导读：

智慧矿山的发展可以分为五个阶段。‌

• 原始开采阶段：‌这个阶段主要依靠手工和简单的工具进行矿产采掘活动，‌生产主要靠人力，‌效率极低。‌

• 机械化阶段：‌在这个阶段，‌矿山开始采用大量机械设备和爆破施工，‌生产效率得到大大提高，‌矿井用人数量大大减少。‌

• 数字化信息化阶段：‌随着计算机技术的飞速发展，‌矿山开始采用自动化生产设备进行作业生产，‌并采用信息化系统作为经营管理工具，‌实现数字化整合、‌数据共享。‌

• 智慧化阶段：‌当前发达国家在各个领域都快速向智慧时代迈进，‌智慧矿山通过智能信息技术的应用，‌使矿山具有人类般的思考、‌反应和行动能力，‌实现物物、‌物人、‌人人的全面信息集成和响应能力。‌

• 全面智能化阶段：‌在这个阶段，‌整个矿山的各个方面都在智慧机器人和智慧设备下操作完成，‌实现了开采面、‌掘进面、‌危险场所、‌大型设备及整座矿山的无人作业。‌

智慧矿山的建设是一个不断进步的过程，‌随着科技水平的提高，‌智慧化的程度也将不断提升。‌从单个系统、‌单项技术的智能化，‌到多个系统的智慧化，‌再到整个矿井甚至矿区系统的无人作业，‌智慧矿山的发展展现了从机械化到自动化的转变，‌再到全面的智能化管理，‌最终实现高效、‌安全、‌环保的矿产开采目标。

在国家大力推进智慧矿山建设的背景下，国内矿山行业对于物联网技术在矿山建设中的应用也非常重视，物联网是一种基于信息技术和电子技术的多学科技术，作为智慧矿山建设的基础，重点解决系统软硬件环境问题，包括设计平台架构、业务子系统的接口设计、储存和数据管理设计等，同时在矿山物联网平台的基础上，实现全息数字化信息显示和生产安全监控等业务功能。

一、智慧矿山的应用现状

——智慧矿山建设是资源可持续发展的重要基石，是化解高危行业风险的根本途径；近年来，矿山企业围绕自身发展实际，不断深化和延展智能矿山的内涵，从数字矿山到智慧矿山、感知矿山，均以信息化、数字化和自动化为核心。目前，我国矿山企业正面临着生产方式的智能化、数字化、网络化大改造；同时，国家安监总局牵头加快组织实施有关科研攻关、成果转化、推广应用和技术示范项目；并且随着我国物联网、云计算、通信技术等新一代信息技术的成熟应用，形成了一批具有较大推广价值的智慧矿山解决方案，矿山的安全生产、全面感知、高效互联、科学决策的目标也将随着智慧矿山深入建设逐步实现。

——截至2021年底，全国智能化采掘工作面已达687个，其中智能化采煤工作面431个，占比63%，智能化掘进工作面256个，占比37%；已有26种煤矿机器人在煤矿现场实现不同程度的应用。按照煤矿安全专项整治三年行动实施方案，2022年要力争采掘智能化工作面达到1000个以上，有智能化的矿井产能达到10亿吨至15亿吨，建成一批100人以下少人智能化矿井。

在技术方面，国内首台全断面矩形智能掘进机研制成功，月进度掘进能力达到3000米，实现了“掘锚支”智能化作业。自主研发出10米大采高智能化液压支架，达到了世界先进水平；井下探放水智能操作系统、智能防冲卸压装备、智能防冲限员系统等相继应用，防突、防治水钻孔机器人已定型量产；露天煤矿无人驾驶车辆达到146台；智能化违章管控系统已经在多个煤矿实际应用。四是在政策项目支持上实现了新进展。

此外，应急管理部联合有关部门印发了《煤矿智能化建设指南（2021年版）》《“十四五”机器人产业发展规划》；协调科技部、工信部针对煤矿智能化建设过程中关键共性技术立项研发，计划投入资金4.6亿元。山西、内蒙古、山东、河南、陕西等14省（区）先后出台了智能化建设的指导性文件，对智能化建设提供政策、资金、项目支持。指导推动煤矿智能化控制系统、智能生产辅助系统等92个标准制定。指导成立全国信标委大数据标准工作组矿山行业组，组织编制《智能化矿山数据融合共享规范》等，矿山智能化标准体系进一步完善。

智慧矿山就是对生产、职业健康与安全、技术和后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理的无人矿山。智慧矿山包括了矿山的各个方面，也是绿色矿山建设的更高层级。就其基本构架而言按照通常的划分方法，主要包括三个方面，就是智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术与后勤保障系统。

智慧矿山的显著标志就是“无人”，就是开采面无人作业、掘进面无人作业、危险场所无人作业、大型设备无人作业，直到整座矿山无人作业。整个矿山的各个方面都在智慧机器人和智慧设备下操作完成。

智慧矿山建设的基本内涵是：以矿产资源安全、智能、绿色、低碳开发为基础，以新一代信息技术与矿业开发技术深度融合为保障，采用先进的科学技术装备与现代管理理念，构建全面感知、实时互联、自主学习、动态预测、科学决策、协同控制的智能系统，实现矿山资源开采、运输、安全保障、经营管理等全流程的智能化运行，为矿业产业高质量发展提供强大的推动力。

