智能礦山系統產品需求持續增長賦能我國煤礦數字化轉型

隨著 5G、AI、大數據、雲計算等新一代信息技術在礦山領域的逐步深入應用，更多礦山場景將步入智能化階段，最終實現礦山全面智能化。

2、智能礦山行業發展態勢

根據中國工程院院士葛世榮對煤礦智能化發展形態的定義，未來的煤礦智能化發展形態不僅是煤炭生產環節的智能化，還包括煤礦地質勘探、礦井設計建造、廢棄礦井綜合利用等礦井全生命周期管控智能化以及煤礦「產、運、銷、儲、用」全流程調控的智能系統化。為實現上述目標，智能礦山的未來發展離不開工業網際網路、作業系統和數字孿生的強力支撐。其中，煤礦工業網際網路作為煤礦智能化系統的神經，是智能煤礦信息交互的關鍵基礎；煤礦泛在互聯作業系統作為煤礦智能化系統的中樞，為各種具體的行業應用提供生態支撐；煤礦數字孿生系統作為煤礦智能化系統的大腦，是以工業網際網路為基礎，在泛在互聯作業系統平台上構建的煤炭「產、運、銷、儲、用」全流程系統，是實現礦山井下作業少人化、無人化目標的重要技術手段。

目前，除了工業網際網路在各大礦山中的加速構建（如越來越多的礦山實現井下 5G 虛擬專網部署，為工業網際網路提供信息通信基礎底座支持）以及礦鴻系統的推出與不斷普及，礦山數字孿生系統建設將是未來新一代信息技術與礦山行業深度融合的重點突破方向。

礦山數字孿生系統以數字化方式創建礦山物理實體的虛擬模型，以數字映射的工作面逼真地模擬實際井下作業狀況，並通過虛實交互反饋、數據融合分析、決策疊代優化等手段提供高效智能的操作服務，實現井下生產過程的可視可控。系統集成了採集感知、控制執行、數據模型管理、數字線程等多學科技術，其構建可分為四個步驟：首先，實現針對單一設備的離散數字孿生，著重於數字孿生模型構建、虛實仿真交互、裝備全生命周期管控等；第二，實現針對礦山子系統（如一個採煤或掘進工作面）的復合數字孿生，著重於多裝備間的協同作業、裝備與環境間的相互作用等；第三，實現面向開採流程的全礦山數字孿生，通過數據實時交互、虛擬仿真反饋、大數據分析決策實現安全高效的開採開發；第四，實現「產、運、銷、儲、用」全流程數字孿生，從而達到全要素、全流程、全鏈條集成融合與價值共生的目的。

綜上，智能礦山行業將持續以工業網際網路、作業系統和數字孿生等領域為重要抓手，進一步向多學科、高技術方向邁進。

3、智能礦山行業面臨的主要機遇

（1）國家政策大力支持行業發展

近年來為促進智能礦山的大力發展，政府部門先後出台了一系列鼓勵政策。2020 年，國家發改委、國家能源局等八部委發布了《關於加快煤礦智能化發展的指導意見》，明確提出煤礦智能化是煤炭工業高質量發展的核心技術支撐，為煤礦智能化發展奠定了有力的政策基礎。2021 年，國家能源局、國家礦山安監局發布了《煤礦智能化建設指南（2021 年版）》，該指南在前述指導意見的基礎上制定了更為細緻的智能化煤礦建設方針，提出了煤礦智能化的總體設計，明確了煤礦智能化的建設內容。此外，智能礦山建設還被列入我國「十四五」規劃中：《「十四五」能源領域科技創新規劃》《「十四五」信息化和工業化深度融合發展規劃》《「十四五」現代能源體系規劃》《「十四五」國家安全生產規劃》等相關文件均提出加快我國煤礦數字化、智能化建設。

國家政府出台的相關產業鼓勵政策不僅對智能礦山產業的發展方向做出指引，同時也為行業發展提供良好的政策發展環境。

（2）新一代信息技術發展迅速，高效助力行業發展

隨著工業網際網路等新一代信息技術的迅速發展，智能礦山成為了其典型的垂直行業應用，煤礦智能化即要求將 5G、工業網際網路、人工智慧等新一代信息技術與現代煤炭開發技術進行深度融合。與此同時，工業軟體在礦山工業網際網路體系下將得到更為廣泛地引用，進一步提高智能礦山設備利用率以及礦山採掘質量和效率，從而提升礦山綜合運營管理水平。上述技術的快速發展將大力賦能礦山智能化生產、安全保障、經營管理等多系統的建設，助力構建實時、透明的采、掘、機、運、通、洗選等數據鏈條，實現產運銷業務協同、決策管控、一體化運營等智能化應用，提升礦山智能化水平。

