01
我国矿山行业发展与安全生产现状
——我国矿业行业发展基本格局。
我国作为全球第一矿业开发大国，矿业产业是国民经济的重要支柱，矿产资源的稳定开发直接关系国家能源安全与产业链供应链安全。2025年，我国采矿业营业收入达5.25万亿元，约占全国GDP的3.7%；我国生产量占全球50% 以上的矿种达13个，占全球30%以上的矿种达24个，占全球20%以上的矿种达29个，矿业开发规模持续稳居全球首位。
截至2025年底，我国在册生产建设矿山合计约1.3万余处，其中井工煤矿约3500处、露天煤矿约400处、金属矿山约9600处，复杂地质环境与隐蔽致灾因素仍是矿山安全生产的核心挑战，也是智能化技术赋能的关键领域。从区域资源分布看，新疆作为我国煤炭资源核心储备区，煤炭预测资源量2.19万亿吨，占全国总量的40.6%；全区共有生产建设煤矿130余处，其中露天煤矿50余处、井工煤矿80余处，2025年新疆规模以上工业原煤产量达5.53亿吨，是我国煤炭保供与矿山智能化建设的核心区域。
——我国能源结构的基本特征。
我国以煤为主的能源结构短期内不会发生根本性改变，煤炭始终是我国能源安全的“压舱石”。2025年，我国能源生产总量达51.3亿吨标准煤，其中煤炭占比67.5%，石油占比6.0%，天然气占比6.2%，水电、核电、风电、光伏等非化石能源合计占比20.3%；同期我国能源消费总量达61.7亿吨标准煤，其中煤炭消费占比仍达51.4%。煤炭在我国能源生产与消费体系中的主体地位，决定了煤矿安全生产是我国矿山安全工作的重中之重。
——矿山安全生产核心痛点与矛盾。
高危岗位人员密集，人员伤亡风险居高不下：全国煤矿井下作业人员约50万人，85%的伤亡事故发生于井下3.2万个危险岗位，“人在险中”是矿山安全生产的根本性风险源。透水、瓦斯爆炸、冲击地压、顶板垮塌等重特大事故，均直接威胁井下作业人员生命安全，“无人则安、少人则安”已成为矿山安全生产领域的核心共识。
人机环管串联失效，事故防控存在系统性短板：矿山事故的发生本质上是“设备缺陷、工作环境、管理制度、个人行为、风险监控”五大环节的串联失效，经测算，各环节可靠度均为95%的情况下，系统整体可靠度仅为0.77%，事故发生率高达23%。传统依赖人工管控的安全管理模式，难以破解多环节串联失效的系统性风险，无法实现全流程、全时空的风险闭环管控。
重大灾害防控难度大，超前治理能力不足：截至目前，我国煤矿存有高瓦斯矿井700余处、煤与瓦斯突出矿井700余处、冲击地压矿井150余处，瓦斯、水害、冲击地压等重大灾害仍呈现“渐变累积、瞬间爆发”的特征，传统探测、防控、处置技术难以实现灾害的精准识别、超前预警与源头治理，重特大事故风险防控仍存在短板。
02
智能化赋能矿山新质安全力
核心内涵与战略价值
——智慧矿山核心定义与技术架构。
智慧矿山是以数据驱动为核心，融合人工智能、深度学习、数字孪生、矿山物联网、知识图谱等新一代信息技术，实现采矿设备机器人化、生产数据知识化、开采过程透明化、采掘现场无人化、生产决策最优化，对采矿全流程进行数智运维管控，最终实现矿山高安全、高效益、绿色化开发的新型矿业开发模式。
硬科技（智）：以装备智能、流程智能为核心，涵盖采矿机器人、智能化采掘装备、智能传感设备、通用大模型、计算机视觉等核心技术，是智慧矿山的物理基础与执行载体；
软科技（慧）：以数据智能、决策智能为核心，涵盖矿山互联网、知识图谱、数字孪生、大数据分析、智能决策算法等核心技术，是智慧矿山的数字底座与智慧大脑。
——矿山新质安全力的核心内涵。
矿山智能化赋能的新质安全力，是新质生产力在矿山安全生产领域的核心具象化体现，是以智能化技术为核心，重构矿山安全生产体系，推动矿山安全管理从“被动处置、事后补救”向“主动预防、超前治理、源头管控”转型，从“人防为主”向“技防、智防”为核心的本质安全模式升级，最终实现矿山安全生产全链条、全要素、全时空的智能化管控。
