中國工業報記者 余娜

伴隨人工智能的大規模“下井”，礦山數智化轉型迎來新一輪提速。

從創新技術的應用，到企業需求的轉變，再到不少實踐案例的落地，我國智慧礦山逐漸探索出一條數字化轉型、智能化建設路徑。

“當前，新質生產力發展正處于一個大有可為的歷史機遇期，中國安全生產協會將進一步加大對智能化建設的支持力度，積極協調有關部門加大科研立項，重點推進智能化示范礦井和災害嚴重礦井的智能化建設。”在8月24日召開的“新質生產力賦能能源行業高質量發展研討會”上，中國安全生產協會副會長康榮表示。

智能化技術出現拐點，推動企業智能化從專用領域走向通用領域。歷時5年，礦山人工智能大模型也實現從技術探索到規模化推廣。

引入人工智能解決礦山痛點

人工智能是推動我國能源行業跨越發展、產業優化升級、生產力整體躍升的重要戰略資源。

2020年2月，國務院八部委聯合下發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，明確要求將人工智能、工業互聯網、云計算、大數據等新技術與現代煤炭開發利用深度融合。2022年10月，國家礦山安監局、財政部印發《煤礦及重點非煤礦山重大災害風險防控建設工作總體方案》，要求充分發揮AI智能識別、井下精準定位、物聯網、大數據等新技術在礦山重大災害風險識別、應急救援等工作中的優勢作用。

“引入人工智能可解決礦山業務痛點。需引入人工智能手段，圍繞人、機、管、環，進行降本、提效、增安；引入大模型技術手段，提升模型應用精度及泛化性，實現規模化、常態化應用。”云鼎科技股份有限公司（以下簡稱“云鼎科技”）工業互聯網事業部副總經理王磊分析。

王磊介紹，從2019年立項探索，建設L0級盤古大模型，到2024年7月實現82類場景的落地應用，歷時5年，云鼎科技礦山人工智能大模型已實現從技術探索到規模化推廣。

依托盤古礦山大模型，云鼎科技構建了全球首個礦山行業大模型，構建了“1+4+N”架構的礦山智能化方案，通過1個AI開發平臺和4個盤古大模型能力，開發N個高價值應用場景，支撐了人工智能大規模“下井”。

“我們將持續打造人工智能應用，沉淀AI場景82類，涉及立井提升、皮帶運輸、防沖、洗選、安全監管、采煤、掘進、輔助運輸等。新場景已率先在山東能源集團興隆莊煤礦進行試點驗證，保障使用效果后進行推廣。”王磊透露。

資料顯示，云鼎科技是山東能源集團控股的信息化產業公司，是盤古大模型在能源行業首次商業化應用的承接單位。2023年初，山東能源集團建立人工智能訓練中心。同年7月18日，山東能源集團和華為公司聯合發布首個能源行業商用AI大模型“盤古礦山大模型”。

以大模型為代表的人工智能等新技術，持續賦能企業，解決生產科研痛點問題，引領產業創新。

“大模型已成為人工智能產業快速發展的必然選擇，是企業智能化的方向。”華為油氣礦山軍團解決方案總裁蔣旺成表示，“引入人工智能新架構和大模型，通過多維度能力提升，可系統性解決人工智能使用難題。華為盤古大模型具備5大基礎能力，可匹配行業不同場景訴求。”

傳統運輸模式亟待智能化升級

在礦區，傳統運輸模式亟待智能化升級。

數據顯示，2022年礦難死亡人數略有回彈，礦區安全管理問題仍需重視。礦區工作環境惡劣，司機老齡化嚴重，年輕司機從業意愿低。傳統作業模式受制于“人”的不確定因素，效率進一步提升遇到瓶頸。人力、管理成本持續提升。人工操作不規范，車輛維修、油耗等成本高居不下。

自然資源部中國地質調查局國際礦業研究中心發布的《全球礦業發展報告2023》顯示：5G、無人駕駛礦卡和人工智能等技術裝備的應用提高了礦山開發水平。礦山無人駕駛卡車實現規模化運行。據不完全統計，我國共落地超過50個礦區無人駕駛項目，覆蓋非煤礦山、金屬礦等場景。另據咨詢機構預計，2030年，中國智慧礦山自動駕駛市場有望超過3800億元。

“礦區無人駕駛恰逢其時，是新質生產力典型應用。”踏歌智行高級副總裁鄔海杰表示。據悉，成立于2016年的踏歌智行，是國內首家專注于礦區無人運輸服務的科技創新企業。目前，踏歌智行現已服務超過20個央國企及行業領軍礦區企業，項目30余個，部署智能駕駛車輛超420臺。

