............ 26 第四章 我国煤矿智能化科技攻关方向与重点任务 ............ 28 （一）信息基础设施向网络综合承载与数据融合应用发展 .... 28 （二）地质保障向精准探测与隐蔽致灾精准防控方向发展 .... 29 （三）掘进系统向数智少人化方向发展 .................... 30 （四）综采智能化向高阶数智开采方向发展 .... 年，工业和信息化部、应急管理部、国家矿山安全监察局等 17 部门 联合发布《“机器人+”应用行动实施方案》，要求推动研制矿山机 器人产品，推进智能采掘、灾害防治、巡检值守、井下救援、智能清 理、无人化运输、地质探测、危险作业等矿山场景应用。2024 年，应 急管理部、工业和信息化部联合印发了《关于加快应急机器人发展的 指导意见》，要求加强煤矿等重点场景安全生产、应急处置机器人研 制与应用，重点研制针 余处。单矿建设方面，形成 了包括采掘机运通、经营管理、井下地面全流程智能化的大型现代化 煤矿智能化建设模式，智能防灾系统优先、其他系统同步建设的灾害 严重煤矿智能化建设模式，以及重实用、求实效的地质条件复杂中小 型煤矿智能化建设模式。矿井群智能化建设方面，神东煤炭集团探索 出矿区整体规划、群矿一体化推进的智能化建设模式。宁夏煤业公司 依托国家能源集团与中国煤炭科工集团煤矿智能化协同创新中心，优

制自动化、安全本质化、管理信息化、业务协同化、知识模型化、 决策智能化的目标进行相应的业务模块应用设计，实现煤矿地质 勘探、巷道掘进、煤炭开采、主辅运输、通风、排水、供液、供 电、安全防控、经营管理等各业务系统的数据融合与智能联动控 制。 2.生产煤矿智能化建设技术路径 生产煤矿应根据矿井的地质条件、建设基础、建设目标制定 科学合理的智能化升级改造方案，可以按照“基础系统高容量—采 5 掘系 中心等升级改造，汇聚生产工艺、环境过程信息等；最后，通过大 数据、人工智能等建立相关业务智能工作流，再进行系统的整体集 成，实现基于智能化综合管控平台的一体化智能协同管控。 3.新建煤矿智能化建设技术路径 根据矿井的地质条件与建设目标，按照“基础系统全兼容—业 务系统全关联—装备系统高可靠—数据应用多场景”的思路，在矿 井设计中对煤矿智能化进行专题设计，按照高起点、高标准、高 水平进行智能化煤矿建设，应涵盖信息基础设施、智能化生产系 能联动控制，井 上下各系统实现“监测、控制、管理”的一体化及智能联动控制。 （2）智能地质保障系统 基于“数据驱动”“数字采矿”的理念，将地质数据与工程数据进 行深度融合，采用地质数据推演、地质数据多元复用、地质数据 智能更新等方法，研究建立实时更新的地质与工程数据高精度融 合模型，实现矿井地质信息的透明化。推广智能采掘工作面的随 采智能探测、随掘智能探测与监测的技术装备，鼓励积极研发应

全球工程前沿 Engineering Fronts 全球工程前沿 2024 的技术，它是计算机视觉和机器学习领域的一个重要分支，应用于精密机器测量、机械手高精度运动定位 与控制、交通建筑变形沉降等地质灾害实时检测、飞船对接、危险环境的机械手自动化作业引导、目标在 空间的高精度定位等。 目前该领域主要技术方向包括：① 算法优化，进一步提升图像特征提取和匹配算法的效率与准确性； ② 多传感器融 175 11.75 2022.1 3 俄罗斯科学院 127 8.53 2021.6 4 中国科技大学 112 7.52 2022.2 5 北京科技大学 103 6.92 2022.0 6 中国地质大学 87 5.84 2021.9 7 东北大学 86 5.78 2021.8 8 昆明理工大学 86 5.78 2022.0 9 江西理工大学 84 5.64 2021.9 10 鲁汶大学 5.1 工程研究前沿 5.1.1 Top 12 工程研究前沿发展态势 能源与矿业工程领域研判的 Top 12 工程研究前沿见表 5.1, 涵盖了能源和电气科学技术与工程、核科学 技术与工程、地质资源科学技术与工程、矿业科学技术与工程 4 个学科。其中，“二氧化碳捕集与原位转 化一体化技术”“高离子传导固态电解质研究”“电力系统运维大模型研究”属于能源和电气科学技术与 工程领域；“紧凑型

