2021年，不斷增長的礦產品需求，加快了高端科技裝備發展的步伐。同時，政策方面的利好，也帶動了礦山裝備的高端化、智能化。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提到，要推動制造業高端化智能化發展，改造提升傳統產業，推動石化、鋼鐵、有色等原材料產業布局優化和結構調整。這意味著，未來幾年，我國礦山裝備朝著高端化、智能化發展的步伐將更加堅實。

　　“貴能二號”煤礦用硬巖掘進機

　　礦山裝備大型化、高端化

　　煤炭資源對于我國國民經濟和社會發展具有重要支撐作用，煤炭工業裝備的大型化智能化決定著我國礦山智能化的水平和進程，對于智能化發展具有重要意義。

　　2021年，中鐵工業旗下中鐵裝備研發的“貴能二號”煤礦巷道TBM、SBM全斷面豎井掘進機、煤礦巷道快速掘錨一體機，在貴州省六盤水市聚鑫煤礦運輸巷項目成功應用，并取得了良好效果。據了解，“貴能二號”TBM開挖直徑為6.03米，整機長度約78米，最小水平轉彎半徑僅為60米，進一步提升了設備掘進施工的安全性和高效性。

　　安徽阜陽口孜東礦140502智能開采工作面156臺7米大采高液壓支架2021年也全部安裝完成。該工作面具有煤層埋深-1000米、工作面超長和頂底板巖性軟的特點。這一成果全面提升了我國煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術水平，實現了我國煤礦千米深井安全、高效、綠色、智能開采。

　　2021年9月，全球首臺最大采高ZY29000/45/100D兩柱掩護式液壓支架樣機在東華重工公司總裝車間順利完成裝配。據了解，該支架最高支護10米、單機重量超120噸，支護高度以及單機重量均處于世界第一。

　　高端的設備不僅體現在千米以下深尺度的采掘面上，也有一些采掘輔助裝備走在了行業前列。2021年2月份，晉能控股集團山西科學技術研究院有限公司雙創中心成功研制出功能全面的大噸位高開口真三軸剛性試驗機。該試驗機開發的大開口和動載試驗功能，可進行高噸位（2600噸）、大尺度液壓支架（最大高度8.3米）的點載、偏載和沖擊載荷主動加載檢測試驗，圍壓可實現1000噸的分缸控制，軸（圍）壓位移檢測分辨率達到0.001毫米，利用超高壓預緊缸抵消主缸拉力、變形，突破大型壓機形變控制瓶頸，實現了高噸位壓機達到9E10N/m國際剛度指標；可更真實地按照井下工作狀態檢驗新設備性能，是目前國內首創功能最全的大噸位真三軸剛性試驗機。

　　井下高效開采帶動了井上運輸裝備的大型化，運輸機械從額定載重數幾十噸，發展到如今的數百噸，尤其是徐工集團DE400載重達到了400噸以上，體現了我國礦用卡車的高質量載重水平。

　　露天開采方面，2021年山河智能AT版105噸級寬體礦卡SWK105Z成功下線。SWK105Z是在SWK105基礎上衍生的中高端產品。該產品除了在動力調節、制動、節約燃油方面有了不同程度的改觀，最主要的是配備了基于云端的GPS終端監控系統，可遠程監控診斷大部分故障，提高診斷維修的效率。

　　2021年10月份，臨工重機發布ME105/ME130兩大平臺的礦用型挖掘機，這種型號挖掘機不僅載重大，在操控方面也有了很大提高，歸納起來體現在“四全一優”：“四全”，即全球開發資源、全球頂端配套、全電控技術、工況全覆蓋；“一優”，即實現了寬體礦車與挖掘機的最優施工組合，使礦山開采省心、高效、經濟。

　　臨工重機演繹了“國之重器”的非凡實力，向世界發出了中國智造“最強音”。這兩款產品具有全球同等噸位動力大、油耗低等特點，其中ME105具有全球同等噸位動力最大，ME130具有操控最輕便的優勢。

　　同樣是在2021年10月份，陜西同力重工股份有限公司發布了TLE90A、TLE90B、TLE1053三款新能源系列純電動非公路寬體自卸車。這3種車型，采用了雙電機驅動系統，使用磷酸鐵鋰電池，提高了整機續航能力。

