2021年中国智能矿山分析与展望.pdf

1 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 报告标签：采矿业、5G、信息通讯、数字化转型、 智慧工业、能源管理、碳中和 主笔人：黄海琪、游浩坤 报告提供的任何内容（包括但不限于数据、文字、图表、图像等）均系头豹研究院独有的高度机密性文件（在报告中另行标明出处者除外）。未经头豹 研究院事先书面许可，任何人不得以任何方式擅自复制、再造、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容，若有违反上述约定的行为发生，头豹研究 院保留采取法律措施、追究相关人员责任的权利。头豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标，头豹研究院无任何前述名 称之外的其他分支机构，也未授权或聘用其他任何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 智能矿山行业研究| 2021/062 2020 LeadLeo 沙利文市场研读 | 2020/12 概览摘要 在传统观念中，采矿业是公认的高难度、高风险 的资源类行业，长久以来，中国数以千万计的采 矿从业者用努力推动了中国工业的不断进步。随 着5G时代的来临，全球矿业正经历着一场新的智 慧革命。物联网、大数据、人工智能等技术和矿 山的结合越来越密切。智慧矿山将在降本提效， 采矿安全、生态环保等方面发挥重要作用。 2021年6月，中国自然资源局颁布煤矿智能化 建设指南（2021年版），智能矿山建设规范 进入征求意见阶段，中国对于智能矿山的重视程 度逐渐增强，也对智能矿山的实施与运营给予规 范性指导。 本报告将聚焦智能矿山行业进行深度研究，着力 于铁矿与铜矿两个细分领域进行分析与展望。 以数据为核心建立的智能矿山能有效统筹相关业务 与传统矿山相比，智能矿山最大的特点即更高效的实 现了数据的收集与利用，将以往由人完成的任务交由 数字化、自动化系统处理，从而最大化提高了业务的 实施效率、减少了人为产生的错误。从整体架构来看， 智能矿山通过将设施层、数据层、平台层、应用层串 联打通，以数据为纽带实现了整体运作、整体部署， 并通过平台上云的方式实现海量异构数据汇集与建模 分析、工业经验和知识软件与模块化等。 铜矿回采、回填以及选矿具备更佳智能化建设意义 从实际发展角度出发，当前阶段铜矿行业的智能化水 平较低，智能化建设多集中在回采、回填以及选矿环 节，主要原因是上述环节人工占比成分较大、可采取 智能化手段多、改进增益效果大等。未来或将率先从 上述环节实现智能化升级。 铁矿采矿环节和选矿环节智能化提升潜力最大 现阶段，中国铁矿企业的智能化程度处在中低阶段， 当前矿山智能化主要表现在机械化、数字化及半自动 化几个方面。当前智能化程度较高的为运输和销售。 运输环节来看，井下皮带运输以及交通工具发展较为 成熟，机械化和半自动化程度较高。销售环节来看， 矿山销售收款基本已实现数字化转型，建立ERP系统， 单据已实现电子化。在未来，矿山的智能化程度将往 中上层面发展，其中，采矿与选矿环节潜力较大。其 主要原因在于，采矿和选矿的难度最大，考虑的方面 最多，且对人力的需求量最大，人为控制难以实现精 细化管理，因此智能化能够帮助矿山生产效率提升。 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-55883 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 目录 中国智能矿山市场综述 什么是智能化矿山？ - 06 智能矿山有哪些主要特征？ - 07 中国智能矿山政策分析 - 08 智能化矿山市场现状及发展困难 - 09 中国智能矿山的落地阶段 - 10 哪些非煤类矿山更具智能化发展前景？ - 11 铜矿开采行业智能化转型 中国铜矿山宏观情况 - 12 铜矿开采行业发展痛点与企业诉求 - 13 铜矿开采行业智能化升级路径 - 14 铜矿开采行业智能化升级趋势洞察 - 15 中国铜矿企业图谱 - 16 铁矿开采行业智能化转型 - 中国铁矿资源的宏观情况 - 17 铁矿开采行业发展痛点与企业诉求 - 18 铁矿开采行业智能化升级路径 - 19 中国铁矿企业图谱 - 20 中国铁矿企业分析 - 21 方法论 - 23 法律声明 - 244 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 Contents Overview Of Chinas Intelligent Mine Market