2026年初,国家矿山安全监察局在《矿山安全生产治本攻坚三年行动2026年度治本攻坚清单》中,将“创新提升矿山智能化建设”列为年度重点攻坚任务(第六条任务),明确要求灾害严重、高海拔矿山必须“一矿一策”制定智能化建设路径,并对近两年发生较大及以上事故的矿井严格执行智能化改造“回头看”与验收把关 。这一政策信号,与此前七部门联合印发的《关于深入推进矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》中“到2026年,煤矿、非煤矿山危险繁重岗位作业智能装备或机器人替代率分别不低于30%和20%”的目标一脉相承 。
政策的连续加码,不仅为矿山智能化描绘了清晰蓝图,更标志着矿山安全治理模式正加速从“事后处理”向“事前预防”的根本性转变。然而,宏伟目标的实现面临着现实挑战:当前许多矿山数字孪生项目仍停留在三维可视化展示阶段,重“展示”轻“分析”,缺乏自我学习能力,难以真正为安全生产决策提供有效支撑 。北京欧倍尔推出的新一代矿山数字孪生平台,正是精准回应这一时代需求的数字化解决方案。
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一、从“数字镜像”到“矿山智能体”的技术演进
2024年以来,矿山数字孪生相关政策密集发布。3月,国家能源局发布《煤矿智能化标准体系建设指南》,架构中明确包含数字孪生子系统;6月,矿山安监总局批准成立“矿山透明地质与数字孪生技术”重点实验室 。在这一背景下,北京欧倍尔在已有的矿山数字孪生系统1.0基础上,引入人工智能和大数据分析技术,打造全新一代矿山AI×数字孪生平台 。
四大核心技术特性
打通软硬件系统通信:将智能排水、智能通风、智能掘进等智慧矿山子系统,通过有线和无线模块,与通过一流建模技术搭建的数字世界连接互动,实现物理世界与数字世界的实时交互与数据同步 。
引入GIS系统:数字场景中带有精确三维空间坐标,可精确定位经纬度、矿体和油层分布,为整个数字场景赋予精确的空间映射能力 。
构建数据处理模块:采用动态缓存和订制化的时序数据库,对来自现场的多源数据进行采集、保存,并用于后期的查询和处理,为大数据分析奠定基础 。
训练人工智能模型:对采集的海量数据进行解析,迭代出欧倍尔自研的AI模型,让系统向具有感知、学习和决策能力方向演进,能够进行预测性预警和智能分析 。
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二、六大核心功能构筑矿山安全智能防线
基于上述技术特性,北京欧倍尔矿山数字孪生平台衍生出六大核心价值功能,全面覆盖矿山安全生产的关键环节 。
实时监测与预警:数字孪生技术最核心的价值,能够对矿井环境、设备状态进行全天候监控,通过AI算法提前识别风险隐患,预防事故发生,显著提高矿井的安全性,保障矿工的生命安全 。
优化生产效率:实时数据反馈帮助调整生产策略,减少停工时间,提高生产连续性,通过模拟不同开采方案和生产参数,在实际投入前找到最优解,提升企业竞争力 。
设备管理与维护:减少设备停机时间、延长设备使用寿命,降低维护成本,保证生产的稳定性和连续性。系统可以实时分析采煤机、掘进机等关键设备的运行参数,预判潜在的故障风险,将设备维护模式从“故障后抢修”转变为“前瞻性维护” 。
应急响应:当意外发生时,平台能够大幅提升应急响应能力和效率,通过虚拟推演不同应急预案,为现场指挥提供科学参考,减少事故损失和人员伤亡 。
决策支持:基于海量数据分析和AI模型推演,帮助管理层做出更科学、更高效的决策,提高企业整体管理水平 。
虚拟培训与模拟:提升操作人员的技能和应急处理能力,减少实际操作中的风险。学员可以在虚拟环境中反复演练各类事故场景,在绝对安全的环境中掌握应急处置流程 。
