当前，新一轮科技革命和产业革命蓬勃兴起，正加速驱动传统矿山产业数字化转型升级，但我国矿山开采效率与发达国家差距仍在，比如，澳大利亚地下金属矿山总计员工约为350人，每班井下作业人员仅50人左右，而全年的原矿产量则达到160万吨，在国内，同等条件矿山可能需要2000人以上，足以显示其惊人的高效率。这背后，是先进信息技术与智能装备深度融合所带来的生产力飞跃。
由此可见，我国矿业企业推进数字化转型已不仅是提升竞争力的选修课，而是关乎生存发展的必答题。陕西省应急管理厅出台《非煤矿山“四化”建设实施方案》，详细规划了智慧矿山“四化”的战略目标与实施路径，时不我待，数字化转型的紧迫性与重要性已不言而喻。
一、痛点分析
然而，在众多矿山企业积极投身数字化转型浪潮的同时，一系列问题与挑战也相继浮现。战略规划的模糊、数据采集与管理的困境，以及实施与运营环节的脱节，构成了转型道路上必须跨越的三座大山。这些问题不仅制约了转型的深度与广度，也暴露了企业在转型策略、技术应用、组织管理等方面存在的深层次矛盾。
1.1规划模糊，体系分散
大部分数字矿山在规划之初就没有清晰的目标与实现路径，这种规划上的模糊性，进一步加剧了实施过程中的随意性和碎片化，在创建数字化系统的过程中照搬照抄，导致企业选择的技术方案、资源配置由多系统、多网络构成，需要集成的内容很多，包括通信集成、数据集成、应用集成、流程集成和门户集成等层次，体系不完善、不完整，为系统集成和数据整合埋下了隐患。
1.2数据孤岛，协同缓慢
大型露天矿山调度指令、称重及采矿等数据多样，纷繁复杂，加之地下作业环境的特殊性，数据采集面临重重困难。即便数据得以收集，也未与公司ERP等系统相衔接，缺乏统一的数据标准和有效的管理体系，难以形成有价值的洞察。数据烟囱林立导致矿山设备综合利用率普遍不足，车辆调度效率差，燃油成本高；车铲协同率低，品质下降等问题层出不穷。
1.3形象工程，建用脱节
数字技术与安全在生产管理行业的融合程度不够高，不仅难以提供有效的决策支持，还导致矿山管理人员面临更大的工作量。工程师们既要收集不同类型的数据，又要进行数字化，并进行人工的调整，增加了工作量。现阶段的数字化智能矿山基本停留在“形象工程”上，信息化建设处于“战术层”。
二、解决方案
面对这些行业的共同挑战，万博思图智慧矿山一体化解决方案应运而生，紧扣“智能感知、精准决策与绿色可持续”的核心目标，构筑从物联网信息采集、数据处理分析、大屏可视化到便捷报表导出的一体化服务体系。通过高效物联网传感网络、稳定可靠的云计算能力以及灵活应对高并发需求的智能平台，引领矿业步入高效、安全、环保的全新发展阶段，重塑行业格局。
2.1运营管理优化
2.1.1基层目标明确，执行力强化
以往，复杂的地质构造、设备布局以及多变的作业流程如同迷雾，让工人在执行任务时容易迷失方向，工作效率和安全性都大打折扣。而今，借助高精度的数字孪生技术，矿山的实际环境被细腻地模拟并三维可视化展示，为基层工人铺设了一条直观认知的路径。他们可以清晰地看到自己的工作环境全貌，每个细节，每项任务要求都变得一目了然，确保个人目标与整体项目紧密对齐。
不仅如此，现在，工人进行爆破前的钻孔作业时，他们仅需简单操作手持设备对准待钻孔位，便能立即验证该位置是否符合开采设计要求，避免了因误判地质结构而导致的安全风险或资源浪费。
同时，系统能实时监测钻孔深度与角度，确保作业精准无误，大幅提高了作业效率与安全性。这样的技术应用，让每一位工人如同配备了智能化的“副手”，在复杂的采矿环境下依然能够准确无误地执行任务，确保个人操作与整体开采计划的精确同步。
2.1.2全景视角，管理决策智慧升级
为了实时对作业现场进行监控，规范作业行为，在矿山中安装了600多个高精度智能摄像头，通过视觉采集和数据中台处理，替代人工录入的错误和延迟，以实时、准确的信息，帮助管理层快速识别生产瓶颈、资源浪费、安全隐患等问题，为制定优化策略提供科学依据。
在面对诸如矿石品位波动、开采路径选择等复杂决策时，数字孪生技术成为了管理者的得力助手。例如，在规划开采区的未来几个月内最优开采路径时，管理者可以通过数字孪生平台构建多个虚拟开采模型，每个模型代表一种不同的开采策略。
平台不仅能够模拟不同路径下的预期矿石产出量，还能精确计算相应的开采成本，包括能源消耗、设备损耗及人力需求，并评估这些策略对矿山整体稳定性及环境安全的潜在影响。
2.2资产与资源高效配置
2.2.1设备远程智控，全图管理
矿山开采的成本主要由开采设备的损耗及油耗组成，因此开采设备的高效管理对工艺过程、开采成本起着支配性作用。智慧矿山系统通过分析设备历史数据和当前性能指标，系统能够预测潜在故障，及时安排维修保养，避免突发故障导致的生产中断，延长设备使用寿命，减少维修成本。