What Is Intelligent Mine? - 06 What is the Characteristic of Intelligent Mine? - 07 Smart Mine Policy Analysis In China - 08 The Present Situation And Development Difficulties Of Intelligent Mine Market - 09 The Landing Stage Of Chinas Intelligent Mines - 10 Which Non-coal Mines Have More Intelligent Development Prospects? - 11 Intelligent Transformation Of Copper Mining Industry Intelligent Transformation Of Copper Mining Industry - 12 Development Pain Point And Enterprise Demand Of Copper Mining Industry - 13 Intelligent Upgrading Path Of Copper Mining Industry - 14 Insight Into The Intelligent Upgrading Trend Of Copper Mining Industry - 15 Atlas Of Copper Enterprises In China - 16 Intelligent Transformation Of Iron Ore Mining Industry Macroscopical Situation Of Iron Ore Resources In China - 17 Development Pain Point And Enterprise Demand Of Iron Ore Mining Industry - 18 Intelligent Ways Of Iron Mines In China - 19 Atlas Of Iron Ore Enterprises In China - 20 Analysis Of Iron Ore Enterprises In China - 21 Methodology - 23 Legal Statement - 245 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 名词解释 EMP：企业管理平台。 OA：办公自动化（Office Automation，简称OA），是将计算机、通信等现代化技术运用到传统办公方式，进而形成的一种 新型办公方式。 数据清洗：指发现并纠正数据文件中可识别的错误的最后一道程序，包括检查数据一致性，处理无效值和缺失值等。 协议解析：又称协议分析（Protocol analysis），是使用解码网络协议头部和尾部的方法，以获取协议数据所表示的信息的 过程。 边缘计算：是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端 服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的 基本需求。 选矿：根据矿石中不同矿物的物理、化学性质，把矿石破碎磨细以后，采用重选法、浮选法、磁选法、电选法等方法，将 有用矿物与脉石矿物分开，并使各种共生（伴生）的有用矿物尽可能相互分离，除去或降低有害杂质，以获得冶炼或其他 工业所需原料的过程。 伴生矿：指某种含有其他矿产的矿藏；一般的矿藏都是含有伴生矿的，只是如果伴生的含量一般不太高，只是在其价值大 的情况下开采分离。 配矿：结合矿山生产目标和生产技术条件限制进行矿石质量综合的系统工程，按照一定比例将不同品位的矿石进行搭配、 混匀，使其满足矿山矿石产品质量要求。通过将高低不同品位矿石进行质量匹配、中和，以增加合格矿石的产出量，减少 矿山废石量的占用空间，改善矿山企业的经济效益，提高矿产资源的利用率。 品位：指矿石(或选矿产品)中有用成分或有用矿物的含量。 磁铁矿：指氧化物类矿物磁铁矿的矿石。属等轴晶系。晶体呈八面体、十二面体。晶面有条纹。多为粒块状集合体。 赤铁矿：自然界分布极广的铁矿物，是重要的炼铁原料，也可用作红色颜料。 