何为“智能矿山”?中国矿业联合会智能矿山工作委员会执行秘书长张元生表示，“智能矿山”是采用人工智能、物联网、云计算、大数据、地理信息技术(RS GIS GNSS)、虚拟现实(VR)、智能机器人、
当前，全球矿业正在经历新的革命，5G、人工智能、大数据、物联网、云计算等新一代信息技术促使采矿全面迈入遥控化、智能化乃至无人化阶段。相关数据显示，我国资源开发逐步进入深部，超过1500米的金属矿山近50座，未来15年内，三分之一的金属矿山将进入1500米，深部开采难度大、安全风险高、生产效率低。发展智能化乃至无人化采矿技术，革新矿山开采模式，减少井下人员，提高生产效率与安全性，是我国资源开发尤其是深部资源开采的必然选择和必经之路。5G技术凭借大带宽、广连接、低时延的特性，正成为助力工业企业加速采用智能制造的关键技术，“5G﹢智能矿山”正受到业界的广泛关注。
5G﹢智能矿山：实现矿山全流程数字化
何为“智能矿山”?中国矿业联合会智能矿山工作委员会执行秘书长张元生表示，“智能矿山”是采用人工智能、物联网、云计算、大数据、地理信息技术(RS/GIS/GNSS)、虚拟现实(VR)、智能机器人、轨道交通、无线通信、自动控制、计算机软件、移动互联网、高端装备制造等高新技术，应用于矿山生产的各个作业环节，实现矿山全流程、全生命周期的数字化与智能化，是工业化与信息化的有机结合和新的发展阶段，是“互联网﹢矿山”的本质体现，其终极目标是实现“无人矿山”。
智能矿山总体框架为构建面向“矿山规划-地质建模-采掘计划-采矿设计-采矿作业(落矿-出矿-运输-提升)-选矿(破碎-球磨-浮选-浓密-脱水)-尾矿充填-尾矿排放”全流程、以“矿石流”为主线的高度集成化、智能化、扁平化的矿山生产经营管理模式。今年以来，山西阳煤集团、焦煤集团，内蒙古包钢集团等领先企业与基础电信企业深入合作，在山西庞庞塔矿井、内蒙古白云鄂博矿区等地开展了应用5G技术支撑矿山转型升级的积极探索，例如实现矿卡无人驾驶，提高矿车作业效率，减少现场人员数量，提升矿区生产作业的安全性。
不过，国内智能矿山研究与开发起步较晚，一些技术装备水平较低的中小型矿山开展智能化建设难度较大。总体来看，在国际竞争方面，外部环境严峻复杂，经济面临下行压力，经营竞争全面国际化;资源转向深部，开采难度变大，开采成本上升;人才短缺，人员老龄化严重，技术人才短缺;环保要求提高，安全形势紧迫。
中国科学院院士何满潮表示，煤炭是我国战略支柱能源，传统采煤方法面临的问题有资源损失大，巷道掘进量大、成本高，绝大多数安全事故发生在回采巷道，造成生态破坏。这需要借助5G等新技术改进传统工艺，实现全矿井智能化控制、自动采煤、智能决策。
今年4月，工业和信息化部、国家发展改革委、自然资源部三部门联合发布了《有色金属行业智能工厂(矿山)建设指南(试行)》。立足有色金属行业智能制造“工业2.0补课、工业3.0普及、工业4.0示范”的建设思路，针对基础设施的数字化改造与建设、基于业务驱动的智能生产系统建设、基础服务型制造的智能服务应用建设和基于工业大数据的协同创新平台建设四个方面提供了指导。
结合我国矿山开采环境复杂、安全管理压力大、多元素资源共生等特点，在矿山已有自动化、信息化建设基础上，推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用。尤其值得强调的是，中国的5G发展全球领先，带来经济发展新动能。华为5G行业创新部部长王法表示，80%的5G基站和5G用户在中国，80%的5G行业创新应用在中国。5G带来多维度能力升级，移动通信技术第一次与采矿行业深度结合，全新的5G网络技术架构满足行业的高要求，构建生产业务不出园、网络自主运营、业务自主开发、行业系统无缝对接四大关键能力。由此建成本质安全、资源集约、绿色高效的智能矿山，促进企业转型升级、高质量发展，全面提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。