（3）行業下游市場空間廣闊

根據《關於加快煤礦智能化發展的指導意見》中提出的主要目標，到 2035年，我國各類煤礦基本實現智能化，構建多產業鏈、多系統集成的煤礦智能化系統，建成智能感知、智能決策、自動執行的煤礦智能化體系。

公開數據顯示，已有生產型礦井單礦智能化改造升級費用約為 1.49-2.63 億元人民幣，新建型礦井單礦改造費用約為 1.95-3.85 億元人民幣。根按礦井類型分類後測算出的智能煤礦的整體市場空間將超一萬億元人民幣。考慮到我國仍有超萬座非煤礦山的存量規模及配套智能化改造需求，智能礦山行業未來的市場空間更為巨大。

4、智能礦山市場主要主體參與情況

智能礦山行業下游的各大能源集團積極響應國家政策號召，加快礦山智能化建設步伐。以國家能源集團、晉能控股、陝煤集團等國內領先的大型能源集團為例：

國家能源集團發布了《國家能源集團煤礦智能化建設指南（2022 版）》《國家能源集團煤礦智能化建設驗收評級及獎勵辦法（試行）》等文件，並提出以數字化轉型賦能集團公司高質量發展，加快構建智能生產、智慧管理、智慧運營體系，全方位推進智能礦山建設。

晉能控股按照「資源開採數字化、技術裝備智能化、生產過程可視化、信息傳輸網絡化、管理決策科學化」的智能化建設模式，建成了塔山、同忻、麻家梁等一批 5G+智能礦山。2023 年，晉能控股出台了煤礦智能化建設實施方案，要求做好煤礦智能化方案設計、推進信息網絡平台建設、提升礦井安全保障能力、推進採掘工作面減人提效、主要生產系統智能化建設應推盡推、積極拓展智能化場景應用，目標到 2025 年智能化煤礦占比達 70%。

陝煤集團以「生產智能化、管理精細化、運營標準化、決策科學化」的「智慧陝煤」為發展目標，著力打造智能礦井和智慧礦區，並已建成多座全國智能化示範礦井，實現了採煤、掘進、輔助、機器人、監測監控等多個方面的智能化改造。此外，陝煤集團和西安交通大學聯合組建「5G+工業網際網路研究院」，探索5G 技術群與能源產業的融合應用，打造我國西部地區能源 5G+工業網際網路公共服務平台。

與此同時，為更好地賦能我國礦山智能化建設，通信行業內知名企業亦積極投入智能礦山行業。2021 年 4 月，華為作為業內領先的 ICT 企業成立了「煤礦軍團」，致力於構建統一礦山工業網際網路架構，賦能煤礦數字化轉型升級；2023年 3 月，山西省政府與華為簽署了推進數字經濟發展戰略合作協議，重點推動煤炭工業網際網路和智能礦山建設。此外，各大運營商亦在智能礦山行業積極布局。2022 年 5 月，中國移動和中國聯通相繼成立「礦山軍團」，依託運營商在 5G 網絡建設等方面的經驗優勢，持續推動 5G+智能礦山建設。

目前我國礦山智能化建設仍處於初級階段，但在智能礦山行業各大企業的積極參與下，我國礦山智能化建設進展顯著。根據中國信息通信研究院數據，截至2022 年底，5G 網絡已應用在國內 201 家採礦企業；根據國家礦山安監局數據，2020 至 2022 年間國內礦山智能化採掘工作面數量由 494 個增至 1019 個，覆蓋國內各大能源集團，智能化轉型升級勢頭迅猛。

5、智能礦山行業面臨的主要挑戰

（1）統一的標準尚未建立

由於目前處於智能礦山建設的初級階段，相關標準體系建設尚未完善，導致現有的標準體系通常以不同維度進行構建，在覆蓋範圍、分級分類、重點內容、規範細則等方面存在不統一的問題。此外，隨著新一代信息技術逐步應用於智能礦山領域，協議「七國八制」的問題日益凸顯，設備供應商之間的接口和協議標準仍未完全打通，設備之間的協同與互通還未大規模實現。因此，智能礦山標準體系建設仍需依託一個行業標準體系實施團隊進行總體規劃和體系的頂層設計，制定和實施統一標準，從而實現智能礦山的標準統一。

