矿山数字化建设现状与行业挑战

国家层面高度重视矿山数字化转型，中共中央办公厅、国务院办公厅推动矿山安全从事后处置向事前预防转型，加强多灾种监测与风险预警；国家矿山安监局更是明确2026年实现矿山环境智能感知、多系统联动与灾害预警的目标，政策层面为矿山数字化建设划定了明确方向。但在实际落地过程中，矿山企业仍面临多重痛点与挑战，具体体现在四大方面：

• 安全风险与环境挑战突出：矿井事故风险高，顶板垮塌、中毒窒息等突发风险频发，传统固定监控因作业面移动存在盲区，动态风险捕捉能力不足，预警滞后；现场环境参数监测覆盖不全，数据碎片化，应急响应信息落后、存在断层，调度效率低下。

• 工艺协同与流程管理困难：矿山工艺复杂，采掘机运通五大系统高度耦合，多工序协同难度大，工艺呈现黑盒化特征；传统二维图纸和分散系统无法直观反映工序间动态逻辑关联，全流程效率难以统筹优化，设备协同度低，存在盲开瓶颈。

• 数据孤岛与管理效率低下：各子系统数据无法联动，形成数据孤岛，决策缺乏综合数据支撑，易出现决策偏差；日常管理操作琐碎，系统界面对矿山工作人员不友好，应急调度数据调取慢、响应滞后，指挥中心难以快速掌握全面信息，延误应急指令下达与救援行动。

• 成本压力与技术门槛较高：传统数字孪生项目开发周期长、运维成本高，数据打通难度大；模型更新依赖专业团队手工操作，后期技术迭代也需要专业IT人员支撑，而矿山企业自身专业IT人才储备不足，难以承接系统的维护与更新工作，同时员工对复杂系统操作熟练度低，需长期培训。

矿山实景数字孪生实时监管平台整体架构

针对矿山行业的痛点，本解决方案构建了四层架构的矿山实景数字孪生实时监管平台，从基础网络到数据采集，再到平台搭建与场景应用，形成全链路、一体化的数字化解决方案，实现矿山数据的统一管理、场景的可视化呈现与业务的智能化应用。

• 网络层：作为平台基础，依托矿山内的无线网络、自有工业网、切片环网等网络设施，为整个平台的数传与交互提供稳定的网络支撑。

• 数据层：核心为全维度数据采集与标准化处理，一方面采集地勘、巷道、地表、设备设施等建模数据，通过自动化建模+手工处理结合的方式构建基础模型；另一方面对接采掘、提升、通风、充填等全流程设备的DCS、PLC等自控系统，同时集成人员定位、供水、自救、矿车车联网等系统数据，汇聚至轻量化数据管理平台。该平台完成数据告警、指标运算，打造数据标准，为上层应用输出规范化数据。

• 平台层：由轻量化数据管理平台与EasyV数字孪生平台组成，依托2D、3D场景编辑器、高性能即时引擎、2D3D资产组件库，结合各类算法与知识库，完成平台的整体构建，为上层业务场景应用提供技术与数据支撑。

• 应用层：围绕矿山核心业务提炼六大核心应用场景，打造“六张图”——资源一张图、综采一张图、选厂一张图、设备管理一张图、安环一张图、能源管理一张图，实现矿山生产全流程的可视化、智能化管理。

解决方案核心亮点：高效建模与数据融合

本解决方案在模型数据采集与构建环节实现了技术突破，相较传统手工建模方式，借助AI技术与智能化采集设备，实现了矿山模型的快速构建、精准映射与动态更新，核心优势体现在三方面：

• 多设备协同，快速采集建模：针对地下巷道、地上厂房，通过手持设备采集点云数据构建3D高斯实景模型；井下复杂环境通过机器狗搭载采集设备实现数据快速采集；露天矿通过无人机航拍（保证70%-80%照片重叠率）构建Mesh模型，同时利用防撞无人机构建空区Mesh模型，并通过Blender软件对矿区车辆、设备等模型做二次处理，实现空地融合建模，效率远高于传统方式。

• 虚实精准映射，数据实时联动：建模数据为现场实时扫描采集，小到管道走向，大到设备尺寸、作业面，均与物理场景无偏差；同时在三维模型上叠加各类实时数据，实现场景可视、数据可查、异常可预警，解决传统数据与场景脱节的问题。

• 动态适配场景，低成本易维护：针对井下作业面推进、露天矿场景变化的特点，通过机器狗、无人机定期重新扫描采集数据，实现模型的动态更新，无需专业团队手工操作，维护更新成本低、技术门槛低，矿山工作人员易上手。

整体而言，该方案有效解决了行业内三维建模效率低、数据采集难、技术落地成本高的问题，核心定位为构建地上+地下全场景三维实时模型，未来将打造四维数字孪生系统，以低成本高效实现矿山生产全流程可视化，提升安全生产、调度指挥、决策支持的数字化与智能化水平。

平台核心功能：六大场景“一张图”管理

平台以“简单、实用、一致”为核心原则，围绕矿山核心业务打造六大“一张图”应用场景，覆盖资源管理、生产采掘、选矿加工、设备运维、安全环保、能源调度全流程，实现各业务环节的可视化、精细化、智能化管理。

资源一张图：实现资源储量的可视化与动态管控

传统矿山资源储量管理存在空间分布不清、数据更新滞后、决策缺乏直观支撑的问题，储量数据依赖人工汇总，与采掘进度脱节。资源一张图通过三维建模技术，实现露天矿、地下矿资源储量的可视化管理：露天矿构建采矿工程三维模型并叠加三维地质属性，地下矿通过实景三维扫描还原矿区并叠加地质属性，完成资源储量统计。

