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2022中国智能矿山产业发展白皮书 全栈式智能解决方案，打造智能矿山新高地 亿欧智库https://www.iyiou.com/research Copyright reserved to EqualOcean Inteligence, Oct. 2022 中国智能矿山发展之路 中国智能矿山整体解决方案 矿山企业智能化转型方法和建议 中国智能矿山未来趋势洞察 2 3 4 1 目录 CONTENTS 第一章中国智能矿山发展之路 1.1.1 概念：海外智能矿山起步早，国家计划推动企业发展，采矿设备供 应商逐步向技术与系统解决方案供应商转变 4 u芬兰、加拿大、瑞典等国家从上世纪90年代就开始研究智能开采技术，并曾先后制定有关“智能化矿山”和“无人化矿山”的发展规划。 u自20世纪前十年以来，瑞典的山特维克公司、阿特拉斯科普柯公司等国际著名采矿设备公司均在大力发展智能采矿装备及相关技术。在研发大 量具有良好自动化功能的采矿设备外，开发了多种智能矿山的技术与装备系统，如AotoMine系统、OptiMine系统和MineLan系统 资料来源：公开资料、亿欧智库 海外智能矿山发展简况 加拿大国际镍公司开始研 究自动采矿技术，拟于 2050年在某矿山实现无人 采矿，通过卫星操纵矿山 的所有设备，实现机械自 动采矿。 力拓启动“未来矿山” 计划，部署围绕计算机 控 开的无人 无人 自动 机自动 机 机。 国 矿的自动 技术 研 究， 的研究 ¡¢。 •£ ⁄¥ƒ§启动“未来智currency1 矿山”计划 •力拓“«‹⁄2›亿 fi，在fl –†‡· “智currency1矿山”¶ •。 1990 1999 2008 2018 1992 ‚„开始智currency1矿山技术计 划，开 自动采矿技术研 究”»采矿实…过‰控 ⁄¥实… ¿ 2`· ´ˆ。 基律纳铁矿力拓皮尔巴拉铁矿 •˜，¯˘˙部的¨ ˚大 矿山 ¸ ˝˛矿¸ˇ实现“无人智currency1采 矿”，— ‰计算机ƒ控 ， 人 ¿人 实现 ‰ 现 操 。 海外典型智能矿山 ‰控 的 ¿矿Æ 加 ˛ª 力 的 Ł ，ØŒ º æ 的 ¿§ ⁄ ı ¿§ ， …ØŒł控 øœß ˛矿 » 动设备 的完备情况。 注：因版权风险，图片并非上述矿山实景图，仅示意用 1.1.2概念：国内基于“数字矿山”概念升级提出“智能矿山”，关注采 矿设计、计划、生产、调度和决策等过程的智能化 5 u1999年首届“国际数 ”大 “数 矿山” i ita Mine ， 年的发展，数 矿山发展 ， “智能矿 山” 智能矿山是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。 资料来源：公开资料、亿欧智库 中国智能矿山概念提出 1999 年‡届“国际数字 球”大会上提 出“数字矿山”（Digital Mine）概念。 数字矿山 智能矿山 目标 提出 时间 重点 ⁄¥ 规划 设计 计划 过‰ ¿的 数字建模仿真优 评估。 智currency1矿山是在数字矿山的¸础上，利用 ‰¿论»网络 自动控 人 智currency1 技术，以开采环境数字 采 装备自动 为特质，实现采矿设计 计 划 生 决策 过‰的智currency1 。 特点 以矿山开采环境 象»过‰信息数字 为¸础，构建数据的采ƒ 传 存 储处¿ 反馈的信息 闭环，并持续 应用于⁄¥勘探 开采规划 采矿设计 开采计划 生 ¿ 全生命周期的新 型矿山技术体 ¿模式。 关注生 装备 过‰的智currency1 无人 。 基础 “十二五”期间由大型科研机构 高校 提出。 •矿山规划与开采方案决策优 化系统 •矿山设备运转状态信息系统 •生产环节监控与调度系统 •矿山环境变化及灾害预警信 息系统 •矿山经营管理及经济活动分 析信息系统 1.2.1发展历程：中国矿山经历机械化、自动化、信息化、数字化，目前 已迎来智能化阶段 › u ，加拿大、瑞典、 国、 大 等发 国家¡¢£⁄¥采矿、无人ƒ§currency1 “无人矿«。‹›国矿山 fifl –化、自†化、‡·化和 数 化 ， 正处于数字化向智能化的过渡阶段。从“ ¶”开始，•国‚ 智能矿山的技术储备期，„”fl»…‰ 和¿ `´。