ERP：企业资源计划（Enterprise Resource Planning）的简称，是指建立在信息技术基础上，集信息技术与先进管理思想于 一身，以系统化的管理思想，为企业员工及决策层提供决策手段的管理平台6 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 数据流 智能矿山整体架构将在信 息化业 务云化 部署的 基础上 按照云 、边、 端协同 发展方 向共同 促 进行业向数字化智能化转 型 什么是智能化矿山？ 智能矿山系传统矿山衍生而来的先进理念 随着各行业陆续迎来数字化转型，采掘行业同步迎来了全新发展阶段，智能矿山概念应运而生，旨在基于传 统IT架构的信息系统延伸探索数字化转型，使其具备感知、分析、推理、判断及决策等智能化能力，从而更 好地服务矿产开采的主要环节。 以数据为核心建立的智能矿山整体架构有效统筹相关业务开展 与传统矿山相比，智能矿山最大的特点即更高效的实现了数据的收集与利用，将以往由人完成的任务交由数 字化、自动化系统处理，从而最大化提高了业务的实施效率、减少了人为产生的错误。 从整体架构来看，智能矿山通过将设施层、数据层、平台层、应用层串联打通，以数据为纽带实现了整体运 作、整体部署，并通过平台上云的方式实现海量异构数据汇集与建模分析、工业经验和知识软件与模块化等。 （1）应用层主要为各类型智能化先进设备如无人机航测、智能卡车、智能铲运车等，是实现智能矿山终端作 业的基础；（2）数据层以数据中台为核心，负责传输、收集基础层产生的海量数据，是智能化运作过程中的 重要纽带；（3）平台层以功能为导向根据获取的数据提供定位、监测、分析、预警、评估等智能化功能并最 终以系统方式呈现。在云化部署的框架下，应用层为代表的“端”、数据层代表的“边”以及平台层代表的“云”共 同构成了智能矿山的基本框架，并将以云边端协同的趋势共同发展，继续促进传统矿山转型。 来源：头豹研究院 智能化矿山整体架构 平 台 层 数 据 层 应 用 层 智 能 矿 山 工 业 互 联 网 云 边 端 一 体 化 协 同 发 展 云 边 端 终端应用设备，负 责作业、监测、感 知等 智能装备：智能铲运车、智能卡车、智能装药车、智能凿岩台车等 仪器仪表：风压传感器、雷达摇杆测量仪、无人机航测等 负责对终端设备数 据进行汇聚、存储、 解析、计算等 设备接入、协议解析、边缘计算、数据集成、在线实时管控模型等 对数据进行深度加 工处理从而产生具 有应用价值的数据 矿产企业发 展过程中陆 续建成的存 量IT系统 EMP系统、OA系 统、质量管理系 统、安全管理系 统等 通过对加工数据进 行创新应用从而实 现矿山业务的智能 化运作 智能服务：信息共享探索服务新模式 协同创新：数据结构规范化及应用创新 智能生产与管理：地质资源数字化、采 矿智能控制、选矿智能控制等 工业数据建模与分析：机器学习、数据可视化等 应用开发与微服务组件：开发工具、算法组件、原理模型组件等 工业大数据系统：工业数据清洗、管理、分析、可视化等 执行流7 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 非煤类智能矿山行业尚未 形成统 一的智 能化水 平评价 体系， 但综合 来看多 数企业 仍处于 智 能化的最低标准，行业领 先的代 表性项 目也仅 处于标 准的中 等水平 智能化矿山有哪些主要特征？ 智能矿山的界定依赖于四大指标的实现程度 广义来说，智能矿山代表了所有具备不同程度智能化建设的矿山品种， 但具体如何界定一座矿山是否为智能化矿山则缺乏市场的整体共识。 从细分定义上，业内提出了较为具有代表性的智能矿山四大特点，即 固定设施无人化（无人化值守及运作）、物流管理智能化（智能系统 进行数据分析进行流程管控）、生产工具自动化（采掘、运输、选矿 等设备自动化运行作业）以及生产管理信息化（监控、操控系统实现 信息化数据传输、存储、互通）。通过以上四个指标可以对矿山项目 在特定环节智能化水平进行评估，进而评判其是否符合智能矿山的定 义标准。 行业现阶段尚未有统一的智能化水平评价体系 即使可以确定矿山是否可以被称之为智能矿山，业内尚无明确的评判 标准和体系对现有矿山的智能化程度进行分级。除了按照上文提到的 四大智能化特性进行评估外，业内专家根据智能化环节提出了按照基 础信息化实施系统、采矿系统、选矿系统和管控决策四个大类指标建 立智能矿山评价体系。 从现阶段的行业整体发展来看，无论以何种方式评估，中国大多数非 煤类矿山仍处于智能化的最低标准，即具备单一环节（井下运输、空 气质量监测、提升系统等）的智能化建设。而行业领先的代表性项目 也仅处于标准的中等水平，即实现了部分智能化设备、系统的互通及 协同工作，例如铜陵有色安庆铜矿项目已经基本实现了系统集成和资 源数字化，能够在生产调度、危险预警、智能操控等方面实现同步运 行。而实现矿山全智能化建设的最高标准矿山在当前阶段仍尚未出现。 