礦山智慧化建設(shè)技術(shù)痛點(diǎn)

發(fā)布日期：2025-06-11 責(zé)任編輯:中譽(yù)鼎力

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摘要：建設(shè)智慧化石料礦山是礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵方向，但在實(shí)際推進(jìn)過程中，面臨一系列復(fù)雜的技術(shù)痛點(diǎn)。

建設(shè)智慧化石料礦山是礦業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵方向，但在實(shí)際推進(jìn)過程中，面臨一系列復(fù)雜的技術(shù)痛點(diǎn)。以下是主要的技術(shù)挑戰(zhàn)和難點(diǎn)分析：

一、數(shù)據(jù)感知與采集層痛點(diǎn)

1、環(huán)境惡劣，設(shè)備可靠性低：礦山環(huán)境粉塵大、震動(dòng)強(qiáng)、溫濕度變化劇烈、存在爆破沖擊，普通傳感器和儀器易損壞、精度下降、壽命縮短。

技術(shù)痛點(diǎn)：需要研發(fā)或選用高防護(hù)等級(jí)、抗干擾、耐用的專用傳感設(shè)備，成本高昂且維護(hù)頻繁。

2、關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)難：爆破效果（塊度分布）、物料成分（在線品位分析）、料堆體積（動(dòng)態(tài)變化）等關(guān)鍵生產(chǎn)參數(shù)缺乏高效、準(zhǔn)確、低成本的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)手段。

技術(shù)痛點(diǎn)：依賴人工采樣和實(shí)驗(yàn)室分析，滯后性強(qiáng)，無法滿足實(shí)時(shí)優(yōu)化需求。

3、設(shè)備狀態(tài)全面感知不足：大型移動(dòng)設(shè)備（電鏟、礦卡、鉆機(jī)）內(nèi)部關(guān)鍵部件（發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)、液壓）的深度狀態(tài)監(jiān)測(cè)傳感器安裝復(fù)雜、成本高、數(shù)據(jù)融合難。

技術(shù)痛點(diǎn)：預(yù)測(cè)性維護(hù)精度受限，故障停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)依然較高。

4、人員與環(huán)境安全監(jiān)測(cè)覆蓋不全：精準(zhǔn)定位（尤其室內(nèi)/坑道）、疲勞狀態(tài)、危險(xiǎn)區(qū)域闖入、邊坡微小形變等監(jiān)測(cè)技術(shù)在高干擾、大范圍露天或復(fù)雜地下環(huán)境中應(yīng)用效果打折。

技術(shù)痛點(diǎn)：現(xiàn)有技術(shù)（如UWB、視頻AI）在礦山復(fù)雜場(chǎng)景下存在盲區(qū)、誤報(bào)或成本問題。

二、網(wǎng)絡(luò)傳輸與連接層痛點(diǎn)

1、網(wǎng)絡(luò)覆蓋：露天礦山面積廣闊、地形復(fù)雜多變；地下礦山巷道蜿蜒、信號(hào)衰減嚴(yán)重。實(shí)現(xiàn)高速、穩(wěn)定、低延時(shí)的全域無線覆蓋（尤其移動(dòng)設(shè)備）非常困難。

技術(shù)痛點(diǎn)：傳統(tǒng)WiFi、4G/5G公網(wǎng)在覆蓋、帶寬、時(shí)延、可靠性上難以滿足所有需求（如無人駕駛、高清視頻回傳）。需混合組網(wǎng)（5G專網(wǎng)、Mesh、LoRa、光纖），復(fù)雜度高、投資巨大。

2、多源異構(gòu)設(shè)備接入難：礦山設(shè)備品牌、型號(hào)、年代跨度大，通信協(xié)議（Modbus,CAN,Profibus,私有協(xié)議）五花八門，數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一。

技術(shù)痛點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)互通需大量協(xié)議轉(zhuǎn)換和接口開發(fā)，集成成本高、周期長(zhǎng)、穩(wěn)定性差。

3、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性與帶寬瓶頸：高清視頻監(jiān)控、三維激光掃描、設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)等海量信息對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬和傳輸實(shí)時(shí)性要求極高。

技術(shù)痛點(diǎn)：現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施難以同時(shí)滿足所有業(yè)務(wù)的海量低延時(shí)傳輸需求，尤其在峰值時(shí)段。

三、數(shù)據(jù)平臺(tái)與智能應(yīng)用層痛點(diǎn)

1、數(shù)據(jù)孤島與融合困難：生產(chǎn)、安全、設(shè)備、能源、管理等系統(tǒng)往往獨(dú)立建設(shè)，數(shù)據(jù)分散在不同部門、不同廠商的系統(tǒng)中，標(biāo)準(zhǔn)不一。

技術(shù)痛點(diǎn)：打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)深度融合、關(guān)聯(lián)分析是巨大挑戰(zhàn)，需要強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中臺(tái)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

2、機(jī)理模型與AI模型融合不足：礦山生產(chǎn)過程涉及復(fù)雜的物理、化學(xué)、力學(xué)機(jī)理。單純依賴數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的AI模型（如深度學(xué)習(xí)）可能缺乏可解釋性、泛化能力弱，尤其在樣本少或工況突變時(shí)。