从 ˆ˜ˆ1年开始，…¯›大˘矿˙¨智能矿山 设˚ “ ¸¶”‡·化规划。 资料来源：公开资料、亿欧智库 21¨纪20年代至未来21¨纪10年代21¨纪初20¨纪90年代20¨纪90年代˜ 机械化阶段 自动化阶段 信息化阶段 数字化阶段智能化/无人阶段 •移动变电站 •破碎设备 •制砂设备 •选矿设备 •采矿机 •运输设备 主要设备与系统 •二维/三维GIS平台 •安全生产监测、监控系统 •综采工作面的设备自动化 •运输机自动控制 •液压支架跟机自动化 •矿井提升设备的机电一体化 •综合集成平台 •井下综合自动化系统设备 •矿山机械生产调度指挥系统 •矿山生产安全监控系统 •矿山机械远程监测系统 亿欧智库： 智能矿山的发 程 • 采 系统 • 系统 •矿山工 平台 • 运输 •矿井全工 设备设 管理系统 •机 化 开采系统 • 矿集 管理系统 特点 •综合自动化、管理信息化、 化三化 合 •¡¢维 矿山£体的⁄¥ ƒ动态§currency1与矿山安全、生 产、经营 “的«‹信息 •¡ 化矿山的⁄¥ƒ›运 fi 工 fl 、 – fl 、†制‡· ¶•运‚、 决策指挥的决策分析系统 •运fi 、„”»…fl £‰矿山的 „”化、¿” 化、 化 • 工`动´作机械工ˆ•ˆ备˜ »¯˘˙ •£‰¨自动化 合 •ˆ备一 的 – ˚ •ˆ备 ¸ 的”动控制策˝ •ˆ备˛机ˇ输˘˙ •ˆ备分—ˇ fl •ˆ备ˇ ‚机 •ˆ备 †程控制系统 •ˆ‹远程监测监控 •ˆ备˜ »¯˘˙ •ˆ备 ¸ 的”动控制策˝ 1.2.2发展历程：重新厘清信息化、数字化、智能化矿山的区别 7 u›国矿山数智化 设 fi‡·化、数 化， 来智能化，˝˛ˇ —的定 ， 智 ‡·化˛ “数 ” Æ “ ª ”，数 化˛ “数 ” “ ª ”，智能化˛ “‡·系统 ŁØ”。 数 智 化 程 度 用数字世界重构物理世界 主要用在矿山规划、设计、预测阶段 数字化矿山 用数字世界描述物理世界 主要用在矿山管理、决策阶段 化矿山 使信息系统更聪明 主要用在矿山生产装备、作业系统运行阶段 智能化矿山 资料来源：专家访谈、公开资料、亿欧智库 大数据横向–通 务，通过更 全面的数据æ析，掌握矿山状 态， ˆ的 ¥， 生 实 计划，为决策 ˚ • 是 决 ˆ，通过初始 数， 在Ł 过‰ ， ¿ 数 ，生 大 数据，通过建模 ，˚ 来 。 数据采集 学习 建模 自主优化 建模 仿真 评估 优化 21世纪10年代 21世纪20年代21世纪初 选择最佳 方案 时间 主要 2015年6月 国家监管总局 《关于开展“机械化换人、自动化减 人”科技强安专项行动的通知》 以机械化生产替换人工作业、以自动化控制减少人为操作，大力 提高企业安全生产科技保障能力 2016年2月 发改委、能源局、 工信部 《关于推进“互联网+”智 能源发展 的 》 以智能化为 ， 建 、安全高 的 能源 ， 进能源 信 ，推动能源互联网 技 、 模 业 发展 2016年6月发改委、能源局 《能源技 ¡¢ 行动£⁄¥2016ƒ 20§0年currency1》 20§0年“«‹›fi fl 工作–†人化的‡⁄· 2020年2月 发改委、能源局、 ¶•部、‹›安 监局‚„部委 《关于”»‹›智能化发展的 》 …人工智能、工业‰联网、 £¿、大数据、机 人、智能`´ ‚ˆ ‹˜开发¯˘ ，˙¨全– 知、 ˚互联、¸ ˝˛、自主学习、动 ˇ—、 控制的智能 ， ‹› 开 、采 、 、通 、 选、安全保障、 管 ‚ Æ智能化 行 2020年 月 工信部、发改委、 自ª 源部 《 行业智能工Ł¥›Øcurrency1建 Œ º¥ 行currency1》 推动5 技 ˆ ›Ø的 ¢ ¶˘大数据、人工智能、 棿‚技 提 信 学习ˆ 知的能力，¯˘ ı ı ‚技 ˙¨人机ł ø强智能 œ 、ß ›Ø、‹›‚›产 源 智能›Ø建Œ的 般原则，‡定 在地质ˆ—量、›产 源储量、›产 源开采、 选›、 源节约ˆ综 ¯˘、生 环境保护、智能 管控‚方 – 智能化做 fl要求 2021年 月自ª 源部《智能›Ø建Œ‡范》¥报批稿currency1 坚持¸类建Œ ¸级达 相结 ，建 健全智能化‹›建Œ、评 价、验收ˆ奖惩机制 2021年6月 能源局、›Ø安 监局 《‹›智能化建Œ º¥2021年版currency1》 1.3.1政策 ：智能矿山 设 ，应 逐步 矿 展 矿山 ` u自ˆ˜1Œ年以来，国家 º …智能矿山 规 、 æ、 设 等 ı， 并łøœ 智能矿山ß 规 发展 ， 与 俱 ‚，不断完善， 围从煤矿扩展到非煤矿山，鼓励所有类˘矿山共 向智能化发展。 