行研专栏（12月刊）| 智慧矿山产业发展

智慧矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础，对矿山生产、职业健康与安全、技术支持与后勤保障等进行主动感知、自动分析、快速处理，最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、清洁矿山的建设。包括智慧生产系统、智慧职业健康与安全系统、智慧技术支持与后勤保障系统建设。

（二）发展历程

1.起步阶段（20世纪末-2008年）

背景：随着信息技术的初步发展，计算机技术开始在矿山领域有所应用，但整体应用范围较窄、程度较浅，主要集中在一些简单的生产数据记录与基本的设备监测等方面。

主要事件：部分矿山企业开始引入计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）等技术，用于矿山的设计与生产规划，提高了一定的工作效率与设计精度，但各系统之间相对独立，信息共享程度低。

2.单机自动化阶段（2008年-2015年左右）

背景：在相关政策的推动以及技术发展的大背景下，矿山企业开始注重单个生产环节或设备的自动化改造，以提高生产效率和安全性。

主要事件：煤矿等矿山开始逐步实现采煤机、刮板输送机、带式输送机等主要设备的单机自动化控制，通过可编程逻辑控制器（PLC）等技术，使这些设备能够按照预设的程序自动运行，减少了人工干预，降低了劳动强度和安全风险。例如，一些煤矿实现了采煤机的自动割煤、刮板输送机的自动调速等功能。

3.综合自动化阶段（2015年左右-2020年左右）

背景：信息技术的不断进步，尤其是网络技术、通信技术的发展，为矿山企业实现多个系统的综合自动化集成提供了技术支撑，企业开始追求整个生产系统的协同优化。

主要事件：矿山企业开始构建综合自动化平台，将井下的生产设备、安全监测系统、人员定位系统、调度指挥系统等进行集成整合，实现了各系统之间的数据共享和联动控制。例如，通过综合自动化平台，当井下某一区域的瓦斯浓度超标时，系统能够自动触发通风设备的启动，并及时通知相关人员进行处理，提高了矿山的安全生产水平和应急响应能力。

4.局部智慧体阶段（2020年至今）

背景：大数据、人工智能、物联网、5G等新一代信息技术的快速发展和广泛应用，为智慧矿山的建设注入了新的活力，智慧矿山的概念逐渐清晰并得到广泛认可，行业进入了快速发展期。

主要事件：

数据整合与共享：矿山企业更加注重数据的价值挖掘，通过建立统一的数据中心，对矿山生产过程中产生的海量多源异构数据进行整合、存储和分析，为矿山的智能化决策提供支持。

智能化应用场景拓展：基于大数据和人工智能技术，开发了一系列智能化应用，如智能开采、智能通风、智能运输、智能安全管理等。例如，利用智能开采技术，实现了采煤机的自动截割控制、液压支架的自动跟机移架等功能，提高了煤炭开采的效率和质量；通过智能通风系统，根据井下的实际生产情况和环境参数，自动调节通风机的风量和风压，确保井下通风安全。

5G技术的应用：5G技术的低时延、高带宽、大连接特性，使其在智慧矿山中得到了广泛应用。如通过5G网络实现了井下设备的远程控制、高清视频监控、无人驾驶等功能，提高了矿山的生产效率和安全性。

无人化开采探索：一些矿山企业开始进行无人化开采的试点和探索，通过应用机器人技术、自动化控制技术和远程监控技术，逐步实现井下开采作业的无人化，减少了井下作业人员，降低了安全风险，提高了生产效率。

（一）行业发展现状

2023年中国智慧矿山市场规模为14,784亿元；目前矿山智能化渗透率仍较低，处于初步发展阶段，其可替代市场空间巨大，2023年可替代空间高达170,016亿元。其中，由于小型智慧矿山数量多，其智能化替代需求最大，其占比达到40.0%,其次为中型矿山。

从矿山成套智能化解决方案的矿用智能装备来看，主要分为无人驾驶矿车、挖掘机与装载机，其中无人驾驶矿车占比80%,挖掘机与装载机占比20%。2023年无人驾驶矿车市场均价为240-300万元，智能化挖掘机/装载机在400-500万元左右。以单座小型矿山。(年产能60-120万吨)全套智能装备投入需3-4亿元；而超大型矿山(年产能超1,000万吨)全套智能装备投入需21-28亿元左右。

