数字化背景下智慧矿山建设的策略研究

引言

在数字经济蓬勃发展与 “双碳” 目标的时代背景下，矿山行业作为国民经济的基础产业，传统粗放式开采模式引发的资源浪费、安全隐患及生态破坏等问题日益凸显。据统计，我国部分矿山资源回收率不足，安全事故频发，行业发展与环境保护矛盾加剧。物联网、大数据、人工智能等数字化技术的成熟应用，为矿山行业转型带来新契机，智慧矿山建设成为行业发展必然趋势。

、智慧矿山与数字化建设概述

1.1 智慧矿山的概念与内涵

智慧矿山是依托物联网、大数据人工智能等数字化技术，对矿山生产、安全、管理等全流程进行智能化升级的新型矿山发展模式。其核心内涵在于通过构建全面感知、实时互联、智能决策的数字化生态系统，打破传统矿山信息孤岛，实现生产要素的高效协同。井上管理端则利用数字孪生技术，将矿山整体运行状态以可视化形式呈现，管理层可基于数据模拟推演，制定科学决策。这种模式将矿山从依赖人力经验的传统形态，转变为以数据驱动、自主优化的智能体系，涵盖资源高效利用、生态环境保护、安全生产保障等多重维度，是矿业可持续发展的必然方向。

1.2 数字化技术对矿山建设的影响

数字化技术为矿山建设带来全方位变革。在数据采集层面，物联网技术使矿山设备、环境参数实现 “万物互联”，如通过部署压力、温湿度传感器，可实时监测巷道顶板稳定性，替代人工巡检的滞后性。大数据与人工智能技术深度挖掘海量数据价值，例如基于历史开采数据预测矿石品位分布，优化开采路径，提升资源回收率。在生产管理上，5G 技术为远程控制提供低时延、高带宽保障，实现无人矿卡自动驾驶、智能选矿设备远程运维，降低人力成本与安全风险。

1.3 智慧矿山建设的目标与原则

智慧矿山建设以 “安全、高效、绿色、智能” 为核心目标。安全层面，通过构建智能监测预警系统，实现瓦斯爆炸、透水等灾害的毫秒级响应，将事故发生率降低。高效目标则体现在生产效率提升，例如利用智能调度算法优化运输路线，使矿石运输效率提高。绿色发展强调通过数字化手段实现能耗精准管控与尾矿资源化利用，达成 “零排放”愿景。智能化目标聚焦全流程无人化、少人化作业，推动矿山向自动化生产转型。建设过程需遵循系统性原则，统筹规划各环节数字化改造；坚持前瞻性原则，预留技术迭代接口。贯彻实用性原则，确保技术应用贴合矿山实际需求。

二、数字化背景下智慧矿山建设的现状与问题分析

2.1 智慧矿山建设现状

在数字化浪潮推动下，我国智慧矿山建设取得阶段性成果。政策层面，国家相继出台《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》等文件，为矿山数字化转型提供有力支持。技术应用上，部分大型矿山企业已实现局部环节智能化，如内蒙古某露天煤矿引入 5G无人驾驶矿卡，组建无人运输车队，使运输效率提升，山西部分煤矿部署智能采掘设备，通过远程操控实现井下少人化作业。

2.2 存在的主要问题

智慧矿山建设仍面临诸多挑战。技术层面，核心设备与算法依赖进口，如高端传感器、智能采掘机器人关键技术掌握在国外企业手中。不同系统间数据标准不统一，导致信息孤岛现象普遍，数据共享与协同困难。管理层面，传统组织架构与数字化运营模式冲突，部门间职责不清、沟通效率低。缺乏既懂矿山业务又精通数字化技术的复合型人才，制约新技术落地应用。安全层面，网络安全风险突出，矿山工业控制系统易受黑客攻击。经济层面，建设初期需大量资金投入，中小矿山企业融资困难，且投资回报周期长，部分企业对转型持观望态度，阻碍智慧矿山建设整体进程。

三、数字化背景下智慧矿山建设的策略

3.1 加强数字化技术融合与创新应用

打造融合推进物联网、大数据、人工智能、5G 等数字技术在矿山场景中的创新集成应用。企业还可通过联合院校、科研院成立专项研发中心，重点突破国产化传感器替代技术攻关，降低对外技术依赖度；研发统一数据接口、协议，搭建不同系统间互联互通的数据桥梁，探索新技术在矿山中的创新应用场景，例如引入区块链技术实现矿山供应链数据可信的互通共享与溯源，提高交易效率与安全。

3.2 构建智能化生产运营体系

矿山生产运营智能化是提升矿山开采效率的关键。在采场层面，引入智能掘进机器人、电铲全自动凿岩台车等开采装备，基于AI 算法，自动规划开采路线，实现自动化开采力度控制、矿石开采效率及回采率提升等。在运输层面，扩大5G 无人驾驶矿卡应用规模，建设智能调度运输系统，基于实时路况信息和运输调度需求对运输路线进行自动调整，降低汽车的待时耗。在选厂层面，应用智能选矿装备，基于机器视觉、机器学习，对矿石品位自动识别，自动调整选矿工艺参数等，实现矿石选矿质与选矿回收率的自动化提升。

3.3 完善安全管理与应急响应机制

智慧矿山建设最重要的当属安全，打造无盲区的安全监测预警体系，设置多类型传感器在井下关键点位对瓦斯、粉尘、顶板压力、水文等信息进行感知与实时监测，将监测数据与 AI 算法分析实现对灾害风险的智能识别与提前预警。如当发现瓦斯浓度异常时，系统自动启动报警，并联动通风机、人员定位系统，为人员疏散提供帮助。

3.4 优化管理决策与协同机制

决策管理系统化以及协同。应当重置企业组织体系，消除部门界限，推行扁平化的集约式的决策和管理系统，清晰界定各部门职能以及责任，优化决策、协同。运用数字管理手段，建立企业级的管理决策系统，搜集企业生产、安全、财务、设备等多维度信息，并通过大数据技术以及数据可视化为企业管理层决策提供高效的直接和间接的线索。

3.5 强化人才培养

要保障智慧矿山建设人才和资金等要素。企业与高校建立智慧矿山相关专业课程教育，培养矿山行业数字化复合型人才。构建企业内部人才培养机制，定期开展员工数字化技术培训和技能比武，提高员工的数字化技能和操作水平。用优惠办法，引入行业高端人才，服务智慧矿山建设。

结语

数字化浪潮下，智慧矿山建设是矿山行业转型的必由之路。本研究提出的系列策略，从技术融合、管理优化、人才培育等多维度发力，为破解行业发展难题提供路径。随着数字化技术持续迭代与策略深入实践，有望推动矿山行业实现安全、高效、绿色的可持续发展，在新时代焕发全新活力，助力资源型产业转型升级。

参考文献

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