资料来源：政府官网、亿欧智库 20 年 ‹›智能化全–¶˘： 各类‹› fl 智能 化， 建多产业链，多 集¨的‹›智能化 ，建¨智能 知、 智能˝˛、自动执行的 ‹›智能化 202 年 示范‹›中提炼技 ‡范ˆ 准 ：大型‹› 灾害严“ ‹› fl 智能化，˙¨‹ ›智能化建Œ技 ‡范ˆ 准 ， 开 Œ£、地质保 障、采 ¥ currency1、 、通 、 选‰流‚ 的智能化˝˛ 自动化 行，井下“« 岗位机 人作业，露天‹› 智能连续作业 †人化 2021年 智能化示范‹›建Œ：建¨ 多种类型、不 模 的智能 化示范‹›，初步˙¨‹› 开 Œ£、地质保障、生产、 安全‚主要环节的信 化传 播、自动化 行技 ， 进工作–减人提 、综采工作–内少人或† 人操作、井下 露天‹›固 定岗位†人值守ˆ远Æ监控 国 矿智currency1 的 • 提出‹› ß‹›机械化、智能化的具 要求，并Œ “工›商 贸就业人员十万人生产安全事故死亡率下降20%、‹›百万吨死 亡率下降10%”的· 2022年 月 国务院安全生产 委员会 《“十四五”国家安全生产‡⁄》 提出–向›Ø的5 +工业互联网¶˘安全技 要求 2021年12月 工信部商˘密 ¶˘推进 准工 作 ‚ 《工业互联网安全 准 ¥2021年 版currency1》 1.3.2技术 ： 数 、 智能、 、 等技术与智能矿 山 度 ， ¡、¢£⁄¥£、自动ƒ§等新currency1技术逐步 展应 “« 9 u大数据、人ƒ智能、精准定位、 联网等技术在矿山流和管ª领域得到广泛‰ ， 矿山智能化转˘升级 供技术基础。 u ，ŒG、VR/AR、自†驾驶等 兴技术也 智能矿山 设 供fl 网络基础和‰ 场景。 资料来源：公开资料、亿欧智库 智能矿山 大数据技术 数 智能化决策 数 VR/AR 技术 空间‡·技术 理信息系统 云网融合技术 计 物 ¡¢ £⁄外¥ƒ§ 虚拟仿真技术 currency1 预测预“ «‹预› currency1 fifl – †‡· ¶• 自†驾驶技术 无人‚矿 自动化„” 矿山技术规 和标准 »间数 … 动‰运 ¿ `¶• ´数 生产管理 规ˆ »间基˜ 亿欧智库：智能矿山 用技术 网络通讯技术 5G WIFI6 ¯ ˘ 矿山¨ 提 »¯支 自动˙¨运 人ƒ智能 ˚¸ ˝ £ ˚¸˛˝ˇ£ 1.3.2技术 ：新currency1技术与智能矿山 度‹ ，› fi解决方案提供fl 技术 10 资料来源：公开资料、亿欧智库 亿欧智库：智能矿山 决 及 技术 — »间信息 fifl 自动˙¨ 数 人 智能VR/AR ¸础设 网络 √ √ 生 ¿数字 √ √ √ √ √ √ √ 生 装备智currency1 √ √ √ √ √ 生 √ √ √ √ √ 全ł 智 √ √ √ √ √ √ √ 设备 ¿ √ √ √ √ √ √ ¿ √ √ √ u从技术应用场景出发，亿欧智库将智能矿山解决方案分为七大模块，并梳理每个模块对应的技术。 1.3.3新动能：智能化–†‡· 、¶•‚„矿山的重”»段 11 u矿山一直是安全生产重点行业领域，但由于矿山数量众多，地质条件和开采技术条件等具有较高复杂性，安全管理是矿区管理难题之一。智能 矿山通过灾害预警、事故仿真研究、实时监控等技术和方式大大减 。 u ， 、 为矿山发 的 能， 数 技术 是实 发 的重 。 ¡¢£⁄¥数 ，ƒ§currency1 currency1“，能 «‹›fi«fl业 –于数 技术†减 的 ‡·量 为 亿 。¶业•‚currency1„ ，”»、大数 、…‰ 和¿¶智能等技术 `矿山´业从数 ˆ˜¯智能ˆ，将 ˘˙¨¯ „ 。 资料来源：国际矿山安全 监察局、《智能矿山建设 规范》、亿欧智库 亿欧智库：智能矿山实现 环 的基 生 ‰ ` 用 应建 ⁄¥ ¡ 利用 信息化、智能化管理系统， 提高¢£生矿 ⁄¥ ⁄¥ ƒ⁄¥ 的评估 开 § currency1力。 ⁄¥¡ 利用加 currency1‰应 生 加 currency1‰实现ƒ¡， 通过自动化 、信息 化统 管理、智能化Æ¿ ª“«¡ 利用¡ˇ。 