热回收等技术减少传统能源依赖。此外，智能化监测与预警系统能及时发现能耗异常，通过动态调控实现全矿山能耗的精细化管理，进一步挖掘节能空间。

二、智能采矿工程实现低碳节能的关键技术路径

2.1 采矿装备智能化升级与能效优化技术应用

采矿装备智能化升级是实现低碳节能的重要基础。通过对掘进机、采煤机等核心设备进行自动化改造，加装智能传感装置与变频调速系统，设备能够根据实际工况自动调节功率输出，从而显著提升能效与运行精准度。此外，推广应用无人采矿装备，借助远程操控技术减少人为操作导致的能耗波动，同时优化设备作业轨迹，降低无效能耗。建立装备能效监测平台，实时采集设备能耗数据，利用大数据分析技术识别能效短板，为设备维护与升级提供科学依据，推动高耗能设备逐步淘汰与替换，进一步优化矿山的能源利用效率。

2.2 矿山生产流程数字化管控与能耗动态调节

构建矿山生产全流程数字化模型是实现低碳节能的关键环节。整合地质勘探、开采规划、运输调度等环节数据，实现生产流程的可视化管理与优化。通过智能调度系统合理规划采矿作业面与运输路线，减少设备空驶与重复运输，降低运输环节能耗。建立能耗动态调控机制，针对通风、排水等关键系统，根据井下人员分布、涌水量等实时数据自动调节运行参数，在保障安全的前提下实现按需供能。利用数字孪生技术模拟不同生产方案的能耗情况，为节能方案选择提供科学支撑，从而实现矿山生产过程的精细化管理和节能优化。

2.3 清洁能源替代与矿山能源系统智能整合

推动矿山能源结构转型是实现低碳节能的重要方向。在矿区推广太阳能、风能等清洁能源应用，为井下照明、监测设备等提供电力支持，减少对传统电网的依赖。对矿山现有能源系统进行智能化整合，构建涵盖供电、供热、供风的综合能源管理平台，实现能源供需的动态平衡。应用余热回收技术，收集采矿设备运行过程中产生的余热用于矿区供暖或热水供应，提高能源综合利用率。建立储能系统与微电网联动机制，提升清洁能源消纳能力，确保矿山能源供应稳定与节能效益最大化，从而实现矿山能源的可持续发展。

三、保障智能采矿低碳节能路径落地的支撑体系

3.1 建立低碳节能导向的智能采矿标准规范

制定涵盖智能采矿装备能效、能耗监测、碳排放核算等方面的标准体系，明确矿山智能化改造的节能指标与技术要求，是保障低碳节能路径落地的重要基础。完善智能采矿工程设计规范，将低碳节能理念融入矿山规划、建设与运营全过程，确保智能化改造与节能目标同步推进。建立矿山智能化系统节能评估标准，对系统运行中的能耗水平、节能效果进行量化评价，为矿山节能改造提供依据。通过标准规范引导矿山企业将低碳节能作为智能化转型的核心目标，从而推动整个行业的可持续发展。

3.2 构建跨主体协同的技术创新与推广机制

搭建企业、高校、科研机构协同创新平台，聚焦智能采矿节能关键技术开展联合攻关，突破装备能效提升、清洁能源整合等技术瓶颈，是实现低碳节能路径落地的关键环节。建立智能采矿节能技术成果转化中心，推动先进技术与矿山实际需求对接，加速成熟技术的产业化应用。开展智能采矿节能技术交流与推广活动，通过现场观摩、技术培训等形式分享成功经验，降低中小型矿山技术应用门槛。鼓励行业协会与龙头企业牵头制定技术推广目录，引导矿山企业优先采用节能效果显著的智能化技术，从而实现技术创新与推广的协同发展。

3.3 完善节能成效评估与激励约束制度

建立矿山智能化节能成效评估体系，从能耗降低率、碳排放削减量等维度进行全面考核，定期开展评估并公示结果，是保障低碳节能路径落地的重要手段。将节能成效纳入矿山企业绩效考核体系，对在智能采矿节能改造中成效显著的企业给予政策支持与资金奖励，激励企业积极参与节能改造。完善节能约束机制，对未达到节能标准的矿山企业责令限期整改，推动企业主动落实节能措施。建立节能信息披露制度，要求矿山企业公开智能化改造后的能耗与碳排放数据，接受社会监督，形成激励与约束并重的管理机制，从而实现矿山企业的可持续发展

四、结论

智能采矿工程为采矿行业实现低碳节能目标提供了有效路径，需针对性解决传统模式高能耗、技术应用碎片化等问题。通过装备智能化升级、流程数字化管控与能源系统整合，可显著提升矿山节能降碳效能。构建标准规范、协同创新与评估激励相结合的支撑体系，能保障节能路径落地见效。推动智能采矿与低碳节能深度融合，不仅能降低采矿行业能耗与排放，更能促进矿业绿色转型，为实现 “双碳” 目标与行业可持续发展提供有力支撑。

参考文献

[1]蒋长宝,李琳,聂百胜,等.智能采矿工程专业建设中的挑战与对策[J].高教学刊,2025,11(05):17-20.

[2]董立华.智能化采矿的安全保障与风险控制研究[J].中国高新科技,2024,(11):45-47.

[3]张博.智能采矿机械应用现状和发展前景分析[J].内蒙古煤炭经 济,2023,(24):163-165.