　　據了解，TLE系列純電動非公路寬體自卸車是同力股份為加快礦山轉型升級，推動綠色礦山建設向安全、高效、低耗、減排的方向邁進，依托“同力工法”并結合電驅、動力電池等技術進步而成功開發的產品，下一步將不斷用于露天開采運輸行業。

　　中聯重科也發布32款礦山機械成套產品，既包含綠色節能的新能源產品，又有升級的新一代產品。其中，載重75噸的ZT118HEV，是目前國內噸位最大的混動型礦用自卸車。該車采用增程式混動策略，配備有柴油發動機和動力電池組，綜合工況下可節油20%~30%，在降低使用成本的同時也滿足了“雙碳”目標的要求。

　　智能化、自動化不斷發力

　　自動化和智能化是未來礦山裝備發展的大方向，經過近幾年的發展，我國自動化和智能化裝備得到了快速發展，自動巡檢機器人、智能分撿手臂等一批新興裝備已于2021年應用在礦山中。

　　2021年12月3日上午，由中信重工機械股份有限公司為青海黃河礦業夏日哈木鎳鈷礦研制的大型礦用設備——直徑9.75×4.88米半自磨機、直徑7×11.5米球磨機，在河南洛陽總部順利完成工廠試車并交付用戶。

　　該裝備實現了磨機入料礦石粒度、載荷沖擊、襯板磨損、載荷充填率、磨機狀態等在線監控，并實現磨機的智能化調控。據了解，該組磨機采用先進雙驅變頻同步電機驅動技術、大模數開式齒輪設計及制造等關鍵技術，打造了選礦裝備在高寒、缺氧、海拔3400米的大漠戈壁地區的又一靚麗新名片。

　　2021年11月，晉能控股煤業集團同忻煤礦完成了井下原煤開采智能化操作系統的升級，引進應用了撿矸機器人、防爆巡檢機器人、六臂掘錨一體機等智能設備，完成了礦山智能集中管控平臺和綜采、掘進、通風等14個綜合自動化子系統的搭建，讓礦工從艱苦的勞動崗位上解放出來。

　　該礦與科研院所共同開發研制的智能煤矸分選機器人，依托煤矸圖像識別、智能控制等技術，可用仿生機械臂分揀抓取80毫米至400毫米的矸石，每小時運行頻率1200次，能夠代替撿矸工完成80%的重復性工作。

　　據該礦工人介紹，以前他們是每班12個撿矸工，現在只需要3個智能設備維護工就能完工，實現了自動化減人目標的80%。

　　無人化技術愈發成熟

　　技術的廣泛應用讓無人駕駛和遠程控制成為了現實，礦工坐在寬敞明亮的辦公室里就可以遠程控制井下開采裝備，無人駕駛礦卡實現了自動到達指定裝卸點、自動避障，智能化程度已達到國際先進水平。

　　2021年9月，世界首個極寒環境礦山無人駕駛卡車編組項目在內蒙古自治區呼倫貝爾市通過評審驗收，項目研究成果填補了極寒地區礦山設備無人化技術領域的多項空白。截至目前，該示范項目累計編組運行5萬余公里，土方運輸量60余萬立方米，最高運行時速達到每小時40公里，超過有人駕駛規定的30公里/小時，無人駕駛系統可動率大于96.7%，無人駕駛運輸綜合效率不低于有人駕駛，并且大大提高了運輸效率。

　　據了解，寶日希勒能源聯合航天重型工程裝備有限公司等于2020年5月啟動該項目。該公司采用移動通信技術，完成礦區5G SA獨立組網、仿真測試、設備靜態改造、封閉場地動態調試、極寒氣候五車編組連續運行、全天候不間斷作業、車內無安全員作業等建設環節。

　　項目投產實現了“五項第一”：世界首個極寒環境無人礦卡編組運行示范項目，世界首個5G SA獨立組網露天煤礦無人駕駛項目，國內首個200噸級以上礦用卡車無人化改造項目，國內首個實現全天候三班無人化編組運行項目，國內首個實現礦用卡車無安全員編組運行項目。

　　項目在試運行期間，針對極寒氣候，采用業內最高配置的耐低溫傳感器和航空級別零部件和接口，確保在礦區極寒、顛簸環境下運行的可靠性，歷經礦區極寒型（零下42℃）復雜氣候等工況環境的嚴格考驗，完成了無人駕駛卡車自主編組運行、有人無人礦卡混編運行、多種設備協同作業等測試，項目安全、可靠，系統穩定，建成了一套無人駕駛卡車與挖掘機、遙控推土機、平路機等輔助作業車輛完整的露天煤礦無人運輸作業系統。

