人工智能背景下未来采矿系统工程的发展趋势

“绿色、安全、智能、高效”已成为矿业可持续发展的时代要求，采矿系统工程的战略目标，是充分应用现代数学和新一代信息技术，全面实现矿山的最优规划、最优设计、最优管理和最优控制，从整体上充分发挥矿山企业的效益。

随着物联网、大数据、人工智能、5G等新一代信息技术的不断应用，采矿系统工程迎来了新的发展机遇，未来发展方向主要表现在以下几个方面。

（1）新一代新能源智能化无人采矿装备将不断涌现。

随着国家“碳达峰、碳中和”战略目标的提出，污染物排放严重的传统燃油装备将逐渐被淘汰，

采矿装备的电动化将成为未来发展的主流方向

。目前，针对传统采矿装备的线控化改造在某些应用场景下已经实现，但由于存在设备差异化大、改装成本高、不易批量标准化生产等不足，在全行业内推行仍存在诸多困难。随着5G通信、物联网和无人驾驶技术的逐渐成熟，

逐步实现新能源纯电动采矿装备的线控化、智能化、无人化，应是下一代新能源智能化无人采矿装备发展的主要趋势。

（2）无人采矿的新技术、新工艺及新模式不断应用。

传统的采矿行业是劳动力密集型产业，但这一生产模式正在实现颠覆性的变革。众所周知，相对恶劣的工作环境和频繁的安全事故是影响矿业从业人员的最大问题。目前，从业人员老龄化趋势严重，技术人才严重短缺，这一现状已严重影响到矿山行业的未来发展。随着远程遥控和无人驾驶技术的逐渐成熟，无人机高清地形建模、遥控铲运机及钻机5G远程遥控、无人驾驶卡车集群控制等技术不断得到应用，传统的采矿方法、采矿设计及工艺等已无法满足智能装备在井下或露天进行作业的实际要求。在此背景下，

如何依据采矿智能装备作业的特点，颠覆传统的采矿方法、采矿工艺及流程，真正从采矿方法、采矿设计及无人作业生产等矿山全生命周期的角度，变革形成无人采矿的新技术、新工艺、新模式将成为未来重要的发展趋势。

（3）采矿生产过程各工艺的智能算法应用不断深入。

采矿系统是一个多目标、多因素、多变量、随机性强的复杂动态系统。如在露天矿运输调度优化中，需要考虑运输成本、运输效率以及卡车等待时间等多个优化目标。多目标配矿优化是一个复杂的动态过程，需要兼顾采矿指标和选矿甚至冶炼指标的影响，以获得最佳的配矿执行计划。

采矿工程在系统结构上普遍具有层次较多、环节紧密、相互之间关系复杂等特点

，因此需要从总体上进行全过程、全流程智能优化。以具有采矿—选矿—冶炼主要工艺的矿业集团为例，随着企业资源计划系统ERP、生产制造执行系统MES以及底层自动控制系统的不断应用，融入工业大数据、多目标和多变量因素以及全流程生产为优化对象的智能算法将不断得到发展。

（4）原有单一信息系统向融合大数据平台的方向不断演变。

随着过去20年的数字矿山建设，井下智能通风系统、井下智能监测控制系统等井下六大系统以及露天矿生产智能管控系统不断得到应用。如通过大量矿山开采信息化系统的应用和部署，露天开采的爆破—铲装—运输—破碎等工艺环节已逐步由单一信息化向多系统融合智能化方向发展，并产生大量的工业流程数据。这些工业流程数据将通过大数据的相关技术进行深入挖掘并研究其应用价值，从而反向优化采矿工艺流程。由此可见，

全流程作业一体化管控、无人智能装备智能化控制、生产大数据智能分析挖掘及决策等将成为智能矿山未来的重要研究方向。