绿色矿业与智能矿山的建设不仅成为全世界趋势，更代表着未来矿业的发展趋势。让我们大家一起探索这些令人兴奋的自动化技术，它们正在如何重塑这个古老的行业，并为矿业工人带来更安全、更高效的工作环境。
想象一下，巨大的钻机在基本上没有人工干预的情况下，自主地在岩石间穿梭，智能地调整钻头的速度和压力，以适应不一样的地质条件。这不再是科幻小说中的场景，而是正在发生的现实。自动化钻机技术正从自动化迈向智能化，它们配备了能够学习、记忆和判断的人工智能平台，集成了智能化的地面和井下控制管理系统，以及高精度传感器和高速传输系统。这些技术可以在一定程度上完成钻井作业的自主决策和闭环控制，从而大幅度提升作业效率和安全性能。日本矿业设备制造商小松正是这一领域的先驱，他们的系统可以依据遇到的岩石结构自动调整钻头速度和压力，引领着自动化钻探设备的潮流。
自动化钻机通过降低劳动力成本、提高效率和改善安全性，正在彻底改变采矿作业
在国内，中煤平朔集团有限公司的《平朔东露天矿钻机无人驾驶值守系统应用》案例成功入选2024年煤炭行业标杆案例，这标志着国内智能化建设迈出了重要的一步。该系统的穿孔效率达到了人工驾驶钻机的中等水准，达到了国际先进水准。此外，中国在智能掘进设备方面也取得了世界领先水平的成就，中煤科工集团自主研发的“煤海蛟龙”掘支运一体化系统，根据不同的地质条件配套，总系统最长可超过200m，重量超过230t，在稳定围岩条件下，最高进尺3088m/月，是对应煤矿掘进速度的3倍以上，展现了中国在矿业自动化领域的实力和创新能力。
在矿业领域，低空技术尤其是无人机技术的应用正成为提升勘探效率和安全性的关键。全世界内，如RocketDNA公司提供的“盒子里的无人机”（drone-in-a-box ）解决方案，通过自主运行的无人机系统，矿场操作者能够高效地调查目标区域并收集关键地质数据，大幅度减少人工干预。这种技术的应用不仅提高了数据采集的速度和准确性，还降低了作业风险，为矿业勘探带来了革命性的变化。
在国内，中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室周伟教授团队研发的数字空间底座和边坡监测系统，利用无人机摄影测量和激光雷达技术，生成矿区的高分辨率三维模型和点云数据。这一些数据不仅优化了模型显示速度和渲染模式，还实现了矿区数字三维重现，精准提取边坡形态数值，与初始设计规划建立对应关系，进一步判定边坡是不是满足规定要求及潜在风险，极大提升了矿山的管理精细化水平。
成都纵横大鹏无人机在智慧矿山建设中发挥了及其重要的作用。纵横股份与中国矿业大学煤炭精细勘探与智能开发全国重点实验室合作，先后成立了“智慧矿山军团—纵横矿鹏”、“矿用无人机研究中心”，并起草了工业无人机在矿山测量、智能穿爆、道路运输、边坡巡检、环境管理、智能辅助等多个方向的应用规范。无人机技术在矿业的应用不断深化，为智慧矿山的建设提供了强有力的技术支持。
点击阅读 成都纵横大鹏无人机首席技术官李林峰《工业无人机赋能智慧矿山建设》
在国外，矿业的可持续发展正受到慢慢的变多的关注。例如，毕马威在其发布的《全球金属和矿业展望2024》报告中指出，金属和矿业行业是助力能源转型的关键，预计到2040年全球对关键矿物的需求将翻倍，甚至有可能在更激进的可持续发展情景下翻四番。此外，报告还强调了领先企业如何重新设计流程以减少碳使用并提高效率，以及包括AI和机器学习在内的先进的技术如何推动运营转型并支持脱碳努力。
在中国，绿色矿山的建设和发展正受到前所未有的重视，一系列政策的出台加速了矿业的绿色转型。根据自然资源部等七部门联合印发的《关于逐步加强绿色矿山建设的通知》，中国正全方面推进绿色矿山建设，加快矿业绿色低碳转型发展。这一政策不仅明确了全方面推进绿色矿山建设的要求，还强化了第三方评估机构的角色，细化了评估工作要求，并对违反相关规定的行为规定了惩罚措施。同时，政策还提出了强化绿色矿山名录动态管理和修订完善国家级绿色矿山建设评价指标等措施，进一步强化了绿色矿山建设工作的监督考核。
在实践层面，中国的绿色矿山建设成绩非常显著。据自然资源部多个方面数据显示，“十四五”以来，中国已累计建成1000多家国家级绿色矿山、3100多家省级绿色矿山，这些绿色矿山的建设不仅提升了矿产资源开发利用保护水平，也为美丽中国的建设做出了贡献。尤其是在内蒙古自治区，截至2024年9月底，已累计建成绿色矿山148处、智能化煤矿176处，分别占全区在产煤矿的48%、56%，这一成就展示了内蒙古在推进煤矿绿色化、智能化发展方面的积极进展。
深海采矿正在成为一个潜在的关键矿物来源，这些矿物对于能源转型至关重要。ABB作为电气化、数字化和自动化技术的领先创新者，为深海钻探提供了先进的自动化解决方案，如MeBo200海底钻机，它不但可以在水深达2500m的海底工作，还可以钻入沉积物、岩石和天然气水合物。
在国内，《深海矿产资源开发利用科技发展报告（2024）》于今年6月发布，聚焦国家重大战略需求，深度分析深海矿产资源勘探、开采、环保技术发展趋势和前沿进展。随着不断加大投入，我国深海开采装备取得了一系列突破，研制了作业型载人潜水器“蛟龙号”、万米级载人潜水器“奋斗者号”、首套国产化水下采油树、“开拓一号”深海重载作业采矿车、“梦想”号首艘大洋钻探船等一批重大装备。11月18日，2024大湾区科学论坛海洋科学与海洋产业分论坛在广州南沙举行，探寻海洋保护与可持续发展之间平衡的最佳方案。
瑞典的主要矿业设备制造商Epiroc正在将其钻探系统整合数据分析和人工智能，这些技术有助于优化岩石破碎并提升整体运营效率。澳大利亚的炸药和矿业服务企业Orica开发了自动化装药系统，这些创新通过减少工人直接处理炸药的需要来提升安全性。瑞士-瑞典跨国公司ABB创建了一个用于在岩石面安装炸药电荷的机器人系统，进一步减少了人员接触危险采矿环境的需求。
在国内，周伟教授团队研发的数字空间底座技术正革新矿山实时监控。该技术整合了高精度全景影像、地形地貌数据及无人机生成的精细模型，构建出矿山的3D数字孪生模型，使管理者能实时监控矿山状态，全面掌握生产、安全和设备正常运行情况，以便做出及时决策。数字空间底座技术具备实时监测与预警功能，能实时接收物联网监测传感器信息，并在监测到异常时立即预警，提高新疆矿山的安全管理上的水准。通过该技术，新疆露天矿山安全监督管理数字化转型试点工作成效显著，实现了风险隐患普查、实时预警、风险预警信息精准定位、风险预警处置流程回环以及安全监管综合平台的研制，为矿山智能化建设提供了有力技术上的支持，推动了我国矿山产业的广阔发展。
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