我国矿山智能化建设的热情虽然很高，但由于受地质条件、装备水平、管理模式的影响，其智能化发展的重点将有所不同。在生产过程自动化、智能化方面，对大部分矿山而言，将以自动化、遥控化为目标，如台车、铲运机将采用遥控作业;在少数有条件的矿山进行凿岩、出矿设备的自主运行试验。针对矿山凿岩、装药、出矿、支护、溜井放矿、运输等作业地点分散、动态性强的作业，建设采矿装备作业过程智能控制系统，达到主生产作业或危险区域远程遥控作业、现场无人少人化的目的。在生产管控、经营管理方面，随着大数据、云计算、网络技术的发展，特别是5G技术的广泛应用，智能管理、智能决策将得到广泛应用。为此，将5G等“技术支点”连成“线”、铺成“面”，助力智能矿山建设，推动新矿山时代的到来。
5G赋能未来矿山：无人矿山将成为趋势
溯源煤炭开采的发展历程，从生产依赖大量人力和大型机械开采设备的传统矿山，到通过应用软件和物联网技术，实现大型设备运行状态的数字化，并对矿山生产全过程进行数字化建模、仿真、评估和优化的数字矿山，矿山行业正依托不断升级的信息化技术向少人化、无人化方向转型发展。
伴随着5G商用赋能千行百业战略的推进，智能矿山将成为矿山发展的必由之路。智能矿山是以矿山数字化、信息化为前提和基础，综合系统工程、网络、人工智能、云计算、大数据等技术，使得矿山生产自主感知、自动分析、快速处理，从而实现采矿设计、计划、生产、调度、决策等过程的智能化。
矿山智能化离不开数据和信息的高效互联互通，而矿山不同应用场景的数据特点和传输需求差别很大，传统的技术难以满足差异化的需求。5G大带宽、低时延、广连接、高可靠的特性以及边缘计算、切片技术等能力，为突破煤矿数据传输处理的瓶颈提供了技术支撑。
矿山行业长期存在的安全风险大、作业成本高、监管缺手段、网络系统孤岛等痛点问题亟待解决。目前多数矿井的智能控制都是基于有线网络开展的，在移动环境下有线网络运维麻烦，而且经常断线，无法保证有线网络的稳定性，存在“有人维护可以使用，没人维护就不能使用”的问题。信息通信企业积极探索5G技术优势，深入推进5G融入智能矿山建设。
中国联通5G智能煤矿瞄准地下空间，携手华为在山西焦煤庞庞塔煤矿开展5G井下规模化部署。井下南北区建立10个环网节点，并在井下800米部署近150个基站，覆盖超100公里48个场景，有效覆盖半径为300米，上行速率为120Mbps，时延持续稳定低于20ms，还在地面部署企业级核心网，实现专网和公网隔离，通过配置提供特殊场景公网访问。通过智能矿山项目建设，实现综采工作面的人员由160人减至50人，瓦斯抽采人员减少25人。
在晋煤集团赵庄煤业调度指挥大厅内，随着工作人员在控制台轻轻地触动手柄，在距离地面数百米深的五盘区胶带巷反掘工作面，EBZ260智能掘进机在现场无人操作的情况下完成截割、移动等动作。这标志着由中国联通主导的全国首台智能掘进机通过5G网络技术实现远程控制截割功能取得实质性进展。