减人效果：实现采运岗位人员减少50%，固定岗位全面无人化，从根本上减少井下高危岗位作业人员，消除人员伤亡的核心前提；
增安效果：全面增强矿山本质安全能力，通过智能化技术规避井下作业人员伤亡风险，破解人机环管串联失效的系统性风险；
提效效果：实现矿山生产效率提升20%，采面回采率提升10%，破解传统矿业生产效率低、成本高的行业痛点；
降碳效果：实现矿山设备能耗降低20%，系统优化节能10%，推动矿山行业绿色低碳转型，契合国家“双碳”战略目标；
创新效果：推动矿山行业技术创新、模式创新、管理创新，构建新型矿业开发体系，为行业高质量发展注入新动能。
——矿山智能化建设的战略价值。
筑牢国家能源安全底线：通过智能化技术实现矿山生产的稳定、高效、连续运行，破解煤炭行业“招工难、用工难”的行业困境，保障煤炭资源的稳定供应，巩固煤炭在我国能源体系中的主体地位，为国家能源安全提供核心支撑。
从根本上破解矿山安全生产核心难题：通过机器人化替代高危岗位作业人员，实现“人在地面、干在井下”的少人无人化作业模式，从根本上消除井下作业人员的伤亡风险；通过全流程智能化管控，实现矿山安全风险的超前识别、精准预警、闭环处置，全面提升矿山本质安全水平。
推动矿山行业新质生产力发展：以智能化、数字化技术重构传统矿业开发模式，推动矿山行业从劳动密集型向技术密集型转型，从经验驱动向数据驱动转型，实现生产效率、安全水平、经济效益的全面提升，是传统矿业行业转型升级核心路径。
助力国家“双碳”战略目标实现：通过智能化节能调控技术，实现矿山设备能耗与系统能耗的大幅降低，推动矿山开采与新能源技术的融合应用，构建绿色、低碳、循环的矿业开发体系，推动矿山行业绿色高质量发展。
03
机器人化减人增安技术最新进展
——机器人化平行掘进技术（少人作业）
平行掘进技术是破解井工煤矿掘进工作面人员密集、效率低下、安全风险高的核心技术，通过“掘锚机+锚运破一体机+大跨距桥式转载机+机器人”的协同作业模式，打破了传统掘进“掘、锚、支、运”串行作业的瓶颈，实现了掘进工作面的少人化作业。
神东煤炭公司52个掘进工作面已全部实现初级智能化，采用该平行掘进模式后，单工作面作业人员少于7人，掘进效率提升35%，单进水平提高至1540 米/月。该技术融合了激光标靶自动跟踪、惯性导航自动定位、智能变频负压除尘等核心技术，实现了掘进设备的远程控制与自动记忆截割，大幅降低了掘进工作面的人员安全风险，同时显著提升了掘进效率，解决煤矿“采掘失衡” 行业痛点。
——机器人化导航割煤技术（无人作业）
导航割煤技术是综采工作面无人化开采的核心技术，由葛院士主持的国家 973计划“无人化采掘装备项目”首次提出技术架构，核心是实现采煤机自主调高、调直、调斜等自主作业功能，构建了“机器人化截割-机器人化支护-机器人化导运-机器人化转运”的全流程无人化采煤技术体系。
该技术通过对采煤机滚筒转速、牵引速度、自适应调高的智能化调控，对液压支架支撑力、支架群组排列、姿态的智能化调控，对刮板输送机、转载机、破碎机、皮带输送机的智能化协同管控，实现了综采工作面的无人化作业，作业人员从工作面回撤至巷道集控中心，从根本上规避了顶板、瓦斯、煤尘等灾害对作业人员的直接威胁，是具身智能在综采工作面的典型应用。
——机器人化转载运输技术（远程监控）
全永磁智能驱动刮板输送机运载系统，是工作面转载运输环节智能化的核心突破，由葛院士团队与山东久鼎装备制造公司联合研发，为首台 2×1200kW+700kW+525kW全永磁智能刮板输送机，具备煤流量在线监测、智能调速和采运交互控制功能，可实现开采量与运煤量的实时反馈调控，保障工作面煤流连续高效转运。
相较于传统变频驱动刮板输送机，新型全永磁驱动系统具备更智能、更节能、更紧凑、更可靠的核心优势，设备体积缩小30%以上，能耗显著降低，实现了工作面采运协同的闭环智能管控，解决传统刮板输送机能耗高、故障多、运维难行业痛点，可实现转载运输环节的远程监控、少人值守。