环境ł 应建 信息化管理 ，ƒ ¿环境在‹ł 数据 › fi数据，并提 º数据动态æ析 fl currency1。 应–† ‡为 生 · ¿并 ¶•，实现 中 化在ŁØ Œ管理。 亿欧智库： 年矿山发生 数量 7‚› ›5` 5‚4 4‚5 4›1 407 ‚`0‚›› ‚12 2›5 779 ›0` 520 ‚52 249 22› 224 170 2020201›201‚ 91 20192012 2014 2021201`2015 2017 122 -14.9% ˚矿˚矿 `›7 790 ›40 57‚ 525 4`4 ‚79 41` ‚4`‚25 94› 59` 52› ‚`‚ ‚‚‚ ‚1› 225 17` 10`› 201`2015201›2017201‚ 201920142012 20202021 1‚`4 -15.3% ˚矿˚矿 亿欧智库： 年矿山 人数 人 1.…‰ ：智能矿山 设过程中¿ `´ˆ 划、系统˜¯˘˙、智能 化¨ ‚、˚¸ ˝‚等˛ˇ 12 u „ ，¸ 智能矿山˝˛ˇ—ˇ ，但由于 于智能ˆ发 的 ， 多难点和 。 亿欧智库：智能矿山发 的¡大¢£ 0 ⁄¥智能矿山ƒ§设计currency1划 ••˜，„”有关部»…‰出 智currency1矿山建设规¿ 关`´，ˆ是 ˜策 技术 « ¯ ˘ 于 ， ˙智currency1矿山建设¨未实现 ˚˚大 。 •¸ ，应 ˝并加˛智currency1矿山ˇ—设计， 智 currency1矿山的 ´ ´设备研 应用，规¿ 的生 ¿ «，以实现 « 体 ¿。 0 产 智能化“«和 用‹›fifl ••˜，智currency1矿山建设智currency1 ¸础 为 ， 加 于 机智currency1 智currency1的¿ 未 ¡ 体 ， 在智currency1矿山建设 ， 智currency1 ‰ 。 •由于部æ设备 矿山实际 用 Æ ªæ ， 设计¿念 应用 存在 Ł， 以» ØŒ有建 矿山智currency1 生态， ˙Æ º 应用于矿山的高质 智currency1 。 02 –系统数量†多，系统 ‡· ¶ •智currency1矿山开采环境 技术 ， « ‰ 高， ¸ ·矿山的 ¿currency1‰ 生 currency1‰ ˙， 通æ 有 开采 ·ı 。 • « 的 加 数 ， ˙ ł间的数据øœ 网络øœ 务øœ 控 øœß¢ Ł， 以实现 间智currency1 。 0 •理‚„”»，技术人…⁄‰ •传 矿山 于 动 ƒ型 ⁄ˇ ƒ型 ， 的生 ‰营 ¿方式Œ有 新技术更好 融 ， ˙ ¿ß率 «。 •由于矿山 ¿ ， 技术人才 高， 人才currency1失率高居 。 资料来源：公开资料、亿欧智库 1. — 智能矿山的 ‰ ， 智能矿山 商 1‚ u 于 智能矿山˝˛ ，亿欧智库 Æ 2022“ 智能矿山产业ª 。 矿º自动˙¨ 信息基础设 、‚æ、 、 、运 管理 智能ı 管理系统 łøœ、ßø 、 ø 、 ˚、运 ） 智能 硬件 软件 智能分析决策系统 决策支持系统、ı 分析系统） 智 能 硬 件 软 件 主机 自动驾驶服务商 资料来源：公开资料、企业官网、亿欧智库 †‡管 智 能 硬 件 软 件 机械化 自动化 数字化 智能化 自动驾驶 机械化 自动化 数字化 智能化 自动驾驶 1. 机械化、自动化基 fi， 矿与 矿山智能化发展 度与Æ ª‡ fi发展 14 u 矿智能化基础¿ 矿山好：˚矿 于 开发，Ł ØŒ 性º，开采 较为 ， æ性º。 ˚矿开采的 ˆ、ı模ˆ发 较高，ł时øœˆßŒ较高。 ˚矿山 为 开发， 和生产过 的 性较差导致无⁄是øœˆ还是自 ˆßŒ， ˚矿山相较 于˚矿都 于较 ߌ。 u智能化 矿山发 `´¿ 矿大：§currency1§1“ ˚矿总数为•”currency1currency1座，并预计与§currency1§”“ 降ƒ•currency1currency1currency1座以内。对比 言，¸ 有3万多座 ˚矿 山，呈 æ量小、数量多、分布广等特点， 对 ˚矿山来说，加快¨进智能ˆ˝˛ 的任务更重、 求更高。 资料来源：发改委、亿欧智库 大 发展 力 煤矿非煤矿山 ˆ˜¯ 发 ˘度 亿欧智库： 矿山˙¨ ˚化、自动化、数字化、智能化与自动¸ 发 ˝˛ˇ— 1. 