無人駕駛礦用車輛和機器人廣泛應用，大大減少了人工參與，提高了作業安全性。

北斗天地股份有限公司輔助運輸產品經理譚業勇透露，2024-2025年，該公司將進一步完善智能車載設備，形成統一化、集成化解決方案，提高智能化水平，保障駕駛安全。2025-2027年，將為無人駕駛拓展進行巷道輔助設備研發，確保無人駕駛承載環境的建設。2026-2028年，將結合車輛研發企業和北斗天地定位、通信能力，實現煤礦物料供給全場景車輛自動駕駛平臺。

資料顯示，北斗天地股份有限公司是云鼎科技旗下，以北斗應急通信導航業務和能源化工信息化智能化為核心的國家級高新技術企業科技部瞪羚企業，首批軍民融合企業，專注于“北斗”+“礦山工業智能”技術應用，擁有煤礦軟件+硬件+北斗深度結合的三大技術能力線。公司注冊地西安，在北京、青島、洛陽設立了技術研發中心，在濟寧設有生產制造中心。

煤礦數智化開采技術有待突破

數字中國建設成為國家戰略，數字煤炭建設面臨歷史性發展機遇。

山東能源集團總經理助理王立才表示，煤礦智能化是我國煤炭行業第四次重大技術變革。該集團加快推進數字化網絡化智能化建設，建成了9處首批國家智能化示范煤礦，山東本部沖擊地壓礦井全部實現智能化開采，智能開采產量達到86%，計劃“十四五”期間全部煤礦均建成智能化煤礦。

煤炭行業兩化融合水平雖然取得了較快發展，但整體水平與先進行業相比仍有明顯差距。煤炭行業數字化轉型整體處于起步階段，數字化技術尚未與煤炭核心領域深度融合。

對此，中煤科工集團首席科學家龐義輝認為，煤礦智能化開采關鍵技術探索上，主要存在開采工藝、裝備可靠性、控制系統三方面問題。

開采工藝上，不同地質條件工作面的開采工藝不同，工作面采場環境復雜且伴隨推進情況不斷發生變化。開采工藝的參數變量較多，變量調整依據不足，致使采煤過程自動化程度低，自主規劃截割率低，阻礙無人化采煤工程實踐。

裝備可靠性上，設備層面主要存在多系統、多設備故障概率疊加導致整個系統可靠性低，無法支撐地面采煤模式常態化運行，限制無人化采煤推廣應用這一問題。

控制系統上，遠程監控系統存在視頻清晰度、實時追蹤、死角等問題，達不到“第一人稱”視角的需求。缺少音視頻融合、人機交互操控等完全“沉浸式”操控平臺，無法解決人員對遠程常態化作業與工作面內就地作業環境變化的差異感。

如何利用自動化、智能化做到減輕人員的一般勞動強度，減少人員井下工作量，是煤礦產業當前面臨的主要趨勢。

“推廣綜采工作面遠程數字孿生集控技術，通過工作面真實場景復現、超視距遙控操作，實現掘、支、錨、運一體化平行作業和開采系統智能決策、自主運行，可以推動礦山傳統開采工藝變革，實現少人化、無人化開采。”北斗天地股份有限公司產品經理安成表示。

據其介紹，通過綜采工作面數字孿生輔助控制系統，結合現場多參量傳感器技術，能夠實時監測設備運行狀態，記錄采煤機截割曲線，結合工作面GIS地理信息，實現井下物理空間在數字世界的真實映射，有效降低一線生產操作人員的工作量和工作強度。

中國礦業大學能源資源戰略發展研究院副院長李桂臣認為，我國煤礦智能化開采與掘進發展目前處于示范培育階段，特別是煤巷智能化快掘更是一項久久為功的長期任務。煤巷智能快掘是煤礦智能化的重要支撐，也是亟待攻關的核心難題之一。聚焦煤巷快速掘進與圍巖智能控制的基礎科學問題開展理論創新，大有可為。

“未來，我們要進一步研究‘透明地質+數字孿生+自主自控技術’的智能采煤。基于數字孿生技術構建綜采面孿生仿真開采場景，研發仿真預演、實時孿生、歷史回放功能。結合5G+VR/AR技術，研究新一代地面遠控方法，研發人機交互新模式，提升地面遠控體驗。此外，還要進一步探索人工智能、元宇宙、語義大模型等技術在煤炭行業的應用。”龐義輝建議。