2023年中国智慧矿山(智能装备投入资金维度)市场规模为14,784亿元。目前矿山智能化渗透率仍较低，处于初步发展阶段，可替代市场空间巨大。

从智能化矿山市场发展来看，预计2023-2028年智慧矿山复合增长率高达44.9%,其增长包括两方面：中国矿山总体年产值呈现逐年增长趋势，增长幅度较缓慢，年复合增长率约为5.0%;矿山智能化渗透率呈现加速增长趋势，预计2026-2028年开始迎来智能化矿山转折点，矿用智能装备将加速替代传统装备。

（二）产业链上下游供需

上游：设备供应商及产业分析，为智慧矿山提供坚实基础。

智慧矿山产业链的上游主要包括各种设备制造商以及零部件和加工耗材的供应商。上游供应商为智慧矿山系统的实现提供了必要的硬件设备和软件系统。其中，设备制造商涵盖了工业互联网设备、云计算设备、大数据设备等与现代矿山开发技术深度融合的供应商，还包括防爆计算机、防爆变频器等专用设备的供应商。此外，零部件以及轴承、胶轮、外壳等加工耗材的供应商也是上游供应链的重要组成部分。例如，2022年我国轴承产量达到259亿套，相比2021年增长11.2%。轴承作为机械设备中的基础部件，为智慧矿山的稳定发展提供了支撑。

中游：系统集成商展实力，定制化解决方案推动行业发展。

中游的系统集成商在智慧矿山产业链中起着关键的桥梁作用。他们将上游的设备和技术进行整合，根据不同矿产资源开采公司的具体需求，提供个性化的智慧矿山解决方案。国内专业的智慧矿山系统集成商有科达自控、北路智控等。科达自控主要业务为智慧矿山全层级的综合集成服务；梅安森致力于物联网技术在矿山安全监测监控与预警领域的应用；龙软科技主要专注于煤矿基础地理信息系统与专业应用软件开发与销售；精准信息深耕于煤矿顶板安全监控设备；北路智控专业从事智能矿山相关信息系统。这些企业在智慧矿山领域具有较强的专业性和技术实力，能够为客户提供定制化的解决方案。

下游：矿产资源开采公司应用，实现智慧化生产与管理。

下游的矿产资源开采公司是智慧矿山系统的最终用户。这些公司通过引入智慧矿山系统，以提高生产效率、降低运营成本、保障生产安全，并适应可持续发展的要求。智慧矿山系统的应用主要集中在煤炭、有色金属等矿产资源的开采公司。智慧矿山示范性工程通常选择在矿产资源丰富、开采条件复杂、安全环保要求高的矿山进行，旨在通过引入先进的信息技术和智能化设备，提高矿山的生产效率、安全性和环保性，为行业树立典范，并为其他矿山提供可借鉴的经验和参考，推动智慧矿山技术的广泛应用和发展。矿山全智能化系统从基础支撑到综合管控，系统繁多且复杂；在建设智慧矿山初期，以常规化内容为主，随着智能化基础的建立逐步过渡到智慧化内容。

（三）竞争关系

国内专业系统集成商竞争激烈，各展所长。

在智慧矿山领域，国内专业的系统集成商众多，竞争态势激烈。科达自控以智慧矿山全层级的综合集成服务为主要业务，致力于整合各类资源和技术，为矿山提供全方位的智能化解决方案。梅安森专注于物联网技术在矿山安全监测监控与预警领域的应用，为矿山安全生产保驾护航。龙软科技主要专注于煤矿基础地理信息系统与专业应用软件开发与销售，通过先进的地理信息系统技术，为矿山提供精准的数据支持和管理方案。精准信息深耕于煤矿顶板安全监控设备领域，为矿山提供高效、可靠的安全监控解决方案。北路智控专业从事智能矿山相关信息系统，构建了智能矿山通信、监控、集控及装备配套四大类产品体系，实现了从感知层到应用层的全覆盖，为客户提供更加全面、高效的解决方案。

