智能矿山行业发展态势
思瀚产业研究院 山源科技    2024-03-21

根据中国工程院院士葛世荣对煤矿智能化发展形态的定义，未来的煤矿智能化发展形态不仅是煤炭生产环节的智能化，还包括煤矿地质勘探、矿井设计建造、废弃矿井综合利用等矿井全生命周期管控智能化以及煤矿“产、运、销、储、用”全流程调控的智能系统化。

为实现上述目标，智能矿山的未来发展离不开工业互联网、操作系统和数字孪生的强力支撑。其中，煤矿工业互联网作为煤矿智能化系统的神经，是智能煤矿信息交互的关键基础；煤矿泛在互联操作系统作为煤矿智能化系统的中枢，为各种具体的行业应用提供生态支撑；煤矿数字孪生系统作为煤矿智能化系统的大脑，是以工业互联网为基础，在泛在互联操作系统平台上构建的煤炭“产、运、销、储、用”全流程系统，是实现矿山井下作业少人化、无人化目标的重要技术手段。

目前，除了工业互联网在各大矿山中的加速构建（如越来越多的矿山实现井下 5G 虚拟专网部署，为工业互联网提供信息通信基础底座支持）以及矿鸿系统的推出与不断普及，矿山数字孪生系统建设将是未来新一代信息技术与矿山行业深度融合的重点突破方向。

矿山数字孪生系统以数字化方式创建矿山物理实体的虚拟模型，以数字映射的工作面逼真地模拟实际井下作业状况，并通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段提供高效智能的操作服务，实现井下生产过程的可视可控。

系统集成了采集感知、控制执行、数据模型管理、数字线程等多学科技术，其构建可分为四个步骤：

首先，实现针对单一设备的离散数字孪生，着重于数字孪生模型构建、虚实仿真交互、装备全生命周期管控等；

第二，实现针对矿山子系统（如一个采煤或掘进工作面）的复合数字孪生，着重于多装备间的协同作业、装备与环境间的相互作用等；

第三，实现面向开采流程的全矿山数字孪生，通过数据实时交互、虚拟仿真反馈、大数据分析决策实现安全高效的开采开发；

第四，实现“产、运、销、储、用”全流程数字孪生，从而达到全要素、全流程、全链条集成融合与价值共生的目的。

综上，智能矿山行业将持续以工业互联网、操作系统和数字孪生等领域为重要抓手，进一步向多学科、高技术方向迈进。