作者: 余娜 来源：中国工业新闻网

中国工业报记者 余娜

伴随人工智能的大规模“下井”，矿山数智化转型迎来新一轮提速。

从创新技术的应用，到企业需求的转变，再到不少实践案例的落地，我国智慧矿山逐渐探索出一条数字化转型、智能化建设路径。

“当前，新质生产力发展正处于一个大有可为的历史机遇期，中国安全生产协会将进一步加大对智能化建设的支持力度，积极协调有关部门加大科研立项，重点推进智能化示范矿井和灾害严重矿井的智能化建设。”在8月24日召开的“新质生产力赋能能源行业高质量发展研讨会”上，中国安全生产协会副会长康荣表示。

智能化技术出现拐点，推动企业智能化从专用领域走向通用领域。历时5年，矿山人工智能大模型也实现从技术探索到规模化推广。

引入人工智能解决矿山痛点

人工智能是推动我国能源行业跨越发展、产业优化升级、生产力整体跃升的重要战略资源。

2020年2月，国务院八部委联合下发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，明确要求将人工智能、工业互联网、云计算、大数据等新技术与现代煤炭开发利用深度融合。2022年10月，国家矿山安监局、财政部印发《煤矿及重点非煤矿山重大灾害风险防控建设工作总体方案》，要求充分发挥AI智能识别、井下精准定位、物联网、大数据等新技术在矿山重大灾害风险识别、应急救援等工作中的优势作用。

“引入人工智能可解决矿山业务痛点。需引入人工智能手段，围绕人、机、管、环，进行降本、提效、增安；引入大模型技术手段，提升模型应用精度及泛化性，实现规模化、常态化应用。”云鼎科技股份有限公司（以下简称“云鼎科技”）工业互联网事业部副总经理王磊分析。

王磊介绍，从2019年立项探索，建设L0级盘古大模型，到2024年7月实现82类场景的落地应用，历时5年，云鼎科技矿山人工智能大模型已实现从技术探索到规模化推广。

依托盘古矿山大模型，云鼎科技构建了全球首个矿山行业大模型，构建了“1+4+N”架构的矿山智能化方案，通过1个AI开发平台和4个盘古大模型能力，开发N个高价值应用场景，支撑了人工智能大规模“下井”。

“我们将持续打造人工智能应用，沉淀AI场景82类，涉及立井提升、皮带运输、防冲、洗选、安全监管、采煤、掘进、辅助运输等。新场景已率先在山东能源集团兴隆庄煤矿进行试点验证，保障使用效果后进行推广。”王磊透露。

资料显示，云鼎科技是山东能源集团控股的信息化产业公司，是盘古大模型在能源行业首次商业化应用的承接单位。2023年初，山东能源集团建立人工智能训练中心。同年7月18日，山东能源集团和华为公司联合发布首个能源行业商用AI大模型“盘古矿山大模型”。

以大模型为代表的人工智能等新技术，持续赋能企业，解决生产科研痛点问题，引领产业创新。

“大模型已成为人工智能产业快速发展的必然选择，是企业智能化的方向。”华为油气矿山军团解决方案总裁蒋旺成表示，“引入人工智能新架构和大模型，通过多维度能力提升，可系统性解决人工智能使用难题。华为盘古大模型具备5大基础能力，可匹配行业不同场景诉求。”

传统运输模式亟待智能化升级

在矿区，传统运输模式亟待智能化升级。

数据显示，2022年矿难死亡人数略有回弹，矿区安全管理问题仍需重视。矿区工作环境恶劣，司机老龄化严重，年轻司机从业意愿低。传统作业模式受制于“人”的不确定因素，效率进一步提升遇到瓶颈。人力、管理成本持续提升。人工操作不规范，车辆维修、油耗等成本高居不下。

自然资源部中国地质调查局国际矿业研究中心发布的《全球矿业发展报告2023》显示：5G、无人驾驶矿卡和人工智能等技术装备的应用提高了矿山开发水平。矿山无人驾驶卡车实现规模化运行。据不完全统计，我国共落地超过50个矿区无人驾驶项目，覆盖非煤矿山、金属矿等场景。另据咨询机构预计，2030年，中国智慧矿山自动驾驶市场有望超过3800亿元。

“矿区无人驾驶恰逢其时，是新质生产力典型应用。”踏歌智行高级副总裁邬海杰表示。据悉，成立于2016年的踏歌智行，是国内首家专注于矿区无人运输服务的科技创新企业。目前，踏歌智行现已服务超过20个央国企及行业领军矿区企业，项目30余个，部署智能驾驶车辆超420台。

