礦業數字化革命：AI 技術如何讓傳統礦山「日采萬噸」？

2025年05月14日02:22:05 科技 1612

全球 81% 的礦山員工認為 AI 將徹底改變行業運營模式，而中國礦業正以「換道超車」的姿態加速數字化轉型。從戈壁深處的智能採礦到雲端調度的「數字礦長」，AI 技術正讓傳統礦山從「人海戰術」升級為「智慧中樞」驅動的精準運營模式，甚至實現「日采萬噸」的突破。

一、AI 重構礦山生產鏈：從「經驗判斷」到「數據驅動」

在江蘇徐礦集團新安煤業公司的調度指揮中心，AI 智慧助手依託 DeepSeek 大模型構建的「數字神經系統」，能實時分析采、掘、機、運、通五大系統數據，將安全管理從「經驗判斷」轉向「數據驅動」。例如，當井下一氧化碳濃度超標時，系統會自動調取風速傳感器數據、劃定電子圍欄並觸發應急廣播，整個響應過程僅需 178 秒。這種「秒級風險處置能力」讓湖北龍蟒磷礦成為全國首個 AI 非煤礦山，井下直接作業人數降至 15 人左右，安全隱患識別響應時間縮短至秒級。

必和必拓與微軟合作的埃斯康迪達銅礦項目更具代表性。通過 Azure 機器學習實時分析選礦廠數據，系統每小時生成優化建議，幫助操作員調整礦石處理參數，最終使銅回收率顯著提升，2024 年下半年該礦區產量同比增長 22%，創下十年來新高。這種「AI + 選礦」模式正在全球推廣，挪威陶朗公司的礦石分選系統已幫助多家礦山提高資源利用率 10 個百分點以上。

二、智能裝備與無人化：效率躍升的「硬核」支撐

在山東黃金三山島金礦，國內首台安百拓 S2 智能雙臂台車取代了傳統鑿岩爆破，採掘效率提升 30% 以上，同時通過電機車無人駕駛系統將操作人員從 80 人減至 16 人，運輸效率提高 25%。紫金礦業則投入 1.4 億元引入新能源礦卡、智能穿孔鑽機等 28 台設備，應用 5G 通訊和 AI 計算實現露天採礦全流程自動化，巨龍露天銅礦現場作業人員下降 87%，人均勞動生產率從 5000 噸躍升至 7100 噸。

更前沿的探索在新疆大明礦業展開：無人駕駛掘進台車通過 3D 掃描生成岩壁「數字地圖」，機械臂以毫米級精度鑽進；AI 視頻監控與 5G 結合，讓井下安全隱患識別響應時間縮短至秒級，同時每年減少廢石礦渣 25 萬立方米。這種「井下減員、井上增效」的模式，正讓礦山從「高危行業」向「高科技行業」蛻變。

三、數據智能與決策優化：礦山的「超級大腦」

湖北龍蟒磷礦的 AI 系統不僅能識別安全隱患，還能通過優化採空區治理，用礦渣廢料置換出被判「死刑」的礦石，每年讓 8 萬噸礦石重獲新生。紫金礦業則構建了覆蓋地質建模、智能調度、遠程操控的全鏈條智能管控平台，通過 336 個核心業務對象的數據治理，實現「一張網絡全覆蓋、一個平台全支撐」，月掘進進尺從 120 米提升至 400 米。

這種數據驅動的決策能力在河南南陽坡煤礦得到驗證：液壓支架電液控制系統投入使用後，日產量突破 1.5 萬噸，較改造前提升 25%，同時噸煤成本降低 27.18 元，資源回收率提高 10%。AI 不僅是效率工具，更成為資源價值再發現的「點金石」。

四、政策護航與產業協同：中國模式的全球啟示

中國礦業的數字化轉型得到國家戰略強力支持。《「十四五」數字經濟發展規劃》明確提出推進煤礦、油氣田等領域數字化升級，而河南省計划到 2026 年建成 25 處省級智能化煤礦，產能佔比超 60%。這種「政策引導 + 企業主導」的模式，催生出紫金礦業、徐礦集團等一批標杆企業，其經驗正在「一帶一路」沿線國家複製。

例如，紫金礦業與達索系統合作開發的三維地質建模技術，不僅優化了自身採礦設計，還為全球礦業提供了可復用的數字化解決方案。而湖北龍蟒磷礦的 AI 系統已實現與省級風險隱患監測平台「神經接駁」，形成「企業 - 政府」聯動的安全閉環管理，這種「技術 + 制度」的創新正在重塑全球礦山安全生態。

五、挑戰與未來：從「日采萬噸」到「永續開採」

儘管 AI 技術帶來了顯著變革，行業仍面臨數據安全、技術適配性等挑戰。例如，國外 AI 模型在複雜地質條件下常出現「水土不服」，湖北龍蟒團隊為此耗時 90 多次井下測試，才攻克 AI 在井下環境的認知盲區。此外，人才短缺問題凸顯，紫金礦業為此投入 3400 萬元建設實訓基地，2023 年培訓 2900 餘人次，培養出 20 余名掌握智能化採掘技術的高學歷人才。