中国智能矿山 ŁØŒ级º“ ， 计 来 æ 1 ı，发展前 « 15 u§currency1§1“ ˚矿总数为•”currency1currency1座， 矿山政策及 保政策实施影响，行业已¢开始出 关停、 合的 象。 ˚炭¶业协会 十四五 ı 划，§currency1§”“ ˚矿数量将 降ƒ•currency1currency1currency1座以内，这一时 的复合增长率为-§‚9%。 前， 矿智能 件投入保守测算为1currency1currency1currency1万元，未来智能ˆ 改造投入将 增长，预计未来”“的复合增长率为§currency1%。 u§currency1§1“ ˚矿山总数超过 万座，但是 矿Œ均ı模小于˚矿， 智能ˆ投入相对也较 ， 为˚矿的1/1currency1。 u¢过测算，§currency1§§“ 智能矿山市场‹包括˚矿和 ˚矿山flı模将超过1万亿，§currency1§”“这一数值将超过1‚”万亿。 资料来源：国家统计局、中国煤炭工业协会、应急管理部、专家访谈、亿欧智库 4545 427‚ 4500 5025 5›11 ›2›5 ›99› 412 405 450 524 ›11 712 `29 7`25 ›977 ›222 5549 2019 4957 2021 2024E 4950 4›7` 2022E2023E2025E2020 +7.9% ´规模 ´规模 亿欧智库：20 9 202 智能 矿 currency1‚ ：亿 人 291› ‚000 ‚200 ‚›21 409` 4›‚7 5247 2›4 2`4 ‚20 ‚7` 44› 527 ›22 ‚520 51›4 4544 2022E2020 ‚999 5`›9 ‚2`4 2019 2025E2023E ‚1`0 2021 2024E +10.8% ´规模 ´规模 亿欧智库：20 9 202 智能 矿山 currency1‚ ：亿 人 第二章中国智能矿山整体解决方案 2.1.1矿山łø œ，智能化转ß 矿 17 u矿山分类方式多样，其 ，按照矿山fi«分类，矿山分为˚矿、 ˚矿山‹黑 、有 金 、˝材等fl； 开采方式 以分为露天矿和地 矿； 开采“限 以分为 老矿山； 开采ı模 以分为大型、 型和小型矿山。 u各类矿山 自身fi«ßŒ、¢£ 应等 条件 ł，智能ˆ 型也 矿Æ ， 分 ł 类矿山的 生条件。 资料来源：公开资料、专家访谈、亿欧智库 亿欧智库： 矿智能开采 ˇ— 亿欧智库：Æ 矿智能开采 ˇ— 矿 运 输 控 Æ ª G S G S 破碎站 ˘信⁄站 ˘信⁄站 ˘信⁄站 ˘信⁄站 智能 远Æ 控 制 ‡⁄ Œ£ 产 currency1 Ł 自动 进 远Æ出 数据采集 自主 远Æ出› WLAN通信自主机 行 远Æ大 环境监— †人 远Æ监控 远Æ操作 ØŒº˙ Œº˙ 平 æ 平 控 Æ ª 井 2.1.3技术端视角下，智能矿山解决方案技术架构图 1` u从技术 ， 有智能矿山˝˛技术 通 由 Ø 、 Ø 、 Ø 、 数 Œ Ø ，也有总 为 - - 的智能矿山解决方案技术 。 资料来源：《煤矿智能化建设指南》、公司官网、公开资料、专家访谈、亿欧智库 感 知 层 勘 设备类 设备类 Ł 设备类 人 类 生 环境类 图像识别震动识别 声音识别 磁识别浓 识别 终端 传 输 层 智currency1数据网关模块 »¯⁄¥设 以太光口 以太电口 CAN 4G 5G F5G WIFI6 eLTE 边 缘 层 边缘计算设备 边缘计算网关 边缘ƒ联代¿ 数 字 平 台 层 云计算平 ƒ联网 ¿平 数据 务平 设备接入 设备权限 设备 ¿设备数据 存储 æ析 计算 网络 数据库/湖仓 数据清洗 数据æ析 数据决策 采 ł 机 Ł 选洗 亿欧智库：智能矿山 决 技术ª 亿欧智库：智能矿山 决 2.1.2业 端视角下，智能矿山解决方案 «图由“生产+˚¸”双˚齐下 19 u从业务 ，亿欧智库从生产场景和管理场景 解智能矿山解决方案 ， 实 矿山全 值 的智能ˆ。 