无人驾驶矿用车辆和机器人广泛应用，大大减少了人工参与，提高了作业安全性。

北斗天地股份有限公司辅助运输产品经理谭业勇透露，2024-2025年，该公司将进一步完善智能车载设备，形成统一化、集成化解决方案，提高智能化水平，保障驾驶安全。2025-2027年，将为无人驾驶拓展进行巷道辅助设备研发，确保无人驾驶承载环境的建设。2026-2028年，将结合车辆研发企业和北斗天地定位、通信能力，实现煤矿物料供给全场景车辆自动驾驶平台。

资料显示，北斗天地股份有限公司是云鼎科技旗下，以北斗应急通信导航业务和能源化工信息化智能化为核心的国家级高新技术企业科技部瞪羚企业，首批军民融合企业，专注于“北斗”+“矿山工业智能”技术应用，拥有煤矿软件+硬件+北斗深度结合的三大技术能力线。公司注册地西安，在北京、青岛、洛阳设立了技术研发中心，在济宁设有生产制造中心。

煤矿数智化开采技术有待突破

数字中国建设成为国家战略，数字煤炭建设面临历史性发展机遇。

山东能源集团总经理助理王立才表示，煤矿智能化是我国煤炭行业第四次重大技术变革。该集团加快推进数字化网络化智能化建设，建成了9处首批国家智能化示范煤矿，山东本部冲击地压矿井全部实现智能化开采，智能开采产量达到86%，计划“十四五”期间全部煤矿均建成智能化煤矿。

煤炭行业两化融合水平虽然取得了较快发展，但整体水平与先进行业相比仍有明显差距。煤炭行业数字化转型整体处于起步阶段，数字化技术尚未与煤炭核心领域深度融合。

对此，中煤科工集团首席科学家庞义辉认为，煤矿智能化开采关键技术探索上，主要存在开采工艺、装备可靠性、控制系统三方面问题。

开采工艺上，不同地质条件工作面的开采工艺不同，工作面采场环境复杂且伴随推进情况不断发生变化。开采工艺的参数变量较多，变量调整依据不足，致使采煤过程自动化程度低，自主规划截割率低，阻碍无人化采煤工程实践。

装备可靠性上，设备层面主要存在多系统、多设备故障概率叠加导致整个系统可靠性低，无法支撑地面采煤模式常态化运行，限制无人化采煤推广应用这一问题。

控制系统上，远程监控系统存在视频清晰度、实时追踪、死角等问题，达不到“第一人称”视角的需求。缺少音视频融合、人机交互操控等完全“沉浸式”操控平台，无法解决人员对远程常态化作业与工作面内就地作业环境变化的差异感。

如何利用自动化、智能化做到减轻人员的一般劳动强度，减少人员井下工作量，是煤矿产业当前面临的主要趋势。

“推广综采工作面远程数字孪生集控技术，通过工作面真实场景复现、超视距遥控操作，实现掘、支、锚、运一体化平行作业和开采系统智能决策、自主运行，可以推动矿山传统开采工艺变革，实现少人化、无人化开采。”北斗天地股份有限公司产品经理安成表示。

据其介绍，通过综采工作面数字孪生辅助控制系统，结合现场多参量传感器技术，能够实时监测设备运行状态，记录采煤机截割曲线，结合工作面GIS地理信息，实现井下物理空间在数字世界的真实映射，有效降低一线生产操作人员的工作量和工作强度。

中国矿业大学能源资源战略发展研究院副院长李桂臣认为，我国煤矿智能化开采与掘进发展目前处于示范培育阶段，特别是煤巷智能化快掘更是一项久久为功的长期任务。煤巷智能快掘是煤矿智能化的重要支撑，也是亟待攻关的核心难题之一。聚焦煤巷快速掘进与围岩智能控制的基础科学问题开展理论创新，大有可为。

“未来，我们要进一步研究‘透明地质+数字孪生+自主自控技术’的智能采煤。基于数字孪生技术构建综采面孪生仿真开采场景，研发仿真预演、实时孪生、历史回放功能。结合5G+VR/AR技术，研究新一代地面远控方法，研发人机交互新模式，提升地面远控体验。此外，还要进一步探索人工智能、元宇宙、语义大模型等技术在煤炭行业的应用。”庞义辉建议。

作者：余娜

编辑：袁海霞