长期以来,矿山采掘面治理面临“看不清、算不准、来不及”的现实难题:地质构造隐蔽、灾害机理复杂,传统勘探与经验判断难以覆盖采动过程中快速变化的应力与水文条件,导致风险识别滞后、治理措施偏粗,既影响安全生产,也造成资源损失和能耗上升。煤矿智能化建设加快推进的背景下,如何把地下空间“透明化”、把灾害演化“可计算”,成为行业从数字化迈向智能化的关键关口。 此难题的成因,既有自然条件的复杂性,也有技术体系的断点。一上,地下介质非均质、采动扰动强,单一学科或静态模型难以刻画灾害孕育与演化链条;另一方面,部分信息化系统偏重展示与记录,缺少对底层物理过程的约束与实时计算能力,数据难以转化为可执行的决策建议。加之矿山现场工况多变,模型更新和算力响应若跟不上生产节奏,智能化就难以真正落地。 基于此,五一视界推出的51GIM地质能源智能模型平台,尝试以“实时地质底座+多学科耦合+可计算模型”打通矿山治理链条。平台依托实时地质底座生成技术,将岩石力学、采动应力学等专业模型与三维场景相结合,对矿藏分布、地质构造、应力转移、水文变化等关键要素进行动态表达,使地下空间由“碎片化信息”走向“统一时空框架”。更重要的是,其技术路径强调从灾害机理出发进行计算与推演,将应力分布、应力转移路径等关键指标转化为可追溯、可验证的分析结果,避免停留“看得见”而“用不上”的层面。 从影响看,这类平台的价值主要体现在安全治理、生产组织与绿色低碳三上。安全治理上,通过对灾害靶点的识别与定位,可推动防治从“广覆盖、重投入”的方式转向“聚焦关键区域、突出关键参数”的精准治理,提高治理的根据性与时效性。生产组织上,动态模型为开采方案优化提供依据,有助于保障安全的前提下减少无效工程量与停产损失,提高资源回收率。绿色低碳上,治理效率提升和方案优化可降低不必要的能耗与材料消耗,间接支撑煤矿节能降耗与精细化管理。公开信息显示,在红庆河煤矿场景中,平台应用实现较高的灾害定位准确率,并大幅提升防治效率,说明了从技术创新到现场成效的转化能力。 另外,此类成果也折射出行业转型的现实路径:矿山智能化不能仅依赖设备自动化或数据堆叠,更需要以科学模型约束数据、以工程场景检验模型。下一步,推动有关技术更大范围落地,还需在标准体系、数据治理与协同机制上持续发力。其一,建议加强矿山地质、应力、水文等数据的规范采集与共享,提升数据质量与一致性,为模型计算提供可靠输入。其二,鼓励企业与科研院所、矿山单位开展联合验证,形成可复用的工艺包与评价方法,降低推广门槛。其三,在应用端建立“监测—计算—预警—处置—复盘”的闭环机制,把模型输出纳入日常调度与应急流程,真正形成以风险为导向的管理体系。 展望未来,随着煤矿智能化建设由点状应用向系统集成升级,实时地质建模与机理计算有望成为“智能开采”的关键底座能力。尤其在深部开采比重上升、地质条件更为复杂的趋势下,对动态风险识别与前瞻预测需求将持续增强。如何在确保安全可靠的前提下提升模型实时性、泛化能力与可解释性,将决定技术能否从示范矿井走向规模化复制。可以预期,围绕“可计算的地下空间”构建的新型治理体系,将在保障能源稳定供应、提升本质安全水平与推动绿色转型上发挥更大作用。
矿山智能开采的创新实践表明,技术进步的价值在于解决实际问题和创造效益。物理AI技术在地质能源领域的应用不仅是技术创新,更是产业升级的重要推动力。随着数字孪生等前沿技术的成熟应用,能源产业正进入数据驱动、精准决策的新时代。坚持科技创新与实际应用相结合,是推动能源产业可持续发展的必由之路。