预计随着行业发展的推进，现有文件（有色金属智能矿山建设指南等） 将不能满足行业快速发展的需要。统一规范的评价体系将有望在相关 权威行业协会、发改委或其他部委的统筹下正式确定，从而进一步促 进行业向规范化发展。 来源：专家访谈，头豹研究院 智能矿山主要特征 固定设施无人化 固定设施无人化 物流管理智能化 物流管理智能化 生产工具自动化 生产工具自动化 生产管理信息化 生产管理信息化 1 2 3 48 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 从2016-2 0 2 1 年，中 国政府 对智能 矿山的 重视程 度逐步 加强， 给出事 项相应 的指导 意见与 建 议，智能化矿山的种类也 从煤矿 逐步延 伸到非 煤类矿 山 中国智能矿山政策分析 来源：国务院，自然资源局，工信部，头豹研究院 中国智能化矿山政策分析，2021 名称 颁布时间 颁布主体 主要内容 钢铁工业调 整升级规划 （20162020 年）的通知 2016-10 工信部 培育形成一批钢铁智能制造工厂和智能矿山，支持一批竞争 力强的现有国内铁矿企业，通过规模化、集约化开发，提高 矿山管理水平和生态环境。 关于加快煤 矿智能化发展 的指导意见 2020-02 发改委、能 源局、应急 部、煤矿安 监局等八部 委联合 将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能 装备等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时 互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系 统，实现煤矿开拓、采掘（剥）、运输、通风、洗选、安全 保障、经营管理等过程智能化运行。具备条件的生产煤矿加 快智能化改造，在供电、供排水、通风、主辅运输等生产经 营管理环节，进行智能优化提升，推进固定岗位的无人值守 和危险岗位的机器人作业，实现传统煤矿的智能化转型升级。 有色金属行 业智能工厂 （矿山）建设 指南（试行） 2020-04 工信部、发 改委、自然 资源部 充分考虑矿山实际情况，明确企业智能化建设重点，新建矿 山直接进行智能化规划与设计，在产矿山有序推进智能化改 造坚持整体规划，围绕有色金属智能矿山建设主要环节和重 点领域，分步实施。坚持创新引领，数据驱动。推动5G新技 术与有色矿山的融合创新；应用大数据、人工智能、边缘计 算等技术提升信息系统学习与认知的能力，利用 AR/VR等技 术形成人机混合增强智能。 关于加快推 进国有企业数 字化转型工作 的通知 2020-09 国务院 加快建设推广智慧电网、智慧管网、智能电站、智能油田、 智能矿山等智能现场，着力提高集成调度、远程操作、智能 运维水平，强化能源资产资源规划、建设和运营全周期运营 管控能力，实现能源企业全业务链的协同创新、高效运营和 价值提升。 煤矿智能化 建设指南 （2021年版） 2021-06 能源局、矿 山安监局 坚持分类建设和分级达标相结合，建立健全智能化煤矿建设、 评价、验收与奖惩机制。重点突破适用于不同条件的智能化 技术与装备，培育建设一批智能化示范煤矿，科学制定实施 煤矿智能化建设与升级改造方案，加大煤矿智能化技术资金 投入、人才投入和政策支持力度，提升成熟度与可靠性。坚 持把煤矿减人、增安、提效和提高职工的幸福感与获得感作 为智能化煤矿建设的根本目标，通过实施新一代信息技术提 高煤矿智能化水平，促进煤矿安全、质量、效率与效益的稳 步提升。 智能矿山建 设规范征求 意见稿 意见征求已 于2021年1 月截止 自然资源部 涵盖金属矿、非金属矿、煤矿的智能化建设标准，包括基础 设施、资源管理、采矿、选矿、生态环境保护、矿山大数据 应用与智能决策，具有系统性、全面性和技术指导性 简单提及 智能矿山 的建设 从煤矿入 从煤矿入 手，推出 指导意见 和建设指 南，煤矿 智能化相 关政策逐 步完善 中国在政 策、资金、 人才、技 术方面给 与企业智 能化转型 支持 智能化矿 智能化矿 山建设从 煤矿逐渐 扩展到非 煤类、对 有色金属 给与了明 确的指导 建议9 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 中国智能矿山行业利好政 策仍未 密集出 台，其 发展或 仍需经 历较长 时间的 政策导 入阶段 后 方可进入市场化提速阶段 智能化矿山市场现状及发展困难 中国智能矿山发展仍处于政策驱动的起步阶段 现阶段中国智能矿山已经在煤矿行业完成了起步发展阶段，但其在非煤类矿山的应 用仍处于探索阶段，目前仅在铁、金、铜等主流金属矿山项目开始了智能矿山的尝 试。