中国移动针对行业痛点，打造了“1﹢1﹢4”智能矿山解决方案，即推动1张矿山5G专网建设，覆盖露天移动专网、井下融合专网;强化1个中国移动矿山工业互联网平台核心能力，集成智能决策、生产管理、安全管理、移动应用等功能模块，打通专业子系统之间的数据通道，为行业客户实现综合管控、数字化运维提供支持;加速推广4个矿山5G应用场景，打造矿卡无人驾驶、无人化采掘、井下融合组网、高清视频监测四大应用场景，满足露天矿山、井下矿山的智能化建设需求。
5G将打通各生产要素，配合智能化技术满足矿山生产环节的智能感知、泛在连接、实时分析、精准控制等需求，实现少人、无人作业。随着矿山行业智能化的进一步发展，对通信连接等的要求也会逐步提高，5G时代全面监控的无人矿山将成为未来趋势。
5G遇见矿山：智能开采重塑生产模式
随着新一代信息技术，特别是“大、云、移、物、智”等新技术的落地应用，矿业行业不断朝着智能控制和管理体系演进，节省人力、提升效率、保障矿企安全生产，智能化正在引领传统矿业生产模式的转型升级。
智慧供应链以提升供应链效率，降低供应链管理成本为核心目标，经过近年来的高速发展，智慧供应链作为企业核心竞争力，吸引着越来越多的企业加大投入力度。矿业企业具有独特的属性，地质和地理基础直接决定了矿业企业的经济效益基础，矿区建成投产后，管理的重点就集中在生产的延续性、效率和持续的成本控制。有了5G、AIoT等前沿技术的加持，矿业企业智慧供应链应用正在不断完善，实现了全流程可视化、作业移动化、流程自动化、决策智能化、应用人性化。由英诺森开发的矿企物资智慧供应链平台包含三大模块——智能仓储、需求管理以及统计分析模块，覆盖了需求提报、仓储管理、平衡利库、需求预测、多维度数据分析、物资全生命周期可视化管理等环节，有利于矿企提升物资管理的操作效率，打造一体化的物资供应链，提升管理的智能化水平。
随着智能矿山的建设，矿企采购的设备和系统越来越多。在大量的投资和沉重的运维成本背后，一些问题逐渐浮出水面：功能齐全的生产管控平台因无法获取充足的生产数据而成为“浮云”;结构复杂性能良好的网络系统成了视频数据的“专用道”;装修豪华的中控室成了大屏幕展示厅;可靠智能的无人值守控制系统成了“自动化和信息孤岛”;价格昂贵的进口智能采矿设备生产能力低于国外平均水平……
针对这些问题，中国恩菲数字为矿业生产提供的一体化解决方案充分发挥了5G低时延、大带宽、广连接的特性，实现了全信息可视化、全流程数字化、全周期数字孪生，通过添加传感设备完善信息收集能力，借助PON、5G、WiFi6等新一代通信信息技术实现企业内部互联互通，并依赖数字融合和处理平台来进行生产过程优化和控制执行。
在采矿系统方面，恩菲数字提供的解决方案包含了智能、无人、远程遥控采矿设备，目前主要是铲运机、矿卡、破碎锤等。同时，辅助系统提供无死角的有线和无线网络全覆盖，全面采集各项生产数据，为采矿设备提供智能风水电运行条件。
在运输系统方面，首先，从矿石进入高溜井到矿石提升至地表矿仓，全程采用有轨无人驾驶运输技术，实现运输整体环节的技术突破。其次，为控制平台提供充足的数据，全面采集高溜井、卸载坑、中间缓冲矿仓矿石存量和进入高溜井的矿石品位数据，统一协调和调度矿石运输全过程，解决各环节堵塞问题，实现矿石量和矿石品位双稳定运输。
在辅助系统方面，恩菲数字的全要素控管平台可实现供配电、控制、网络三者的深度融合和范围全覆盖，从而让矿企各个专业、设备、系统、流程、中段、班次之间的数据共享、智能诊断、大数据、自动运行、远程遥控成为可能，并通过全要素控管平台替代传统十几个或几十个子系统，加入工艺App即可实现工艺控制功能。
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