
近日,在2026中国黄金产业发展大会现场,中国矿业大学(北京)机械与电气工程学院郭一楠教授接受了《中国黄金报》专访,围绕金属矿山智能化建设差距、老矿山改造路径、装备自主分级、AI大模型矿山应用等行业热点,分享了矿山智能装备自主决策与自主控制领域的研究思考。
发展存在现实差距郭一楠表示,随着我国矿产开发不断向深部延伸,深部开采已经成为矿山行业常态,战略性矿产对外依存度居高不下,“十五五”规划也对矿山少人化、无人化作业提出明确目标。但对比煤矿,黄金等金属非金属矿山的智能化整体推进节奏明显滞后。据了解,国内煤矿智能化建设自2020年起由八部委联合督办,配套出台建设指南,各省设置硬性考核标准,从底层通信、数据采集到核心生产环节实现系统性布局。而金属非金属矿山的智能化建设指导文件直到2025年12月才正式发布,政策引导存在时间差。
“两者面临的灾害风险等级也完全不同。”郭一楠介绍,煤矿深部开采面临瓦斯突出、冲击地压、水害等致命灾害,“少人则安、减人增安”是生存层面的刚性需求,倒逼智能化加速落地。黄金矿山虽然同样存在深部地压、围岩破碎等难题,但没有瓦斯这类致命灾害,生产工艺场景与煤矿差异较大,缺少强制性安全改造压力,企业智能化改造内生动力不足。
与此同时,黄金矿山工况更加复杂,地下、露天开采模式并存,新建矿山与服役多年的老矿山大量共存,装备水平参差不齐,也给整体智能化推进带来现实阻碍。郭一楠指出,矿山智能化不能简单照搬煤矿现成方案,需要结合黄金矿山矿体多变、巷道条件复杂的特点开展技术适配。
老矿山要走差异化改造之路
存量老矿山是我国黄金产业的基本盘,不少矿山设备老化,企业资金压力较大,很难一次性全套采购全新智能装备。在郭一楠看来,老矿山智能化不能追求大拆大建,应当坚持“老设备用老办法,新设备用新办法”的务实路径。
“对老旧设备做智能化改造,难度甚至高于直接制造新智能装备,好比给身体老化的设备‘病体延寿’。”郭一楠表示,国内已有将传统矿卡改造为无人驾驶车辆的工程实践。改造并非替换全部硬件,而是通过加装感知单元、智能调度系统与预测性维护模块,优化设备运行作业规划,减少设备故障停机,降低大修频次,以此提升原有设备利用率、延长服役周期。
据了解,老矿山改造的重点不在于一步实现全自主无人,优先解决安全、效率痛点;新建矿山则可以在工程设计阶段就成套配套智能采掘、运输、锚护装备,从源头打通智能化软硬件体系。
郭一楠强调,矿山智能化转型,硬件升级只是一部分,人员培训、管理制度、绩效考核体系改革同等重要,很多智能化项目落地不及预期,问题往往不在设备,而在管理体系没有同步迭代。
装备自主化应当循序渐进
当前行业矿山机器人、无人装备热度高涨,但市场上大量设备仅停留在远程遥控层面,距离真正意义上的自主决策尚有不小距离。郭一楠认为,行业亟需建立清晰的装备自动化等级评判体系,将装备划分为遥控操作、半自主作业、全自主无人三个层级,切忌片面追求“全自主”概念,盲目一步到位。
“第一步优先实现远程遥控,把作业人员撤离危险工作面,这是最现实的目标。”郭一楠介绍,以无人驾驶矿卡项目实践为例,项目前期长期保留随车安全员,设备系统稳定运行近一年之后,才撤掉安全员实现真正的无人值守。井下采掘、钻锚支护装备同样应当遵循该逻辑。
先把遥控模式跑通跑稳,让操作人员适应远程作业流程,完成人员培训与管理制度重构;在此基础上过渡到半自主作业,保留人工应急干预通道;条件全部成熟,再向全自主无人运行迈进。
郭一楠建议,矿山企业开展装备选型考核,不能只看重硬件参数指标,还应当把复杂工况稳定性、故障容错能力、人机协同机制、配套管理方案纳入综合评估。
矿山AI大模型要稳慎前行
面向未来3~5年,人工智能大模型加速向矿业领域渗透,为采掘、运输装备自主决策带来新的想象空间。郭一楠表示,矿山行业不宜直接套用通用大模型,要深耕矿山垂类行业大模型,立足矿山知识库、现场实时数据构建行业专属能力。
“通用大模型很容易出现‘AI幻觉’,输出错误判断,根源就是矿山行业高质量样本、专业知识库储备不足。”郭一楠解释,矿山垂类大模型必须配套完善反馈纠错机制,持续修正模型输出,保障生产决策可靠。
在技术机遇之外,矿山大模型同样暗藏风险。郭一楠提醒,矿山地质、生产数据大多属于涉密关键数据,事关国家资源安全,数据原则上不能流出矿区,要践行“数据不出矿”,积极探索本地化部署、数据脱敏、联邦学习等安全技术路径。同时大模型面向一线矿工、管理人员输出内容,还要守住伦理管控底线。
“目前矿山大模型整体还处在科研探索阶段,距离大规模工业落地还有很长的路要走,行业应当保持严谨理性,切忌盲目炒作概念。”郭一楠说道。
专访的最后,郭一楠表示,数字孪生、知识图谱、多能流耦合建模是实现装备真正自主决策的底层技术。对于黄金深部矿山,掘进、支护、锚护工序失衡是普遍痛点,通过钻锚装备自适应控制、锚护网络多目标优化等技术,可以有效改善深部巷道作业效率,保障井下本质安全,这也是接下来科研与产业协同发力的重要方向。