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三、特色应用:从设备拆解到全流程管控的深度落地
北京欧倍尔矿山数字孪生平台的应用贯穿矿山生产全链条,其功能设计充分体现了对真实生产场景的深度理解 。
基于数字孪生的设备拆分演示:平台以采矿设备设计、制作、装配图纸为基础建立完整数字模型,让学员深入了解设备主要组成、运行流程以及工作原理,实现从“看外观”到“懂原理”的跨越 。
视角随动功能:系统可以自动判定设备动作位置并将镜头对准相应区域,无需人为操作即可聚焦关键部位,使观察更加便捷高效。再次点击,可恢复自由视角 。
设备远程交互控制:用户可通过设备控制界面远程交互控制掘进机及相关设备的启停、姿态调整等操作,实现对虚拟设备的实时操控 。
动作孪生功能:这是平台最具特色的功能之一。来自服务器的实时数据可以驱动孪生场景中虚拟设备的同步动作,呈现动态孪生效果,让一线员工实时感知系统运行状况 。
监控整合:在三维场景中显示摄像头实际位置,点击后即可播放监控视频,实现了虚拟场景与真实监控的无缝衔接 。
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四、煤矿虚拟仿真培训系统:从理论认知到实操演练
北京欧倍尔煤矿虚拟仿真培训系统涵盖智能采矿、智慧掘进、智能运输、智能通风、矿压监测等相关场景,依据采矿专业人才培养方案、国家智能矿山标准等文件,通过虚拟仿真、虚拟现实、数字孪生、AI模型等技术,将抽象知识化为具体的场景和操作,适配高校《智能采矿》、《智能通风》、《矿业大数据与互联网》等专业核心课程 。
软件列表涵盖自动化掘锚护一体虚拟实训系统、综采采煤工作面数字孪生虚拟仿真软件、金属矿凿岩作业虚拟仿真软件、煤矿智能化工作面开采虚拟仿真软件、掘进巷道支护虚拟仿真软件、矿井通风参数测量与分析虚拟仿真软件、矿井风量调节虚拟仿真软件、非煤矿山爆破作业虚拟仿真软件、采煤机刀方式实训仿真软件、金属矿生产系统漫游认知软件、矿井反风演练虚拟仿真软件等十余款产品 。
软件内容包含五大层次:三维场景仿真按照技术规范对矿山地质结构、巷道、工作面等建模;认知实习漫游以第一人称视角在虚拟场景中认知矿山环境;设备工作原理通过拆分、动画学习采矿设备结构原理;虚拟仿真实操通过丰富交互操作完成采矿流程;工艺流程控制通过仿DCS系统与后台数学模型互动 。
五、行业价值:推动矿业向新质生产力转型
北京欧倍尔矿山数字孪生平台的应用,正在从多个维度重塑矿山的运营模式与安全未来 。
在安全层面,通过沉浸式应急演练和基于数字孪生的风险智能预警,系统能有效预防事故,保障矿工生命安全。在效率层面,通过模拟不同开采方案和生产参数,能够在实际投入前找到最优解,提升生产连续性和资源回收率。在人才培养层面,平台构建了一个前所未有的“虚拟实训场”,无论是新员工岗前培训,还是特种作业人员技能考核,都可以在此安全、高效且低成本地完成。
通过直观展示智能采矿系统的运作过程,平台让一线员工实时感知系统运行状况,及时进行决策调整,降本增效 。以沉浸式虚拟仿真场景为媒介,以可视化、高交互技术为手段,平台响应国家数字矿山发展号召,让参观者领略智慧矿山的科技内涵和引领地位 。
当政策文件中的“人工智能+”、“数字孪生”从抽象概念转化为矿山里实时跳动的数据流和预警信号,矿业这个古老行业正在经历一场深刻的智能革命。北京欧倍尔矿山数字孪生平台,正是这场变革的关键推手——它让每一座矿山都拥有一个会思考的“数字双胞胎”,在虚拟与现实的交融中,护航矿工生命,驱动产业未来。
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