巨头入场推动行业标准化，从“万国牌”迈向“统一军团”。

目前以华为为首的巨头纷纷建立自身生态，形成统一平台和数字底座。智慧矿山虽然已经存在华为、阿里、浪潮、深信服等龙头入局，但他们的作用更多是存在于建设数据底座，而无法真正落实于实施方案。其核心在于：智慧矿山过于专精特新，巨头们在煤炭行业缺少时间和实际应用的积累，对具体的落地实施存在薄弱环节。各巨头建立自身生态圈的同时，也会以深耕行业已久的相关公司为施工方，落地整体且具有标杆性质的项目；通过行业内部的专家会谈、峰会演示、现场学习等方式，逐步形成产品、协议、数据接口等标准化；最终实现全行业迅速落地的蓝图。通过对相关上市公司整理，目前华为通过不同路径逐步覆盖大多数智慧矿山板块公司：梅安森（ISV独立供应商）、龙软科技（生态伙伴）、工大高科（生态伙伴）、科达自控（生态伙伴）。而各家基于自身的优势，实现在对应环节的深耕挖掘，以解决方案实施方或参与者实现智慧矿山的整体落地。行业有望从“万国牌”向“统一军团”转变，推动行业标准化进程。

近年来,国家各部委陆续发布多项政策,明确了智慧矿山建设目标,并确立矿山智能化建设指南和评价标准，从科技创新、信息化建设、金融支持等领域全方位支持矿山向安全、绿色、智能化转型,智慧矿山建设已成为重点工作任中。

地方政府也相继出台智能矿山相关行动计划与具体实施方案,并大力推进试点示范,引导矿山企业提升智能化建设水平。引导矿山企业提升智能化建设水平。在此背景下,自动驾驶作为推进智慧矿山建设的重要手段,正驶入发展快车道。

（一）智慧矿山建设目标

2020.02《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》

到2025年,大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化,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;2035年,各类煤矿建成智能化体系。

2024.04《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》

到2026年,全国煤矿智能化产能占比不低于60%,智能化工作面数量占比不低于30%。到2030年,建立模备的矿山智能化技术、装备、管理体系,实现矿山数研深度融合、共享应用。

2024.05《国家能源局关于进一步加快煤矿智能化建设促进煤炭高质量发展的通知》

大型煤矿要加快智能化改造,到2025年底前建成单个或多个系统智能化,具备条件的要实现采掘系统智能化。露天煤矿重点推进自主采装、矿用卡车无人驾驶、装运卸机器人化协同作业,提升多工序智能协同水平。

（二）智慧矿山相关政策

2022.02《关于加强非煤矿山安全生产工作的指导意见》

大型非煤矿山要加快推进自动化、智能化改造和井下重点岗位机器人替代。

2021.12《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》

井工煤矿无轨胶轮车常态化无人驾驶,可增加3~5分。

采用间断工艺的露天矿无人驾驶指标占25分,采用半连续工艺的露天矿无人驾驶指标占17分。

2022.04《“十四五”国家安全生产规划》

重点突破复杂条件智能综采和快速掘进、辅助运输环节无人驾驶等关键技术。

2023.01《煤矿安全改造中央预算内投资专项管理办法》

鼓励引导专项资金更多投向煤矿智能化建设，最高奖励可支持3000万元。

2024.01《2024年矿山安全生产工作要点》

强化科技支撑能力、矿山安全信息化、矿山智能化建设,推广露天矿山无人驾驶技术应用。

（三）地方层面智慧矿山建设要求

山西—2025年,各类生产煤矿智能化改造全部开工,大型和灾害严重煤矿及其他具备条件煤矿基本实现智能化。2027年,全省各类煤矿基本实现智能化。

内蒙古—2025年,分布在重点露天煤矿的1200个矿用车实现无人驾驶,全区井工煤矿采掘面全部实现智能化作业。

新疆—2024年6月底前,大型煤矿以及面临煤与瓦斯突出、冲击地压等灾害严重的煤矿基本实现智能化。2025年,生产煤矿全部达到初级智能化及以上等级。

陕西—全面推进地勘单位、矿山企业数字化基础建设,加强引导人工智能、虚拟现实、大数研平台、物联感知、地质云等智能技术应用,推动产业数字化、智能化技术升级。

贵州—2025年底建成各类智能煤矿50处以上；加快260处煤矿智能化建设,到2026年全省所有生产煤矿全部模成智能化建设。