智能矿山,即在数字矿山的基础上,利用系统工程理论及网络、自动控制和人工智能等技术,以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质,实现采矿设计、计划、生产、调度和决策等过程的智能化。
目前,加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等发达国家已实现遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井。而中国矿山迄今为止经历了机械化、自动化、信息化和数字化阶段,目前正由数字化向智能化发生过渡。
自“十三五”以来,我国进入智能矿山的技术储备期,形成了局部应用和示范案例。2021年起,部分中大型矿企将智能矿山建设列入“十四五”信息化规划。
从机械化阶段逐步迈向智能化阶段的过程中,智慧矿山的需求同步向跨领域协同与生态融合、绿色低碳可持续发展、全球资源优化配置不断演进。
现阶段,智慧矿山的核心需求聚焦于安全、效率、环境、技术四个主要方面。安全需求呈现出从“减少伤亡”向“无人则安”的转变;效率需求从关注“单机效率”逐步转变为追求全系统协调优化;日趋严格的政策法规(如粉尘排放限值下降50%)和持续增加的资本回报压力(如智能化投资回收期3年),倒逼矿山行业进行升级。相关技术“机械化自动化数字化-智能化”的链式突破,清晰划分出矿山需求的不同层次。
智慧矿山在无人/少人化、绿色低碳化、跨区域协同和全链降本增效四个方面的技术解决方案,需通过多维度技术融合与系统集成实现。同时,智慧矿山的四大技术方向需深度融合,通过政策引导、技术创新和生态协同,最终实现“安全零伤亡、资源零浪费、排放零污染”的可持续发展目标。
其中,无人/少人化的解决方案主要体现在“全流程无人驾驶+远程监控”,绿色低碳主要体现在“电动化+清洁能源替代”,跨区域协同主要体现在“云端调度+V2X车路协同,降本增效主要体现在“预防性维护+资源循环利用”。
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