获取审批 质 规划设计‚æŒ爆破装载Œ传送质量·测矿石 矿石运 企业管理协同化 基础设 化 Æ»¯ 工 ı»¯工 控制»¯ 生产装备智能化 机安全 ł øˇœ机– 机 矿ß 生产作业系统化 系统 规划系统 采矿系统 矿石流运输系统 保障系统 ˘风系统 选矿系统 安全监控系统 †‡Ø管智慧化 系统 ł测监控系统 ˘信”¯系统 微震监测系统 边坡监测系统 尾矿库监测系统 VR安全£训系统 设备管理预测化 VR设备£训 管理场景生产场景 开发管理 ˚资源管理财 管理设备资产管理„资 应链管理IT架 管理销售 市 管理 管理安全监测管理 生产管理数字化 资源管理生产 划生产调度过程台账 生产统 分析 资料来源：公开资料、专家访谈、亿欧智库 •值链 采 »¯装备作 »¯ 4G/5G⁄站‹线»¯ 调度台 交换机 视频监控º˙˘信设备监测 工作面分散 采集 井下环网地面网络 智能矿山环网 液压支架风机 自卸ß 控制系统 电与 系统 设备状态监测 故障 诊断 设备维修 设备培训 2.2.1生产“«化解决方案——基 设施 络化、生产作业系统化、生产 装备智能化，三步走†‡智能矿山生产 “«智能化升级 u亿欧智库 为智能矿山生产场景解决方案 分为 个Ø ， ˛施 ¡ˆ、生产 业¢£ˆ和生产 智能ˆ。通过 ⁄¥，能ƒ§currency1 座矿山的 智能ˆ条件与 求。 资料来源：公开资料、亿欧智库 质 规划设计‚æŒ爆破 质量·测矿石 地 模型、 地质 位 › 模型 开采‡⁄、生 产£⁄、 Œ£ 不 工作–的 具 生产 工 在 £量、 化验 › 、选 ›Ł ‡业务场景智能化升级 1 基础设 网络化 打造数据通路，保障数据安全 构建全 ¸础设 网络 Æ工 控制 生活装备作 采 其他 3 生产装备智能化 设备互联，降本增效、节能减排 ¸于生 升级装备 机– 机 自卸ß 破碎机 øˇœ机 装药 2 生产 系统化 构建智能作业系统，实现安全生产、 无人少人的智能矿山综合目标 构建关键 务智currency1 保障 采矿 辅助 运输 安全 监控 矿石流 运输 ˘风 电与 20 获取审批 装载Œ传送 矿石运 、 ` ¡ 开采¢批 › 的下 步 2.2.2基 设施 络化——打造数 通路， 信息 靠与数 · u智能矿山的˝˛“ 开对 ˛施的 ¡ˆ。 通过 ¡¢£与数 «的˝˛，‹造数 ›用通fi，保fl – 与数 安全。 u †，智能矿山˝˛的 场景包括‡·区、¶业控Æ区、生 区、 业区、采区。 办公区员工福利网络工业控制区 地面网络 采区 数 标˜化 建 准化的数据 ：‡范主数 据、数据£⁄¥ 、ƒ数据¥ 、 数据 结 、§局方 、currency1 ¥ 要求˚ Œ“ « 方案‚ 数 接口可靠 ‹持数据›务、通fi fl、 –， †具´‡强· ¶、•‚¶˚ ¶ 数 †‡ œ„”»…进行‰ ˘¿、‰ 能模 的 化 `， 各业务 ´的ˆ†„”ˆ安全 ˜¯，保障数据安全 可扩展架构 采˘˘˙ ¸§ ¨ ，优化 ˚， œ各项 ›务的 源 ¸ ¸，并 据˝˘†求优化 级¨ 亿欧智库：智能矿山基础设 网络化 资料来源：公开资料、亿欧智库 21 网˛ 智能矿山环网 数据中ˇ —换机 5 装备作业区 网˛+5 + 井下环网 + 5 巷道通信 分散数据 采集 工作面 5 5 视频监控 5 设备监测 5 2.2.3生产作业系统化——针 生产“« 求构 关键业 智能系统，› †‡智能矿山生产˚¸协fi做铺垫 u生产 业¢£ˆ是智能矿山生产场景˝˛的¶•个Ø‚，通过 ˝智能生产¢£，实 安全生产、降 增 、„能减‡、无¿ˆ ¿ˆ的”合 。 u生产 业¢£ˆ为智能矿山”合管理与智能»理‹ 业务¢£ ，为实 智能矿山生产管理协ł…‰ 。 智currency1¡ 控平 集¨各业务 数据ˆ 知数 据，˙¨智能生产›务 、业务综 管 ˆ ， 各 ´数据智能 ˆ 管控 智currency1 园 fi各业务 ，˙¨全 – 知、 ˚互联、¸ ˝˛、 自主学习动 ˇ— 控 制的智能 fi管控 ‰营 ¿ 智能 管 能 通管 、数据 ，智能˝˛ Æ ，Œ´全生¡ª 管 ， 化集中 ‚， 智能 ›Ø管 生产 Ł系统 系统 基于野外数据、地质勘 探数据，进行的资源储 量估算、勘探设计的智 能地址勘探系统 系统 根据矿井掘进地质条 件与工艺要求，智能 选择适当的掘进技术 与装备，实现掘进迎 头少人或无人、系统 高效协同运行 采矿 ‚系统 基于地质资源和开采 规划的数据，实现矿 山生产计划分派、生 产过程调度、生产设 备运行监控生产综 合统计与分析。 