安全与效率提出新要求，智慧矿山迎来发展契机。
煤炭在能源中的主导性地位短时间内料将难以改变。我国能源的特征是“富煤、缺油、 少气”，这决定了我国能源消费结构以煤炭为主，煤炭在能源消费总量的比重达一半以上。 虽然绿色能源的比重在逐步提升，但目前能源的结构尚未发生本质变化，煤炭在能源中的 主体和基础地位短时间内料将难以改变。据国家统计局数据，2021 年煤炭生产总量达 41.3 亿吨，消费总量达 40.6 亿吨，煤炭生产量和消费量呈上升趋势。
从业人员紧缺，煤矿安全问题亟待解决，煤矿智慧化发展成为现实必要。国家统计局 全国经济普查结果显示，我国煤矿开采和选洗从业人员数急速下降，由 2013 年的 611 万 人下降至 2018 年的 347 万人，2021 年下降至 261 万人。劳动力人群从业意愿降低、工 作有安全性担忧是从业人员下降的主要原因。另一方面，中国煤矿事故数量与死亡人数依 旧较高。根据国家矿山安监局数据，2022 年全国共发生煤矿事故 168 起，死亡 245 人， 煤矿的安全性问题亟待解决。长期来看，煤矿安全生产仍有较大的提升空间，倒逼煤矿智 慧化发展。智慧矿山的建设可以对矿山进行环境监测、远程控制技术，及时排查隐患，提 升矿山的安全系数，降低事故发生的数量。
政策大力推进，助力煤矿智慧化发展。近些年，智能煤矿相关文件逐步完善，为煤矿 智慧化的发展提供指导性方针，促进行业的智慧化、安全化、高效化的发展，煤矿智慧化 发展被提上日程。2020 年，国家八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》， 明确了煤矿智能化发展的目标、主要任务和保障措施，对采煤、掘进、运输、通风、供电、 选煤等环节的智能化发展具有重要的指导意义，政策中明确将主要目标分为 3 个阶段：
1) 到 2021 年，建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿，初步形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，基 本实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下和露天煤矿固 定岗位的无人值守与远程监控； 2) 到 2025 年，大型煤矿和灾害严重煤矿基本实现智能化，形成煤矿智能化建设技 术规范与标准体系，实现开拓设计、地质保障、采掘（剥）、运输、通风、洗选物 流等系统的智能化决策和自动化协同运行，井下重点岗位机器人作业，露天煤矿 实现智能连续作业和无人化运输； 3) 到 2035 年，各类煤矿基本实现智能化，构建多产业链、多系统集成的煤矿智能 化系统，建成智能感知、智能决策、自动执行的煤矿智能化体系。
科技创新持续赋能煤矿智能化建设。5G 下井、机器人上岗、数字员工诞生，以数字 化、智慧化平台为核心的工业互联网正在与煤矿加速融合。例如，在大数据方面，煤矿安 全大数据动态诊断、智能预测预警等应用场景越来越多；在 AI 应用方面，各类智能识别、 自动巡检、自学习系统正逐步将矿山管理人员从繁重的重复性工作中解放出来，给企业的 安全、高效带来了新的变革。2020 年 7 月，华为联合龙软科技等合作伙伴发布华为智能矿 山联合解决方案，深度结合了华为 5G、AI、鲲鹏云等新 ICT 技术，形成了“3 个 1 + N + 5”的智能矿山整体架构，即矿山一张网、矿山一朵云、矿山一平台、以及 N 个应用与 5 个 中心，为智慧矿山的发展奠定坚实基础。
行业朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。矿山信息化建设在经历了单机自动化、 综合自动化、数字矿山几个阶段之后，在物联网、人工智能、大数据技术的推动下，正朝 着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。在矿山生产过程中不断融合新兴技术，提高矿山生 产的智能化水平，从而实现矿山无人化或少人化，主要分为以下几个阶段： 1) 单机（系统）自动化阶段：1984 年煤炭工业部通信信息中心成立，宣示了中国煤 矿信息化建设正式开启，我国煤矿进入单机自动化阶段。PLC 在矿用设备上的成 功应用解决了传统控制器占用空间大、成本高等问题；现场总线的连接方式提升 了矿用设备控制的可靠性，减少了设备的停机时间。
