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矿山变“聪明”,碳排放变少,一场关于黑色资源的绿色革命正在发生
在湖南桃源县,白岩矿区建筑石料用灰岩矿项目刚刚正式投产。这里看不到传统矿山尘土飞扬的景象,矿用卡车自动穿梭,却不见驾驶员的身影。
在海南定安县,大岭花岗岩矿区的矿车司机正坐在中控室里,轻点鼠标就能遥控数公里外的无人矿卡。
在陕西黄陵,矿工们西装革履地坐在办公室里,远程操控着500米深的井下采煤机。
这些场景不是科幻电影,而是当下中国智慧矿山的日常。更重要的是,这场智能化革命正悄然推动着矿业领域的节能降碳进程。
无人化:不只是为了少用人
走进中煤大海则煤矿的调度指挥中心,一面高4米、长20米的巨型智慧大屏上,井下生产数据实时跳动,整个矿井的运行状态一目了然。工作人员轻点一键,就能远程控制630米井下的采煤机自主割煤、液压支架自动跟进。
“一个采煤工作面仅需5人即可完成全流程作业,与传统模式相比,生产效率提升35%。”中煤大海则煤矿党委书记、董事长王金国介绍道。
而在海南定安县大岭花岗岩矿项目现场,9台无人驾驶新能源矿卡往来穿梭。这些核载70吨的“大家伙”身上安装了激光雷达、摄像头、毫米波雷达等多种高精度传感器,通过5G网络与中控室的“云端大脑”实时连接,实现厘米级高精度定位。
无人化带来的是实实在在的节能效果。这些新能源电动矿卡较传统燃油矿卡,每台车每年可减少柴油消耗约40吨、减少二氧化碳排放约110吨。项目直接减少作业人员50%以上,矿山生产效率提升30%以上。
在内蒙古伊敏露天煤矿,中国华能与徐工集团联合打造的全球首批百台纯绿电、真无人矿卡已成为行业标杆。这些无驾驶室的电动宽体车搭载L4级自动驾驶系统,可在零下40℃环境中无衰减工作,6分钟完成智能换电,车队效率达有人驾驶的120%以上,年减排二氧化碳超4.8万吨。
电能替代:从源头减碳
传统矿山是名副其实的“油老虎”,而现在,一场电能替代革命正在矿山行业悄然展开。
句容台泥水泥有限公司的矿山基地曾经也被贴上“高污染、高能耗”的标签。2022年底,这里率先引入14台无人驾驶纯电动矿车,构建起“爆破-开采-运输”全流程数字化作业体系。
这批电动矿车年运输石灰石473万吨,总耗电量仅146万千瓦时。与燃油矿卡相比,年减少柴油消耗近800吨、降低二氧化碳排放超1800吨,相当于15万棵树的年吸碳量。曾经伴随矿山的“黑烟与噪声”,如今彻底成为历史。
但这还不够。2023年,句容台泥又建设了1200平方米分布式光伏电站,年发电量110万千瓦时,减排二氧化碳约1000吨。2024年,企业再度投资1.2亿元升级粉磨系统,采用辊压机替代传统立磨,单台原料磨年节电140万度,全厂年节电量超2400万度,颗粒物排放浓度降至原来的十分之一。
海南定安大岭矿山则创新采用 “源网荷储”一体化模式,通过分布式光伏与矿山工业场地的空间适配设计,结合小型风力发电补充间歇性能源,搭配电化学储能系统平抑出力波动。这一系统可年均发电约405万度,减少二氧化碳排放3260吨/年,可再生能源占比提升至30%以上。
循环经济:变废为宝的智慧
矿山开采过程中产生的煤矸石、矿井水、粉煤灰等“废物”,在智慧的循环经济体系里,正变成宝贵的资源。
黄陵矿业公司在这方面走出了一条创新之路。他们将煤炭洗选过程中产生的煤矸石、煤泥、中煤运到配套的煤矸石电厂进行发电;针对电厂排出的粉煤灰、炉渣,将其作为砖厂、水泥厂的原料。