二、矿山技术的阶段

以信息系统为平台，以自动化管理为手段来实现远程集中化管理，从而减少人员人工操作，提高效率。在过去20年中，国内矿山行业的信息化建设过程中大致分为以下四个阶段：第一阶段时业务信息的电子化阶段，单独的电子设备用于收集数据，并以文本、电子报告等形式记录为电子业务信息，第二阶段是数字矿山，数字矿山信息管理系统用于矿山生产进度管理、设备设施管理、销售信息管理等各种业务，将大量的结构化业务数据储存在数据库中，让使用人员可以实时掌握和管理矿山的运营，第三阶段是虚拟矿山或全息数字矿山，将整个矿山的真实情况相关数据继承下来，做到整个矿山包括井下真实场景以虚拟现实的形式再现展示，做到辅助分析决策，第四阶段是智慧矿山，在全息数字矿山的基础上，将物联网技术使用其中，系统集成，数据通融，实现管理、控制和监督的集成，再将人工智能技术使用其中，实现科学和智能的管理决策，再利用自动定位和导航技术实现采矿的自动化与无人化。

矿山技术的发展大体经历了四个阶段，就是原始阶段--机械化化阶段--数字化信息化阶段--正在向智慧化阶段迈进。

1、原始开采阶段：人们主要通过手工和简单的工具稿刨、锨挖进行矿山的采掘活动，这个阶段的生产主要依靠人力，效率极低。

2、机械化阶段：矿山在采掘、运输、提升、以及生产辅助方面采用大量机械设备和爆破施工，生产效率得到大大提高，矿井用人数量大大减少。

3、数字化信息化阶段：计算机技术的飞速发展，给传统的产业的发展带来了巨大机遇，从字面意义上来讲，数字化简称就是将“书面”信息转变成电子信息数字信息；信息化主要是解决数据传输、数据呈现问题。

4、智慧化阶段：当前发达国家在各个领域都快速的向智慧时代飞进，我国也在逐步加强有关人工智能等的建设部署，智慧矿山一词被提出，煤矿智能化水平不断提高。

三、智慧矿山的发展

智慧矿山的发展是一个不断进步的过程，随着科技水平的提高，智慧化的程度也将不断提升。智慧矿山的建设可划分为四个阶段。

单点：单个系统、单项技术的智能化，实现一个系统、一个岗位的“点上的无人”。

单面：是多个系统的智慧化，实现部分系统的集成，实现“面上的无人”。

矿井：是实现“一个矿井的无人”。就是井下生产、安全、后勤系统的全面无人。

矿区：是实现“矿区系统的无人”。实现包括矿井生产安全、洗选、运输等矿区一级系统无人作业。

在此条件下，随着技术的进步，各个环节的无人技术还将不断进步和优化，达到更高的效率。

同时，物联网又是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统等各种装置与技术，实时采集任何需要监控的设备或过程的各种信息，通过网络接入，实现对设备和过程的智能化感知、识别和管理，基于矿山物联网和互联网的核心技术，将最初孤立的矿山安全和自动化等系统集成到一个综合平台上，真正实现井下环境、人员监控、语音、视频、自动控制等多网合一，在此基础上，统一管理、交换和分析各种信息，最终通过智能系统计算出决策信息和解决方案。

四、智能矿山的展望

根据2020年3月国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、科技部、教育部8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，我国大力推动智能化技术与煤炭产业融合发展，提升煤矿智能化水平，促进我国煤炭工业高质量发展。

智慧矿山的建设是一个庞大的系统工程，并且因为我国矿种众多，每个矿种的矿山又存在地质条件不一等重大差别，因此智慧矿山技术必定是不同层次，不同标准的。从而，要根据不同的矿种、同一矿种的矿山也要根据采矿条件的不同选择不同的智慧技术。

智慧矿山的建设大体可分为矿山数字化、信息融合平台化、单系统智慧化、单矿山全面智慧化、矿山集群综合智慧化等五个阶段，目前仍有较大改造空间。2020 年 3 月，由国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、科技部、教育部 8 部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，首次从国家层面对煤矿智能化发展提出了具体目标、主要任务和保障措施，文件指出，到 2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。未来随着智慧矿山多系统全面集成、以及智慧矿山集群化集成发展，将为产业链相关产品带来较大需求。

未来，智慧矿山建设将成为矿业产业发展的必然趋势。5G、大数据、人工智能以及区块链等新一代信息技术在关键技术、设备、系统平台等方面已具备应用基础，科技创新发展为智慧矿山建设提供了技术与装备支撑；受资源赋存条件、开发与利用工艺的复杂度、技术与装备水平等因素制约，矿业领域危险作业岗位的自动化、智能化水平仍然较低，安全生产压力大，智慧矿山建设将大幅减少井下作业人员数量与劳动强度，推动矿业企业实现井下无人则安、资源高效开发；人口老龄化导致我国就业人数下降，矿业企业的从业人员数量下降速度明显快于其它行业，开展智慧矿山建设将改变矿业企业传统的作业方式，让矿业从业人员更加体面的工作生活。

新型的智慧矿山建设强调“以人为本”，以造福职工、创造企业价值、建设以人为本的智慧矿山新生态为根本目标。智慧矿山建设是一个复杂的系统工程，将对全面提升矿业产业层次、形成产业竞争优势、提高经营管理水平起到积极的推动作用，全面开展智慧矿山建设已经成为我国矿业产业实现高质量发展的必由之路。

预测，到2025年，大型煤矿和灾害严重煤矿将基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。到2035年，各类煤矿将基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。