矿石流运输系统 针对井工、露天不同场景运输方式， 以车载智能终端 ， 控 、智能调度、 调度 系 统，实现 场景 运输 保障系统 度 合地质数据、工 程数据与智能技术装备， 的高 度 地质 ，实现 矿山地质 电、 与˘风系统 过¡¢、¡£⁄、 ¥ƒ§的currency1 数进行智能 “，实现¡¢系统、 ¥«无人‹›、fi程控 、fl –†‡智能· ¶能，进行智 能能•监‚与„ 调”»…‰ 、 ¿ 生产` • 理 系 统 连接管理系统， 综合管控 ü 业务关 Ł的 化、智能化 级 ü提 生产 率、业务 能力 ü推动少人化、†人化发展 ü智能化节能减 ü全业务 Ł 级生产安全 业务场景系统化实现智 能矿山综合目标 亿欧智库：智能矿山生产 系统化 资料来源：公开资料、亿欧智库 22 矿 保障系统 度 合地质数据、工 程数据与智能技术装备， 的高 度 地质，实现 矿山地 矿石流运输系统 针对井工、露天不同场景运 输方式，以车载智能终端 控 、智 能调度、 调度 系统， 实现 场景 运输 系统 基于野外数据、地质勘 探数据，进行的资源储 量估算、勘探设计的智 能地址勘探系统 电、 与˘风系统 过¡¢、¡£⁄、 ¥ƒ§的currency1 数进行智能 “，实现¡¢系统、 ¥«无人‹›、fi程控 、fl –†‡智能· ¶能，进行智 能能•监‚与„ 调”»…‰ 、 ¿ 生产` 采矿 ‚系统 基于地质资源和开采规划的 数据，实现矿山生产计划分 派、生产过程调度、生产设 备运行监控、生产综合统计 与分析。 装备调度与控制系统 过对装备的´ˆ、˜¯、运输、 产量 数据˘˙，实现对智能装备 的实¨控 ，以‡对智能运输设 的实¨调度。 矿 选矿 系统 根据选矿工艺 程数据 采˚，˘控选矿 程 运行¸合监‚数据与 ˝数据进行智能选矿 与` 监˘ 开采规划系统 ¸合地址勘探˛‰的数 据，˛‰ˇ—地质 ， 地 采矿设计、 采 设计、露天开 采„ 设工程‚量 和工程 。 2.2.…生产装备智能化——利 智能感知 —采集生产数 ，‹ 矿山生 产流程进行装备智能化升级，†‡· 生产、减员æ 、节能减排 u智能矿山˝˛的¶ 个Ø‚是对生产 的智能ˆ改造，分为智能 、 改造¿ 分。 u智能ØŒ 是 矿山的生产场景 ` ´ 、智能 ˆ、智能˜¯ø、无˘通 ´ 、无˘˙¨´ 等˛ ， 合ª¯˚¸、 、˝˛ 、ˇ—˚¸、 应等技术，实 矿山生产场景、生产 、¶ 数、 等数 的全 采 。 u ¡ 、智能 的 ， 合矿山生产¶ ，采用智能控Æ等技术对 ø、 ø、自Æ ª、 ø、 式 ø、智能Ł ª、智能 ت、智能高Œ ºø等装备智能化º ，实 安全生产、减 增 、„能减‡等 用。 资料来源：公开资料、亿欧智库 智能ØŒ 装备智能化 采 生产数 务 数据生 装备数据 况 数 动巡› 环境感 端 智currency1感 端 智currency1传感器 智currency1摄像机 无‹通信 端 无‹ 端 智currency1感 技术 图像识别 声音感 震动感 磁感应 射频识别 结 矿山生产 艺 用基础设 化 亿欧智库：智能矿山生产装备智能化 其 煤矿智能化场景 条件更好、 量更 可以连续作业，¸ 矿煤矿的 装备智能化水 更高 钻机 2‚ 井下场景露天场景 井工›的环境ØŒº， 不 ， † ¯˘ 定位 ，æ少 通信 ，†要 ı ł、 øœ、ß 、 、 五大灾害ˇ 露天›开采空´…制 ，•采˘大 型机械Œ´，安全¶相œ‡好，但 候影响‡大，受›床条件…制开 采范 挖æ机 推土机 矿卡 液压支架凿岩机 矿用挖æ机带式传送机 2.3.1˚¸“«化解决方案——以数 驱动˚¸决策，推动矿山智能化应 果提升与专业 才队伍 设 u智能矿山 æ 生产 矿 ，还æ 矿山´业的各个管理场景 。其 ， 包括对 座矿山的 ¿ … 、 产æ 的管 理，也包括多座矿山的 管理。亿欧智库将 管理场景分为：生产管理、安全监管、˛ 实 和´业管理四类。 uł时 为管理的¢£性，这四类管理场景 是相ı 相ıł进的。øˇ生产管理是矿山´业智能ˆ的œ ß 点，但生产管理 的大量 过 数 能ƒ为´业 æ的管理 数 支撑，ł时，´业管理的决策也会为生产管理的优ˆ 指导。 资料来源：公开资料、亿欧智库 生产管理 矿山生 ¿是以矿山生 过‰数据 ¿为核 ， 累积数据 æ析 ，细 ¿维 ，为 —级的 ¿人 提º决策 据的智currency1 升级。 ´业管理 ¿平 是 矿山 所 有 的各类⁄¥（人力 财务 设备 矿 currency1¥） 实现 维 互关联的 ¿ 。 