在二号煤矿,他们试点实施采空区原矸充填技术,在其他3对矿井实施巷式充填,进一步提高煤矸石综合利用率,将固废 “吃干榨净” 。
更令人称奇的是瓦斯的利用。在一号煤矿、二号煤矿,他们分别建成18400千瓦和16000千瓦装机容量的瓦斯发电机组,每年消耗瓦斯7150万立方米,发电1.48亿度,实现矿区瓦斯“净零排放”。
在井下和地面建立的两级矿井水处理站,将疏干水处理后用于井下防尘、地面绿化,变“水害”为“水源”。
中煤大海则煤矿配套建成的矿井水处理站,可将95%的废水深度净化并循环利用。煤矿创新应用的百万吨级煤矸石处理技术,更实现了固体废弃物100%回填利用,走出了一条“产煤不见煤、排矸不堆矸”的绿色矿山建设新路径。如今,矿区周边建成5000余亩生态复垦林,绿化率达到40%以上。
数字化碳管理:让每一克碳都被看见
在智慧矿山里,不仅有实体的节能降碳技术,还有“看不见”的碳管理平台。
海南定安大岭矿山打造了国内首例露天矿山能源双碳平台,建立了覆盖“开采—加工—运输—仓储”全流程的碳排放精细化管控体系。这一平台突破传统核算方法局限,开发动态核算模型,融合实测数据与机器学习算法,实现碳排放因子的实时修正。
通过物联网感知终端采集关键环节能耗数据,结合碳中和智能管控平台的可视化分析,平台能够精准定位运输、破碎等重点排放环节(占比超60%)。该项目还率先发布骨料矿山碳中和标准与实施指南,填补行业空白,为同类企业提供可复制的减排路径,推动碳排放管理从“被动合规”向“主动优化”转型,助力矿山单位产能碳排放强度下降20%以上。
中国煤炭工业协会副会长刘峰指出,煤矿的“数字化、智能化、绿色化”正处于局部协同的起步阶段。未来要形成自主感知,通过智能传感设备实现对人、机、环的多维主动感知,通过泛在连接实现人与人、人与物、物与物的广泛连接,通过数据采集、汇聚与智能分析实现数据驱动决策,最终实现井下与地上共绿、人与自然共生的煤矿新形态。
未来已来,但路还很长
尽管智慧矿山和节能降碳技术取得了显著进展,但挑战依然存在。
紫金矿业集团信息总监董文生坦言:“未来矿山应该是无人、少人、绿色、智能。但AI模型依赖高质量、高密度的数据,矿山环境复杂,传感器稳定性差,数据采集存在缺失、噪声等问题,这为推广应用AI带来了困难。”
中国有色工业协会党委常委、副会长王健也指出:“我国与世界先进水平相比存在一定差距,在智能装备的可靠性、核心算法的精准度、数字安全的保障能力等方面还有待进一步提升。”
他建议,要持续加大科技创新力度,聚焦智能矿山建设的关键核心技术,组织产学研用各方力量进行联合攻关,力争在智能装备、大数据分析、人工智能应用等领域取得更多突破性成果。
宏大爆破工程集团有限责任公司总工程师、俄罗斯工程院外籍院士李萍丰描绘了未来矿山的愿景:“员工坐在办公室,打着领带,摁一个键,资源就从井下或露天岩石中源源不断采集出来、选出来。为国民经济建设服务,我们的员工得有体面。”
结语
从机械化到自动化,再到今天的无人化、智能化,矿山这个古老的行业正经历着前所未有的变革。而这场变革的底色,正是绿色与低碳。
在湖南桃源白岩矿区,项目管理团队始终以绿色发展为导向,实施“边开采、边复绿”生态修复新模式。在海南定安大岭矿山,通过建立资源储量3D模型,精准规划修复区域与开采路径,种植槟榔、橡胶等经济作物4200余棵,植被覆盖率由开采前不足10%提高至85%,实现生态效益与经济效益双赢。
当矿山不再尘土飞扬,当矿工不再面朝黑土背朝天,当每一克碳都被精准计算和管理,我们有理由相信,在智慧矿山的推动下,节能降碳技术将不断突破,为“双碳”目标的实现贡献矿业智慧。



