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我国智慧矿山行业发展历程、政策、现状及企业布局情况分析

、智慧矿山行业发展历程

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,建设智慧矿山,最终实现安全矿山、无人矿山、高效矿山、清洁矿山的建设。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。近年来在相关政策利好下,现阶段我国智慧矿山已进入局部智能化阶段。

我国智慧矿山行业发展历程

发展阶段

时间

特征

单机自动化阶段

20世纪90年代

该阶段的典型特征为分类传感技术和二维GIS平台得到应用、单机传输通道得以形成,实现了可编程控制、远程集控运行、报警与闭锁。

综合自动化阶段

21世纪初

该阶段的典型特征为综合集成平台与3DGIS数字平台得到应用、高速网络通道形成,实现了初级数据处理、初级系统联动、信息综合发布。

局部智能化阶段

2010年至今

是当前中国矿山所处阶段,此阶段经历了可视化远程干预(1.0时代)和工作面自动找直(2.0时代)两个技术阶段,目前正处于向透明工作面(3.0时代)研究过程中。该阶段的典型特征为BIM、大数据、云计算技术得到应用,实现了局部闭环运行、多个系统联动及专业决策。

全面智能化阶段

未来

智能矿山4.0时代的到来,达到透明化矿井和全矿井控制协同化的水平。

资料来源:观研天下整理

、智慧矿山行业政策

2016年以来,我国政府对智能矿山的重视程度逐步加强。2020年2月,国家发改委、能源局等八部门联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,首次于国家层面对煤矿智能化发展提出了具体目标,旨在推动智能化技术与煤炭产业融合、提升煤矿智能化水平、促进煤炭工业高质量发展。国家对于安全生产的高度重视也是推动智慧矿山发展的主要因素。2017年6月,国家安全监管总局、国家煤矿安监局印发《煤矿安全生产“十三五”规划》,提出到2020年,煤矿死亡人数持续下降,重特大事故得到有效遏制,职业病危害防治取得积极进展,达到中等发达国家安全水平,煤矿安全生产形势实现根本好转,实现煤矿死亡人数和煤矿百万吨死亡率下降15%以上。2020年4月,国务院安委会正式印发了《全国安全生产专项整治三年行动计划》,提出要加快推进机械化、自动化、信息化、智能化建设。

我国智慧矿山行业相关政策

时间

政策

部门

主要内容

2015.06

《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》

国家监管总局

重点是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。

2016.02

《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》

发展改革委、能源局、工业和信息化部

以智能化为基础,紧紧围绕构建绿色低碳安全高效的现代能源体系,促进能源和信息深度融合,推动能源互联网新技术、新模式和新业态发展。

2016.06

《能源技术革命创新行动计划(2016-2030)

发展改革委、能源局

提出到2030年重点煤矿区基本实现工作面无人化的规划目标。

2017.02

《单班入井超千人矿井科技减人工作方案》

国家安全监管总局、国家煤矿安监局

深入推进“机械化换人、自动化减人”,力争到2018年底所有千人矿井下井人数减少30%以上,单班下井人员减少到千人以内,科技支撑作用显著增强,安全生产基础保障能力大幅提升。

2017.06

《煤矿安全生产十三五规划》

国家安全监管总局、国家煤矿安监局

提出到2020年,煤矿死亡人数持续下降,重特大事故得到有效遏制,职业病危害防治取得积极进展,达到中等发达国家安全水平,煤矿安全生产形势实现根本好转,实现煤矿死亡人数和煤矿百万吨死亡率下降15%以上。

2020.02

《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》

发改委、能源局、应急部、煤矿安监局等八部委联合

将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统,实现煤矿开拓、采掘()、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程智能化运行。具备条件的生产煤矿加快智能化改造,在供电、供排水、通风、主辅运输等生产经营管理环节,进行智能优化提升,推进固定岗位的无人值守和危险岗位的机器人作业,实现传统煤矿的智能化转型升级。

2020.04

《有色金属行业智能工厂(矿山)建设指南(试行)

工信部、发改委、自然资源部

充分考虑矿山实际情况,明确企业智能化建设重点,新建矿山直接进行智能化规划与设计,在产矿山有序推进智能化改造坚持整体规划,围绕有色金属智能矿山建设主要环节和重点领域,分步实施。坚持创新引领,数据驱动。推动5G新技术与有色矿山的融合创新;应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知的能力,利用AR/VR等技术形成人机混合增强智能。