检测诊断效率提升 80%。中国海洋石油“海能”人工智能模型 平台接入 DeepSeek 系列模型，通过私有化部署方式面向全集团 提供开放服务，可以辅助构建企业知识库，助力业务系统智能 化，实现复杂地质数据处理，有效提高工作效率。埃克森美孚 应用人工智能模型，可从初始混合物中预测聚合物膜的渗透性 24 能，提升材料分离效率，降低初步分离步骤的能源消耗，实现 新材料研发的快速迭代。 2、通 特阿美公司通过 数字孪生技术与 Open Subsurface Date Universe(OSDU)平台， 构建了井筒模型，涵盖地质层位、钻井路径、井筒结构等关键 要素，完整再现了实际施工中的复杂条件，工作人员可在虚拟 环境中模拟井筒施工的全流程，从地质变化到设备操作，深入 分析每个环节的细节，大幅减少了传统测试中所需的物理资源 和实验成本。 （三）工业互联网驱动的生产运营优化 智能方式可将勘探时间从 9 个月缩短至不到 9 天，使用比常规 更少的地震数据扫描来生成地下图像，加快勘探工作流程，节 26 省高性能计算成本。哈里伯顿通过与 Core Lab 合作，实现地质 数据可视化，在岩样分析过程中，进行切片等处理后，借助 AI 进行分析，将岩样分析所需时间从 90 天缩短至约 1 周，大幅缩 短勘探作业工期，降低作业成本。 2、通过油气产业链各环节共享联动，实现多层次协同优化

维持90%+，出海找矿并购为唯一选择，锂资源度外依存度相对偏低。但我国近年来锂资源量占比持续下降，而随着23年我国新一轮 找矿行动的推进，至2024年我国锂资源资源量占比快速回升至16.5%。但在我们看来：1）我国地质勘探程度较为丰富，海外资源整 体勘探程度较低，USGS数据很难完整体现真实情况。2）我国锂资源主要集中于青海、江西、四川与新疆地区，资源开发利用程度 已经较高。故长期来看，我国锂矿出海并购仍是大势所趋。 9%锂资源中资企业无法控股。全球来看，因北美IRA/澳 大利亚FIRB等影响（美国+加拿大不允许中资企业持股国内锂矿、智利政府需强制控股（51%+），目前全球66.9%锂资源中资企业 无法控股，中期维度来看，在其余地区地质勘探有显著成果之前，阿根廷、巴西，非洲（津巴布韦等）等地为中资企业出海最优选。 15 资料来源：USGS， 五矿证券研究所 图表19：阿根廷、巴西，非洲（津巴布韦等）等地为中资企业出海最优选 北美7

年底，有色金属勘探投资已逼近历史峰值，高达128亿美元。3 然而，在过去十年中，经 济矿床发现率减半，而平均发现成本却攀升至约2.2亿美元，相当于20年前的四倍。4 如果将关于地块和矿床的公益性地学数据纳入矿产资源勘探系统方法之中，地质学家 便能利用这些数据优化其勘探计划。此举能节省成本和时间，其节省的幅度取决于数 据的量级和价值，以及勘探团队在其项目中所处的阶段。此外，这些数据还有助于加 速潜在钻探目标的识别，帮助矿业公司更深入了解矿化系统，促成后续的勘探发现。 8:推进净零排放进程 趋势 9:使ESG策略更加以价值为导向 趋势 10:创造自然竞争优势 全球及中国联系人 作者与致谢 重视公益性地学数据的价值 公益性地学数据涵盖地质、地球物理、地球化学等领域的数据，这些数据是联邦、州 及地区政府通过开展地质调查收集，并由相应的政府机构管理，作为公共资源，免费供 公众使用。这些数据经专业地球科学家分析后，可用于识别矿产资源潜力最大的区域， 以此推动跨地域和不同类别大 析对澳大利亚国内 生产总值（GDP）的直接和间接贡献高达3.5%（相当于503亿美元）。 公益性地学数据的价值创造潜力在西澳大利亚的Fraser Range项目中可见一斑。在 1998年西澳大利亚地质调查局发布公益性土壤地球化学数据之前，该地区一直未被勘 探。借助这些数据，在该地区发现了镍、铜和钴矿床，进而促成了2015年Nova矿的开 发投产。自投产以来，Fraser Range项目的年收入已达3