——机器人化煤流运输技术（无人运维）
全永磁智能驱动带式输送机系统，由葛院士团队2017年首创，核心运距可达 5km，年运量可达1500万吨，通过三维煤流量检测摄像仪实现煤流参数的实时感知，结合永磁智能驱动技术实现带式输送机的智能调速与协同管控。
中煤集团大海则煤矿已实现该技术的规模化应用，煤流运输设备通过现场工业总线实现互联互通，与矿井综合管控平台智能联动，建成了全矿井煤流智能化集中控制系统，实现了煤流运输环节的无人值守作业，全面替代了传统固定岗位的人工巡检与操作，落实国家“固定岗位无人化”的建设要求，大幅降低了固定岗位的人员安全风险。
——无人驾驶轨道运输技术
井下轨道运输是煤矿辅助运输的核心环节，也是运输事故的高发环节，无人驾驶技术的应用从根本上消除了人为操作失误导致的安全风险。2020年，唐口矿无人驾驶电机车正式投入运行，运输效率提升2倍，车辆周转效率提升 21%；同期翟镇矿无人驾驶单轨吊投入运行，单系统减少井下作业人员18 人，运输效率提升30%，实现井下轨道运输环节的少人化、无人化作业。
——无人驾驶辅助运输技术
井下辅助运输具有场景复杂、路线多变、无GPS信号等技术难点，智轨融合导航无人驾驶系统的研发突破，实现了井下辅助运输车辆的自动驾驶。2021年4月，陕煤集团张家峁矿业有限公司开发了锂电池电力自动驾驶辅助运输车辆，具备循迹行驶、跟车行驶、定点停车、紧急制动等核心功能，实现了自感知定位、自规划行驶、自决策避障、自优化物流的全流程机器人化作业，填补了井下复杂环境辅助运输无人驾驶的技术空白，大幅减少了井下辅助运输环节的作业人员与安全风险。
——自动驾驶露天矿车技术
露天矿无人驾驶是矿山机器人化技术规模化应用的标杆场景，由葛院士主持的国家重点研发项目“大型露天矿机器人化自主运输装卸系统关键技术与应用示范”，推动了露天矿无人驾驶技术的全面突破与规模化应用。
目前，国能集团露天煤矿已应用270台无人驾驶矿卡，准能集团46台300吨级无人驾驶卡车实现常态化运行，运输效率达到人工驾驶的88%；新疆区域已建成国内最大规模无人驾驶矿卡车队，天池南露天矿投用303台无人驾驶矿卡，国家新疆准东露天煤矿投放100台百吨级新能源无人驾驶矿卡，实现了露天矿运输环节的少人无人化作业，从根本上规避了露天矿运输事故的人员伤亡风险，同时实现了新能源替代与节能降碳，契合新疆区域能源转型与智能化建设的发展要求。
04
智能矿山未来展望
——具身智能与矿山机器人的深度融合。随着具身智能、人工智能技术的持续突破，矿山机器人将具备更强的自主感知、自主决策、自主作业能力，实现更复杂场景下的全自主作业，推动矿山开采从“少人化”向“全面无人化”迈进，最终实现井下采掘现场无人员作业的终极目标。
——人工智能大模型与矿山场景深度适配。矿山行业大模型将持续迭代升级，实现矿山全场景、全流程的深度适配，从单一环节的智能分析向全矿井的智能决策升级，构建矿山专属的通用智能体系，真正实现矿山生产决策的最优化与安全管控的智能化。
——新技术与矿山场景的深度融合应用。6G通感一体化、数字孪生、工业元宇宙、分布式光纤传感等新技术，将在矿山领域实现深度应用，构建矿山全生命周期的透明化管控体系，实现矿山地质环境、开采过程、设备状态、安全风险的全要素数字孪生，为矿山智能化建设提供更坚实的技术支撑。
——智能化与绿色低碳的协同发展。矿山智能化技术将与新能源、节能降碳、资源循环利用技术深度融合，推动矿山行业从“安全高效”向“安全、高效、绿色、低碳”全面升级，构建新型绿色矿业开发体系，助力国家“双碳”战略目标实现，推动矿山行业高质量可持续发展。
作者长期深耕煤炭及能源行业，专注中宏观研究与战略布局，深谙行业发展规律、政策导向及转型趋势，具备扎实的行业积淀与系统的分析研判能力。