2020.04

《全国安全生产专项整治三年行动计划》

国务院安委会

提出要加快推进机械化、自动化、信息化、智能化建设。

2020.11

《煤炭工业“十四五”高质量发展指导意见》

中国煤炭工业协会

争取在“十四五”末期全国煤矿数量控制在4000处以内,大型煤矿产量占85%以上,大型煤炭基地产量占97%以上;建成煤矿智能化采掘工作面1000处以上。

2021.06

《煤矿智能化建设指南(2021年版)

能源局、矿山安监局

坚持分类建设和分级达标相结合,建立健全智能化煤矿建设、评价、验收与奖惩机制。重点突破适用于不同条件的智能化技术与装备,培育建设-批智能化示范煤矿,科学制定实施煤矿智能化建设与升级。改造方案,加大煤矿智能化技术资金投入、人才投入和政策支持力度,提升成熟度与可靠性。坚持把煤矿减人、增安、提效和提高职工的幸福感与获得感作为智能化煤矿建设的根本目标,通过实施新一代信息技术提高煤矿智能化水平,促进煤矿安全、质量、效率与效益的稳步提升。

资料来源:观研天下整理

、智慧矿山行业现状

根据观研报告网发布的《中国智慧矿山行业发展现状研究与投资趋势调研报告(2022-2029年)》显示,随着我国5G、大数据、人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术的成熟应用,通过科技赋能的形式推动智能矿山建设,形成了一批具有较大推广价值的智慧矿山解决方案。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。

随着我国5G、大数据、人工智能、物联网、云计算等新一代信息技术的成熟应用,通过科技赋能的形式推动智能矿山建设,形成了一批具有较大推广价值的智慧矿山解决方案。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。

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

数据来源:观研天下数据中心整理

、智慧矿山企业布局情况

矿山可分为煤类矿山与非煤类矿山,由于煤矿建设难度低且市场需求量大,其率先进行了智慧化转型。国内矿山在不同煤层厚度的智能化进行了探索,其中薄煤层领域智能化探索代表包括峰峰集团、阳煤集团、陕煤集团等,中厚煤层领域智能化探索代表包括晋能控股、川煤集团、陕北矿业等,特厚煤层领域智能化探索代表包括包括国源矿业、同煤集团、汾源煤业等。

智慧矿山企业布局情况

煤层

企业名称

煤矿

探索情况

薄煤层

峰峰集团

薛村矿

3号煤层形成了在巷道进行集中控制(有人值守工作面无人操作的全自动化开采模式

阳煤集团

登茂通煤矿

巷道集中控制,工作面无人操作的智能开采

陕煤集团

张家峁煤矿

实现产能达到200万吨/年的坚硬尊煤层智能化综采工程示范

中厚煤层

晋能控股

塔山矿

针对传统两巷开采工艺,工作面问留有8米煤柱,存在资源浪费和顶板应力集中等制约工作面安全高效开采的问题。

川煤集团

绿水洞煤矿

70°急倾斜中厚煤层采煤。解决了全国70°急倾斜中厚煤层开采技术难题,填补了国内外70°急倾斜中原煤层无法实现综合机械化开采的空白。

陕北矿业

韩家湾煤炭公司

国内首个中厚煤层智能化110工法控制系统,地面健操作,百米并下便可轻松实现一整套采煤工序。

天地科技

陕北矿业红柳林公司

煤炭综采成套装备智能系统,并于2012年在15205综采工作面建成了全国第一个7米大采高智能化综采工作面

国能神东

上湾煤矿

2021年底,国能神东上湾煤矿依托中国媒科天玛智控承担的《神东煤炭大采高工作面智能开采安全技术集成与示范-电液控制系统和综采智能化控制系统成套技术》科研项目,天玛智控自主研制的基于网络型控制器的SAC型液压支架电液控制系统和基于TOSSAM型综采自动化控制系统在12403工作面开始全面实施。

陕煤集团、鲁能集团

煤矿

通过采用7m超大采高大样度过渡配套技术,成功实现了坚硬厚煤层安全,高效高回采率开采,工作面年产量突破10Mt,煤炭资源回采率提高约3.23%,技术、经济效益显著。

大高采和超大高采

国源矿业

龙王沟煤矿

全国首个特厚煤层智能化快速把进系统顺利通过验收

同煤集团

塔山煤矿

8222特厚煤层工作面智能化开采。8222工作面配套的智能化综放开采成食装备,广泛应用了远距离集中供液。液压自移式设备列车等”系列科技含量高、安全系数高的新技术,新装备。

汾源煤业

-

大倾角特厚煤层综采放顶煤精益化开采

资料来源:观研天下整理(zlj

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