响，2024年的融资规模尚未恢复到2021、2022年的水平，因此不宜过于乐观。 总体而言，量子科技作为未来产业之一，在国防军工、生物医药、化工材料、 金融服务、能源电力、人工智能、通信、气象、地质等众多领域中展现出巨大的应 用前景，未来也将继续吸引更多资金注入。同时，由于量子计算、安全、传感领域 技术成熟度的不同，未来融资行为仍将保持以量子计算为主。 03 第一章 2024产业发展概览 33 0.17 0.17 2024 2035E 量子精密测量技术的核心价值在于其高精度和抗干扰性，这使其在国防、能源、 医疗、通信等多个行业都具有极高的应用潜力。 例如，量子重力测量技术在地质勘探和能源开发中的应用日益受到关注，而时 间测量和磁场测量在通信和医疗领域的需求也呈现持续增长趋势。 随着行业对更高精度测量设备的需求不断增强，产业规模预计将稳步扩大。预 计2035年，量子精 原子钟技术被沃达丰土耳其公司部署，为其全国网络带来全 新弹性计时能力。 M Squared公司的量子重力仪采用先进量子干涉技术，在高 精度重力测量中表现卓越，具备强大稳定性和抗干扰能力， 适用于复杂环境。该产品在地质勘探和资源探测领域应用潜 力大，市场关注度高，获用户积极反馈与高度认可，是量子 重力测量领域的领先者。 Exail 收购 iXblue 并融合 ECA Group 技术，打造了新品牌。 其量

iyiou.com 动”转型。AI视频监控、智能预警系统可实时识别违规操作和灾害风险，减 少人为失误。智能化开采设备不但减少单班人数而且生产效率提升。政策将 智能化作为提升资源利用率的核心抓手，通过地质勘探与数字孪生技术结合， 实现资源储备动态评估与开采路径优化。另外，通过智能化装备研发推动铝、 磷等优质资源向精深加工延伸。 政策将推动产业整合，政策要求关闭不符合安全标准的小型矿山，推动非煤 风险。赤水河流域等重点区域 尾矿将纳入省级监管平台。贵州省注重科技创新赋能矿山智能化建设，依托 国家矿山安全重点实验室，推动智能化装备研发，例如，针对喀斯特地貌开 发防爆型巡检机器人，提升复杂地质条件下的安全管控能力。 《实施意见》将进一步加速淘汰中小落后企业推动行业集中度提升，市场格 局进一步优化。大型矿山企业通过兼并重组扩大规模，行业集中度显著提升， 头部企业市场份额增加。中小矿山进入门槛提高，技术能力不足的企业面临

技术增效二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）捕 集、输送、利用与封存等各环节，巩固提升碳汇能力。在 CCUS 技术领域建立 AI 大模型，快速预测深层地质构造中有效的二氧化碳捕获和储存，分析适合封存的 场地和对应的 CO2泄漏风险，如强化学习算法用于优化碳捕获过程参数、深度学 习模型预测地质封存安全性等，有助于提升 CCUS 技术的经济性和可靠性。例如 48 全球领先的油田技术服务公司斯伦贝谢运用数字孪生技术，通过其 生技术，通过其 Lumi 数据与 AI 平台覆盖 CCUS 全生命周期的建模、模拟和监测，为中石化胜利油田 CCUS 项目构建三维地质模型，封存安全性预测准确率达 95%，CO2注入效率提升 22%。 原初科技在沙钢集团建成全球首条钢渣矿化封存产线，AI 驱动的反应动力学模 型使矿化效率提升至 90%。生态环境部数据显示，2024 年 AI 技术推动 CCUS 单 位成本降至 230 元/吨，同比降低 捕集+资源化利用”技术矩阵， 突破低成本捕集材料、长效封存监测等卡脖子环节；在产业侧，依托内蒙古 鄂尔多斯、新疆准东等能源基地打造全球最大负碳技术产业带，通过千万吨 级 CCUS 示范工程验证地质封存安全性与经济性；在制度侧，研究碳捕集项目 碳资产核算方法，推动捕集碳量纳入全国碳市场抵销范畴，参与制定碳捕捉 相关国际标准。这种布局不仅为重点行业锁定深度脱碳路径，更通过实证项 目输出和规

名称 基本要求 标准 分值 评分方法 得分 智能掘进设备 ① 巷道掘进过程实现全机械化作业，具有快 速掘进能力。 15 査现场和资料。不符合要 求或功能的 1 处扣 5 分 ② 釆用智能地质探测技术与设备。 3 查现场和资料。不符合要 求或功能的 1 处扣 1 分 智能掘进设备 ③ 掘进设备应采用综合机械化掘进方式，能 够具备自主导航、坡度追踪和自动截割功 能。 12 查现场和资料。不符合要