技術(shù)痛點(diǎn)：如何有效結(jié)合領(lǐng)域知識(shí)（機(jī)理模型）與大數(shù)據(jù)/AI技術(shù)，構(gòu)建更可靠、魯棒的智能優(yōu)化模型（如配礦優(yōu)化、爆破設(shè)計(jì)、設(shè)備健康預(yù)測(cè)）是核心難點(diǎn)。

3、應(yīng)用場(chǎng)景深度智能化不足：很多“智能”應(yīng)用停留在數(shù)據(jù)可視化和簡(jiǎn)單報(bào)警階段（如看板系統(tǒng)），缺乏真正基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的自主決策和閉環(huán)控制。

技術(shù)痛點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)高級(jí)應(yīng)用如全流程協(xié)同優(yōu)化調(diào)度（采-運(yùn)-破-選）、基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的自適應(yīng)爆破、無人礦卡高效集群調(diào)度等，算法復(fù)雜度和工程落地難度極高。

4、三維可視化與數(shù)字孿生精度與實(shí)時(shí)性：構(gòu)建高精度、能實(shí)時(shí)反映礦山狀態(tài)（地形、設(shè)備位置、生產(chǎn)進(jìn)度）的數(shù)字孿生體，需要強(qiáng)大的三維引擎、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和高效的渲染技術(shù)。

技術(shù)痛點(diǎn)：大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)渲染對(duì)硬件要求高；地質(zhì)模型、設(shè)備模型的精度與更新速度難以完美匹配現(xiàn)實(shí)。

四、執(zhí)行與控制層痛點(diǎn)

1、關(guān)鍵環(huán)節(jié)自動(dòng)化/智能化水平低：鉆孔、裝藥、初級(jí)破碎等環(huán)節(jié)自動(dòng)化程度仍較低，依賴人工操作。

技術(shù)痛點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)這些高危或高強(qiáng)度環(huán)節(jié)的可靠自動(dòng)化/機(jī)器人化面臨環(huán)境適應(yīng)性和技術(shù)成熟度挑戰(zhàn)。

2、無人駕駛礦車落地難點(diǎn)：復(fù)雜路況，非結(jié)構(gòu)化道路、揚(yáng)塵、雨雪、路面變化（車轍、坑洼）。混合交通，與有人駕駛設(shè)備、工程車輛、人員在開放環(huán)境中共存的安全問題。精準(zhǔn)作業(yè)，與電鏟/裝載機(jī)的協(xié)同裝卸對(duì)定位和控制的精度要求極高。

技術(shù)痛點(diǎn)：技術(shù)可靠性、安全性、法規(guī)適應(yīng)性以及高昂的改造成本制約大規(guī)模應(yīng)用。

3、大型設(shè)備遠(yuǎn)程操控延遲與體驗(yàn)：遠(yuǎn)程操控中心與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間存在網(wǎng)絡(luò)延遲，影響操作的精準(zhǔn)性和實(shí)時(shí)性，尤其在精細(xì)作業(yè)時(shí)。

技術(shù)痛點(diǎn)：高帶寬、低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)保障和先進(jìn)的操控界面（如VR/AR）是關(guān)鍵，但成本和技術(shù)門檻高。

五、支撐體系痛點(diǎn)

1、專業(yè)復(fù)合型人才極度匱乏：同時(shí)精通采礦工藝、自動(dòng)化、IT、數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能的跨界人才稀缺。

技術(shù)痛點(diǎn)：人才引進(jìn)難、培養(yǎng)周期長(zhǎng)，制約技術(shù)選型、系統(tǒng)集成和運(yùn)維能力。

2、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善：智慧礦山建設(shè)涉及數(shù)據(jù)、接口、通信、安全、智能裝備等多方面標(biāo)準(zhǔn)，目前尚不統(tǒng)一和健全。

技術(shù)痛點(diǎn)：導(dǎo)致系統(tǒng)兼容性差、集成困難、重復(fù)建設(shè)。

3、投資回報(bào)率（ROI）不清晰與投資壓力大：智慧化建設(shè)前期投入巨大（硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)、改造），而效益（效率提升、成本降低、安全改善）的量化評(píng)估復(fù)雜且具有滯后性。

技術(shù)痛點(diǎn)：企業(yè)決策面臨風(fēng)險(xiǎn)，尤其對(duì)中小型礦山壓力巨大。

4、網(wǎng)絡(luò)安全風(fēng)險(xiǎn)突出：工控系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、數(shù)據(jù)平臺(tái)接入網(wǎng)絡(luò)，攻擊面擴(kuò)大，面臨病毒、勒索軟件、數(shù)據(jù)泄露等風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)痛點(diǎn)：礦山傳統(tǒng)IT/OT安全防護(hù)能力相對(duì)薄弱，需構(gòu)建縱深防御體系。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步（如5G/6G、邊緣計(jì)算、AI大模型、新型傳感器、機(jī)器人技術(shù)）、成本的逐步下降以及行業(yè)共識(shí)的加深，智慧化石料礦山的建設(shè)將逐步克服這些痛點(diǎn)，邁向更安全、高效、綠色、可持續(xù)的未來。

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