（2）相關技術瓶頸仍待突破

目前，針對智能礦山基礎理論以及 5G、工業網際網路、人工智慧、雲計算等新興技術的應用研究較為薄弱，多項技術瓶頸仍待突破。例如，礦山複雜環境的精準探測、高精度地質建模、衝擊地壓智能監測與防治等基礎理論研究尚未成熟；煤礦井下環境的複雜性導致井下高精度傳感、充電等技術仍存在短板；部分高精度、高功率、高集成的智能化設備的本安或防爆處理難度高；傳感器的精度和可靠性問題導致自動控制系統穩定運行難度大，難以在複雜煤層條件下實現自適應運行；大數據、區塊鏈等技術未得到有效應用，知識交叉及數據融合不足。因此，隨著智能礦山建設的不斷推進，新興技術的融合運用將成為行業發展的關鍵。

（3）專業人才較為缺乏

智能礦山行業為技術密集性行業，且隨著 5G、工業網際網路、人工智慧等新一代信息技術的興起以及與智能礦山建設的進一步融合，該行業對具有跨學科背景的高端復合型人才需求量顯著增加。此外，由於礦山應用場景複雜，專業化程度高，智能礦山建設過程中對具備礦山背景以及煤炭開採相關專業知識的人才需求亦明顯增大。但由於行業發展速度較快且人才培養周期較長，高端、專業復合型人才的需求缺口仍然較大，未來一段時間內專業人才匱乏將是行業面臨的挑戰之一。

上述機遇與風險在報告期內未發生明顯變化，隨著未來智能礦山行業的進一步發展，上述風險將逐步趨於緩和。

6、智能礦山行業主要壁壘構成

（1）資質壁壘

進入礦山等下遊行業的各類產品通常需取得多種資質證書認可，如安標證、防爆證、3C 認證、電信設備進網許可證等。上述證書的獲取需經過嚴格的審查流程，包括技術審核、產品檢驗、現場評審等，這對業內企業的研發設計能力、生產工藝水平、產品認證體系建設等方面提出了較高要求。因此，智能礦山行業的資質壁壘較為突出。

（2）人才壁壘

智能礦山行業涉及通信、電子、電氣等多種學科技術，且由於礦山井下環境複雜，該行業的技術人員通常不僅需具備復合學科背景，還需要對礦山生產作業有著深刻認識，這對行業人才的學術背景、知識儲備、經驗積累有著較高要求。

此外，行業內管理人員需要具有突出的洞察力和戰略規劃能力，以應對智能礦山行業快速發展的態勢。上述人才均需要長時間的培養和鍛鍊，因此智能礦山行業存在較高的人才壁壘。

（3）技術壁壘

隨著我國礦山智能化建設的加速，智能礦山系統將持續依託 5G、工業網際網路、人工智慧等新一代信息技術賦能礦山數字化轉型，這對業內企業的研發技術水平提出了較高要求。智能礦山行業的企業需具備較強的研發實力，不斷推出新一代產品以滿足快速發展的智能礦山建設。因此，行業的技術壁壘將愈發突出。

（4）行業經驗壁壘

由於智能礦山系統產品主要應用於煤礦等各類礦山，其應用場景較為特殊，因此立足於智能礦山行業要求企業充分理解礦山井下的特殊環境，具備對礦山作業中各類細分場景的深度認知，持續積累礦山領域項目建設經驗，並熟練運用防爆等技術滿足礦山複雜環境對產品性能的特殊要求。因此，智能礦山行業具有較高的行業經驗壁壘。

（5）客戶壁壘

由於智能礦山系統對保障煤炭日常生產作業安全有著重要作用，行業下游的煤炭企業對智能礦山系統及綜合解決方案的供應穩定性有著較強要求，一旦供應商的某類系統產品在下遊客戶處實現了穩定、高效運作，後續針對該系統的擴容以及備件補套需求亦會偏好原系統供應商，從而使下游煤炭行業與上游智能礦山系統及綜合解決方案供應商之間形成了穩定的業務合作關係。因此，智能礦山行業內通過客戶認可及持續服務能力檢驗的供應商與下遊客戶間具有較為明顯的合作粘性，這對新進入智能礦山行業的企業構成了客戶壁壘。

更多行業資料請參考普華有策諮詢《2023-2029年智能礦山行業細分市場調研及投資前景預測報告》，同時普華有策諮詢還提供產業研究報告、產業鏈諮詢、項目可行性報告、十四五規劃、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、IPO募投可研、IPO工作底稿諮詢等服務。