该功能实现三大提升：

一是直观展示储量空间分布，实现从“看报表”到“看三维空间”的转变；

二是储量数据随采集进度近实时动态更新，将传统周期汇总的管理模式升级为近实时掌控，提升管理响应速度；

三是统一储量数据口径与管理方式，形成规范可追溯的总储量管理体系，夯实矿山数字化基础，为资源开采决策提供精准支撑。

综采一张图：实现采矿现场的全景可视与高效调度

采矿现场存在态势不清、信息分散、作业状态不可视、风险感知滞后的问题，采场信息分散在不同图纸与系统，设备、人员、作业进度依赖人工汇报，边坡、空区等风险点缺乏统一可视化呈现。综采一张图通过数字化手段实现采矿态势一图呈现：露天矿通过无人机实时采集还原现场态势，井工矿通过机器狗、手持设备动态三维扫描，实时反映采掘进度，同时整合车联网、人员定位数据，实现车辆可视化调度与人员精准定位。

该功能让采矿工程结构、作业进度、设备与人员作业态势全景可视，管理人员可快速形成现场整体认知；减少多系统切换与人工确认，提升调度响应及时性；对关键风险要素进行可视化标志与态势展示，推动安全管理从事后处置向事中感知转型，大幅提升调度效率与安全管控能力。

选厂一张图：实现选矿流程的全局掌控与稳定运行

选矿流程工况复杂、环节分散，传统方式依赖报表与经验，工序衔接不直观，关键工段状态不透明，异常情况难发现、难定位，影响选厂整体运行稳定性。选厂一张图将破碎、磨矿、浓缩脱水等全流程工序集成在一张图上，支持快速跳转至各工况环节，实时查看工序进展，同时围绕设备设置预警告警机制，实现选矿流程的全局可视化。

管理人员可通过该功能快速掌握各工段衔接关系与整体运行态势，关键工段运行状态实时呈现，异常工况可在流程层面及时感知与定位并快速处理；推动选矿运行管理从事后分析向过程感知转型，提升选矿流程的运行稳定性与管理响应能力。

设备管理一张图：实现设备全生命周期的精细化运维

矿山设备数量多、类型杂，传统设备管理存在信息分散、状态不可视、异常发现滞后的问题，设备安装、运行、检修、改造信息分散在不同系统，运行状态、检修记录以文本形式存在，难以实时感知设备状态变化，异常情况多在定期统计中发现，无法支撑快速的检修与调整计划。设备管理一张图打造设备全生命周期管理视图，整合设备从安装到运行的全维度信息，包括历史维修次数、故障原因、最近检修时间等。

安环一张图：实现安全环保风险的提前感知与精准防控

矿山安全环保要素分散，边坡、采空区、尾矿库等风险点缺乏统一空间视图，安全与环境监测数据以列表、报表形式呈现，无法结合空间位置做综合判断，应急响应依赖人工，风险处置滞后。安环一张图在数字孪生实景三维场景中，将安全监测、环境监测数据直观叠加至对应空间位置，实现数据与场景的深度融合。

能源调度一张图：实现矿山能耗的智能监测与节能降耗

矿山能源管理存在设备低效运行、感知体系碎片化、能耗数据采集覆盖率不足、智能化应用率低的问题，能耗数据仅做记录未实现实时分析与动态控制，数据采集与设备控制脱节。能源调度一张图打造矿山能源实时在线管理平台，针对矿山设备开展能耗监测、分析与跟踪，对不同设备用能做对标管理，为大型设施设置能效指标，并输出节能评估建议。

平台结合终端设施实时数据采集，记录并分析矿山生产设备能耗数据，形成能耗调控底层数据库与决策支撑；基于能耗实时监测与矿山峰谷平电量用能需求，动态调控各系统、设备负荷，实现能效提升15%以上；通过用能分析、能效调控、能耗监测，实现矿山用能对标管控，推动矿山生产能耗降低10%以上，完成节能降耗的核心目标。

项目落地案例

本方案已完成井工矿与露天矿的实际项目落地，通过实景数字孪生技术实现了矿山全流程的数字化管控，落地效果显著。

井工矿案例

通过无人机+机器狗+手持设备实现空地融合建模，还原矿井采掘段、各工段的实时状态，集成人员定位、车联网数据，在三维场景中可实时查看人员、车辆、各作业面动态。点击人员信息可查看其位置、班组、身体状况、告警记录、所在工段及历史轨迹；针对矿卡车、运输车、喷浆机等设备，实时监控位置与运行状态；同时实现选矿、充填环节的设备实时感知，通过第一人称视角在三维场景中漫游，选中设备即可查看其实时运行数据，实现井工矿的全景化、精细化管理。

露天矿案例

结 语

袋鼠云深耕数字化转型领域，在矿山行业服务了大量客户，业务覆盖多个行业与省级区域，成为矿企数字化转型的优质选择。本次推出的矿山实景数字孪生实时监管平台解决方案，通过四层架构、六大“一张图”场景，结合高效的建模与数据融合技术，直击矿山行业数字化建设的痛点，以低成本、高适配、易维护的特点，实现矿山生产全流程的可视化、智能化管理，助力矿企达成安全生产与业务提效的核心目标。

后续袋鼠云将持续推出能源矿产行业数字化转型专场分享，下一期将带来火电篇——火电企业数据中台建设及经营决策分析实战，由数据治理咨询专家叶斯主讲。