　　礦山企業智能化發展，帶來了礦用裝備研發市場的繁榮，一些國內較為知名的研發機構，針對礦山企業現狀開發出了智能化的新產品，如由海克斯康研發的車輛防碰撞系統(CAS)、疲勞預警系統(OAS)、人員防碰撞系統(PA)、主動介入式車輛安全系統(VIS)和跟蹤雷達等系統，通過無線通信技術消除了視覺盲點，讓車輛擁有了靈敏的眼睛，在任何速度和能見度的情況下，為車輛提供360度感知。

　　湖南創遠運用智能化鑿巖、無人駕駛、高精度定位、裸眼3D等先進技術，為客戶提供采礦裝備與采礦工藝最佳匹配、智能系統與采礦裝備高度融合，目前已覆蓋礦山穿孔、爆破、運輸的全棧式智慧礦山解決方案。為了使地下中小型礦山跟上智能化發展的節奏，還研發了鑿巖機器人、裝藥機器人、撬毛機器人、充填機器人，覆蓋了地下礦山全流程。

　　為礦山插上騰飛的翅膀

　　“5G+工業互聯網”為礦山插上了騰飛的翅膀，礦山企業利用5G工業互聯網高速率、低延時的特性，打通了人、機之間的“任督二脈”，實現了物-物、物-人、人-人的全面信息集成和響應能力。

　　2021年10月19日,全國煤炭行業首個科研創新人工智能計算中心在山西晉城舉行發布儀式,該智能礦山創新實驗室是由晉能控股集團與華為公司共建，打造礦山“超級大腦”,其核心服務器可提供20P的超快算力，相當于兩萬臺電腦的計算能力，進而推動視頻圖像增強、設備預測性維護等新功能的上線。

　　一些科研技術先進企業正利用人工智能、大數據和云計算技術，創新礦山智能操控、決策系統，爭取實現生產作業、經營管理全流程智能管控。

　　在錫鐵山鉛鋅礦，去年實現了有軌設備無人駕駛、遠程裝礦、采礦數據集成、智能通風、智能排水等功能，機車駕駛員減員80%，礦工和井下值守崗位減員100%，降低了工人勞動強度，提升了采礦效率。據了解，如今該礦在崗職工人數由2015年底的898人，縮減至如今的350人，人工成本累計節約近5000萬元。

　　平朔集團去年啟動了東露天礦智能化示范煤礦建設工作，采用國內領先的2.6千兆赫茲和700兆赫頻段融合技術，兼顧了傳輸速度和覆蓋廣度，支撐了更加豐富的業務場景和應用，促進礦山的數字化、網絡化、智能化融合，建設全面感知、實時互聯、協同控制的智能化礦山。該礦的5G網絡覆蓋了東露天礦南幫1260平盤至西向東的爆破、采裝、運輸、排土等作業區域，為東露天礦無人駕駛卡車和無人值守鉆機提供了5G網絡服務，不僅滿足了其各工業終端設備的傳感器信息采集、視頻監控、遠程控制等場景的網絡需求，還用以上傳監控圖像、傳感器信息等數據下發控制指令信息，實現生產作業過程的無人化和智能化。

　　在海拔3400-4500米的普朗銅礦，我國首個高海拔5G智能礦山投入使用，同時該礦山也成為我國首個實現5G工業應用的有色金屬地下礦山。普朗銅礦所有設備都實現了5G智能控制，加速了每步工藝的無縫銜接，整體工作效率提升了64%。礦山員工由傳統礦山的3000人規模銳減到700人左右，實現了“少人、無人”生產。

　　中國礦山裝備企業不僅滿足國內礦山生產需要，還積極沖出國門，走向世界。中信重工圍繞客戶需求持續創新，實現高端礦物磨機批量化出口智利、巴基斯坦、俄羅斯等國家。徐工集團不斷探索全球工程機械可持續發展，2021年實現了超大噸位400噸液壓鏟、260噸礦用車首次批量出口高端礦業市場南美洲，再次證明中國制造已經被國際高端市場認可和信任。