除了优化维护计划以预防设备故障，矿山数字孪生的效能还进一步延伸至对采矿现场动态的精细把控，如实时显示所有采矿设备的工作状态、运行参数及地理位置，实现对挖机、钻机、卡车、磨矿、爆破等设备的全方位监控，还能完成超速报警、偏离路线报警等监控指令，有效防止安全事故。
还能模拟不同作业场景下的设备需求和效率，帮助管理者优化设备调度策略，确保每一台设备都被合理安排至最需要的位置和时间，根据设备效率与现场需求，灵活调配资源，进一步提升整体作业的协同效率与响应速度。
2.2.2能耗监控，遏制能耗浪费
据统计，目前大型矿山的电力消耗占铁矿山能源消耗的74-80％，降低电耗是降低矿山能耗的主要工作。在此背景下，矿山能耗的数字化管理成为了提升能源使用效率的关键途径。
矿山数字系统不仅能够实时监控并展示矿山内部电力、燃料、水资源等各项能源的消耗动态，为管理者提供了一个直观的能源使用概览，还能够基于这些实时数据，深度挖掘能源使用的内在规律。
通过对历史和实时能耗数据的趋势分析，系统能够敏锐捕捉到任何非正常的能耗增长趋势，比如某条主要运输带的电机在特定时间段能耗异常偏高，而此时的矿石运输量并未显著增加，这可能意味着电机或传动系统存在效率问题。据此，大屏会自动推送优化建议，比如建议对该电机进行维护检查，或者调整运输带的运行时间表以避开高峰电价时段，遏制能耗的无谓增长。
2.3安全与环境维护
2.3.1边坡监测，排除滑坡险情
随着露天矿山开采深度的增加，其边坡高度也在加大，滑坡等失稳现象逐年增多。根据我国大中型露天矿山的不完全统计，不稳定边坡或具有潜在滑坡危险的边坡，占矿山边坡总量的15%~20%左右，个别矿山高达30%。
以往，边坡巡检主要依赖人工定期攀爬检查，工作人员通过目测和简易工具测量边坡的裂缝宽度、位移迹象等，不仅效率低下，且存在较高安全风险。尤其在雨季或极端天气后，滑坡风险骤增，人工监测的滞后性往往无法及时捕捉到边坡微小而关键的变化，导致险情不能被尽早干预。
系统集成的边坡监测功能，能够实时接收并展示布置于边坡各关键位置的传感器数据，包括微小位移变化、倾斜角度、土壤应力分布等关键参数，这样管理人员可以通过大屏观察边坡的实时情况，及时发现异常情况并采取措施。同时，系统通过高清监控摄像头，可以获取边坡现场的实时视频图像，任何裂缝扩展、滑动预兆都难逃“电子眼”的监控。
2.3.2电子围栏，守护人员安全
在安全生产的严峻考验下，任何细微的疏漏都可能演变成不可承受之重。为构筑坚不可摧的安全防线，系统集成了精准人员定位系统、红外感应技术与先进的机器视觉识别技术，形成了一套全方位、多层次的人员安全保障体系。
通过智能电子围栏的部署，系统能够实时监测作业人员动向，一旦有人超出矿界范围时，立即触发声光报警，并在必要时联动控制设备自动停机，从源头上切断事故发生的链条，确保“零伤害”目标的实现。
此外，系统对每位工人的位置与生理参数进行持续追踪，利用穿戴式设备监测心率、体温等健康指标，并结合环境监测数据，对工人跌倒、中毒、窒息等紧急状况作出即时反应，为挽救生命争取宝贵每一秒，全方位守护矿山作业人员的生命安全。
2.3.3尾矿监测，杜绝溃坝隐患
据统计，国内大中型矿山尾矿库约有1500多座，总尾矿库数量超过1000座，曾发生过多起重、特大事故。消除和控制尾矿库潜在的危险因素，是尾矿库安全管理的重大责任。以科技赋能安全管理，预防并控制潜在风险成为各大矿山的选择。
智慧矿山系统集成了多种高新技术，对尾矿库实施全天候、多维度监控。例如，通过安装雨量监测器，系统能够实时收集降雨数据，预测极端降雨；同时，干滩监测功能利用传感器持续监控干滩的状态，避免因干滩过窄而增加的溃坝风险；浸润线监测则可以严密跟踪坝体内浸润线的动态，确保水分不会过度上升，对坝体结构构成威胁。
2.3.4污染防治，建设绿色矿山
矿山作业通常伴随着大量的粉尘、废水和废气排放，智慧矿山建设通过精确的监控和管理，可以有效减少环境污染，推动矿业行业的绿色发展。集成的环境监测数据不仅用于即时反应，还支持长期趋势分析，帮助矿山企业实施有效的污染防控措施。通过预测模型，提前干预潜在的环境风险，如粉尘排放超标、水土流失，确保矿山运营符合环保标准，促进绿色矿山建设。
三、价值总结
人员精简与效率提升：智慧矿山通过优化作业流程与自动化技术的应用，大幅度减少井下作业人员数量，尤其是高危区域的人力配置，显著降低了安全风险，实现了从人员配置到作业效益的根本性提升。
安全保障体系革新：人员与车辆配备精准定位系统，不仅提升了日常管理和应急响应的精确度，更全面增强了对水害、火灾、瓦斯泄漏、顶板垮塌、粉尘爆炸等多维度安全风险的防控能力，为矿工构筑起一道坚固的生命安全防线。
智慧矿山数字化转型，超越了单纯技术革新的范畴，它更是一种深刻的思维模式转变，代表着对传统生产运营模式的重塑与超越。对于矿山行业而言，跨越数字化转型的门槛，无疑将解锁前所未有的发展潜力，未来的征途一定是星辰大海。