安全监管 全ł 的智currency1 升级 要体现在数 字孪生 大数据 云服务 新技术 全避险“六大 ”的升级改† VR技术 的 全培训新 式。 ˛ 实 设备 ¿的智currency1 升级帮助矿山 实现 设备结构 操 维修 点 的全面覆盖，实训 式 动 高ß 全 培养智currency1 ´ 人才 伍。 提 大量过程 › 企 管理提 依 企 管理决策反过来 生产管理提 优化指导 安全监管对新设备的培训提出更˜要求 设备£训继续提升安全监管的 量 安 全 监 管 是 安 全 生 产 的 “ 要 前 提 生 产 管 进 步 提 安 全 监 管 范 Œ ´ 是 企 业 管 的 关 ¨ 部 ¸ 企 业 管 的 高 推 动 Œ ´ 培 训 化 建 Œ 亿欧智库：智能矿山¡大•理 24 2.3.2· 生产体系化‹ ，高 fi步进行· 与生产˚¸，打造· 生 产双 体系 25 u安全和生产 身并 相ı割裂，相反，¿者的 合反 能ƒł进 个矿山管理的 æ 率 升。 uøˇ， 早 对矿山进行勘探˝模后，˝立的模型 以用来分析 解开采ı划和生产计划，也 以用来形 场风 等‚地ª，布局点监测 和区域监测。 u †，生产计划执行后，点监测和区域监测也能实时更 模型，实 生产对 场 的安全分析，进一⁄ 升安全管理 率。 智能 系 æ Œ •理 数字孪生 生产现场结构分析 fifl培训 工艺培训 设备培训 安全培训 模拟演练 点Ø测 摄像头 风压传感器 CO传感器 开停传感器 º域Ø测 边坡监测微震监测 尾矿库监测定位监测 人机 的风险管 AI巡·等智能†‡Ø管 与生产 ı ，łøœß•理‹¯ 生产• 理 系 生产 生产计划 视化 •控 大数 分析 开采规划 爆破 划 生产 划 风 划 ①结 “¥ + ” 形成的 场 结构 划 设备管理 统 分析 ②将†‡Ø测—入生 产Ø测， 过矿山 型统 管理 ③将†‡管理—入生 产管理， 过 数 分析统 管理 资料来源：公开资料、迪迈科技、亿欧智库 2.3.3生产˚¸数字化——生产˚¸–矿山企业智能化改造的 环节， 资源˚¸和生产调度成熟度高 u矿山Æ造´业 实际生产是影响´业¢£ –的核« „， 矿山智能ˆ改造最为 熟的场景就是生产管理。 u 于矿山的生产 „和 ，智能生产管理 以分为fi«管理、生产计划、生产调 、过 账、生产£计分析五大维 。 u五大维 ，fi«管理和生产调 是智能ˆ应用 熟 高的¿大维 。 资料来源：煤矿智能化建设指南（2021年版）、冶金矿山数字化转型白皮书、公开资料、专家访谈、亿欧智库 fi«管理生产计划 生产调 过 账 生产£计分析 质 生产设计 生产 `过程管 ：结 艺currency1 ‰，通过 质勘探储 生 勘探储 生 «备矿 …消耗矿 的动态变 ¿，实现⁄¥ 用状况的 过‰ 控，帮助 ¿人 » … 开采计划，提高开采 计划的科 。 • 各周期计划拆 • 生 计划 达 • 生 计划完¡情况跟踪 • 生 计划完¡情况æ析 • 生 计划 生产过程管 ：实现各级生 计划 达 生 质 »完 ¡情况跟踪 æ析。 1）联通⁄¥ ¿，科 排 。 2）实…拆 ¶¸，提º优 ª径。 3）»…且科 计划。 采矿 选矿 Ł矿 人 设备 Ł 指挥 智能„”管 ：智currency1矿山指 挥 通过 采矿 选矿 Ł矿各环 ”»的 人 设备 Ł ¿。 提高生 Ł 环 的ß率， 保障人 设备 全，提高 矿山 ‰济ß益。 设备 账 currency1 ¥ 账 全 账 人 账 过程 账管 ： 1）设备 ¿：“«维保¡ ˇ，提高设备Ł ß率。 2）人 ¿：人 绩ß ¿。 3） 全 ¿： 全生 。 4）currency1¥ ¿：实现 currency1“ 耗，建设绿色矿山。 生产结果管 ：通过数据采 ƒ 数据 ˝ 的方式， 生 计划 结¢ 计 æ析。 消耗矿 人 设备 currency1¥ 环 析，并提 出潜在 决方案。 数据 计 数据 ˝ 智currency1æ析 决策 数据 亿欧智库：生产•理五大 度 2› 2.3.…· 监˚智慧化——应 边界 展，·监系统更加智能，¢£· †训新形式助 矿山环境· 、生产· 、设备· 与 员· u安全一直是矿山开采 的重 之重，自2010“起，安全监管总局 发通 求˚矿和金 金 地 矿山安 安全避 六大¢£ 以来，以 ¿¶智能、 服务为代表的 技术逐渐 入地 矿山的应用场景， 断拓 应用 ¡ƒ露天矿。 u除 以†