2) 综合自动化阶段：2000 年后，无线传感器网络及工业以太网技术得到飞速发展。 无线传感器技术极大扩展了各类传感器的应用场景，丰富了各类信息的采集。工 业以太网以其强大的通信速率和信道容量将各子系统连接在一起，完成了各子系 统的信息交互，解决了子系统信息孤岛问题，实现了全矿信息的融合分析处理。 3) 矿山物联网阶段：矿山物联网将物联网技术应用到煤矿生产中，进一步提高矿山 开采的无人化和自动化水平。矿山物联网是综合实时感知、网络通信和动态控制等技术来实现矿山物与物、人与物之间的信息传递与控制。
4) 矿山智能化阶段：智慧矿山的中级阶段。矿用机器人技术和通信技术还在普及应 用，融入人工智能和大数据等新兴技术，实现矿山生产复杂流程的自动化，简化 人工操作。5G 通信技术为云平台提供了通讯基础，大数据和云计算技术在云端 的应用为矿山分析决策、动态预测、协同控制提供了新的渠道。 5) 智慧矿山阶段：智慧煤矿应用智慧物和自动化，现代煤矿智能化的理念，并融合 云端计算和边缘计算，实现数据的高效处理。各类传感器是智慧矿山的信息来源， 需要进一步升级优化以此来满足日益增长的智能化应用需求；大量智慧体和各级 子系统均接入到云平台，提供高效的智能决策方案，实现各部分协同工作。
供给侧结构性改革背景下，煤矿数量下降，但得益于煤矿智能化的发展，煤矿平均单 产稳定提升。响应供给侧结构性改革的政策号召，“十四五”期间，行业淘汰一批落后煤矿， 产业结构持续优化，我国煤矿数量的急速下降，2021 年仅剩 4500 处，相较于 2015 年 10800 处，下降幅度达 58.3%。煤矿智慧化发展成为产业结构优化的一条解决之路，得益 于煤矿机械化、智能化的发展，煤矿开采效率得以持续提升，煤炭平均单位产量由 2015 年 的 24.59 万吨增长至 2021 年的 91.78 万吨，6 年 CAGR 达到 24.55%。未来，随着煤矿 的智能化的进一步发展，煤矿平均单位产量或将得以持续提升。
智慧化采掘工作面高速增长，推动煤矿机械化程度不断提升。受益于宏观政策的支持、 行业技术的发展，煤矿智慧化采掘工作面增长保持高速增长。根据国家矿山安监局和中国 煤炭报数据，全国煤矿智能化采掘工作面由 2015 年的 3 个增长至 2022 年的 1019 个，7 年 CAGR 达 129.92%。相较于 2021 年 4500 处煤矿存量，煤矿智慧化采掘渗透率相对较 低，发展程度依旧处于起步阶段。我们认为，随着产业政策的不断推动、矿山信息化进程 有望加速发展。此外，随着智能化、信息化、智慧化煤矿的建设，中国煤矿机械化程度料 将不断提升，华经产业研究院预计至 2025 年，采煤机械化水平将达到 90%，掘进机械化 水平将达到 75%。
智慧煤矿涉及子系统多，多方协作推动行业发展。从煤矿行业的完整施工采掘流程来 看，主要分为前期的设计规划、中期的掘进采煤、后期的矿石运输等环节。这些环节涉及 生产、安全、后勤等多方面问题。根据煤炭学报王国法、王虹、任怀伟等著的《智慧煤矿2025 情景目标和发展路径》，煤矿开发过程中涉及超过 90 个子系统，系统之间的相互耦 合协作是实现智慧矿山的要点之一。
智慧矿山竞争相对充分，行业快速发展为产业链多方面带来机会。行业内企业数量众 多，但普遍规模较小，具备自主研发能力并能提供完整解决方案的企业交少。在智慧矿山 核心环节采煤、掘进领域，梅安森通过搭建物联网软件平台，提供多维度的安全监控系统， 在安全监控等领域具有较强的品牌优势，并能够提供矿山智慧化的整体解决方案。在勘探 设计领域，龙软科技以 LongRuan GIS 为核心构建了智能矿山平台软件；采煤、掘进环节， 北路智控提供通信、监控、集控等产品；矿石运输环节，以踏歌智行、易控智驾、慧拓智 能为代表的一级市场公司在露天矿无人驾驶运输领域为主要参与方。