因此尽管智能矿山的建设系矿业智能化转型升级大势所趋，但是其在现阶段的 发展仍缺乏动力，严重依赖于政策扶持。 与新能源汽车行业类似，智能矿山和新能源汽车的发展在早期阶段缺乏规模效应， 导致成本过高、经营效益不足，因此市场渗透率难以大幅提升。而新能源汽车行业 通过政策文件的密集出台加速了市场的培育，进而最终实现了新能源汽车的自发性 市场化发展。反观智能矿山产业，目前矿企探索智能化改造更多是为了满足政策层 面的要求，其带来的经济效益未能大幅超过智能化建设投入。因此，鉴于该行业利 好政策尚未密集出台，智能矿山行业或仍需经历一段时间的政策导入阶段后方可进 入市场化提速发展阶段。“十四五”期间相关政策的走向值得关注。 智能矿山存量市场发展空间巨大，未来将逐步向增量市场拓展 从趋势上看，目前中国智能矿山在非煤领域的建设多以存量矿山智能化改造为主， 以数字化、智能化为核心理念建成的全新的智能矿山数量较少。鉴于非煤类存量矿 山数量庞大且智能化改造需求显著，预计未来十年内中国智能矿山的发展都将以存 量非煤类矿山智能化改造为主，增量智能矿山建设为辅。而随着存量市场基本实现 智能化改造后，增量矿山的建设都将以智能矿山为主。 来源：专家访谈，头豹研究院 智能矿山发展现状及困难 政策层面缺乏整体规划 政策层面缺乏整体规划 非煤类市场智能化探索程度低 非煤类市场智能化探索程度低 智能矿山评价体系缺失 智能矿山评价体系缺失 矿山智能化改造产生效益不足 矿山智能化改造产生效益不足 智能化矿山人才引入缺乏 智能化矿山人才引入缺乏 存量煤类智能矿山 存量非煤类智能矿山 传统矿山 增量智能矿山开拓 矿业全面数字化、智能化升级 以 安 全 为 导 向 、 政 策 为 驱 动 行业发展最终目标 当前智能矿山发展阶段 起步阶段 发展 阶段10 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 智能化矿山的落地主要分 为三个 阶段， 中国现 有6 0%的矿山 完成了 第一阶 段数据 化阶段 的转 型，10%的矿山进 入自动 化阶段 ，当前 中国暂 无矿山 实现第 三阶段 无人化 采矿生 产 中国智能矿山落地阶段 来源：专家访谈，头豹研究院 智能化矿山落地阶段 第一阶段 数据化阶段 完成度60% 实现企业的基础运营的数据化，完成基础的通讯基础设施建设 基础通讯基站和网络基站的建设，使矿场具备智能化的条件 实现地质数据矿山模型的数字化 实现数字办公ERP的搭建 完成监控设备系统的搭建 第二阶段 自动化阶段 完成度10% 第三阶段 无人化阶段 完成度0% 实现数字采矿和数字选矿，实现系统化 管理运营：通过智能系统井下情况保持监测，实现可视化 智能运输：实现井下的智能运输和安全提升 人员管理：实现对人员的精准定位，保护矿工安全 实现数字选矿，使用自动或半自动系统提升选矿效率 生 产 阶 段 整体 布局 实现矿山整体管控系统搭建和数据上云，实现多系统整合 实现矿山智能化，最大化精简现场操作人数，尽可能实现无人化 矿山实现全自动化开采及后续流程，矿山设备全部联网上云，最大程 度上精简现场人工数量 根据大数据实现对矿山的实时监测，提高生产效率，减少风险的产生11 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 非煤矿山种类繁多，其中 金属矿 中的黑 色金属 及有色 金属因 消费量 庞大、 市场成 熟度高 等 因素更加具备矿山智能化 发展前 景 哪些非煤类矿山更具智能化发展前景？ 非煤矿山种类繁多，矿山智能化有望朝该领域发展 矿山的分类方式较多，目前业内较为主流的分类方式系将其分为煤类矿山与非煤类 矿山，主要原因系煤矿需求量庞大，开采方式特殊。而非煤类矿山实际上包含了除 煤矿以外所有其余矿山种类，又可被分为金属矿及非金属矿山。煤类智能化矿山因 建设难度低、市场空间庞大等因素已经率先开始了智能化转型，例如五矿集团智能 化综采工作面的成功试车等。而随着煤类矿山智能化建设的稳步推进，非煤类矿山 将有望成为下一阶段智能矿山探索的重点细分领域。 黑色金属及有色金属最具矿山智能化发展前景 非煤类矿山中金属矿市场规模及未来增量空间较非金属矿更加庞大，其中又以黑色 金属及有色金属两类最具发展前景，合计共占全球金属总量的95%。而中国的非金 属矿产业因存在产品档次低、附加值低、产品系列化程度低，过剩和短缺等问题， 短期内智能化转型市场驱动力不足。故中国智能矿山的发展路径将由煤类矿山向非 煤类的黑色金属及有色金属逐步拓展。 鉴于非煤类矿山细分赛道较多，本报告将聚焦于黑色金属的铁矿以及有色金属的铜 矿进行深入讨论。主要原因包括（1）铁矿及铜矿产业成熟度高，智能化转型具备 较好的行业基础；（2）铁矿及铜矿产业下游需求旺盛，智能化转型效益更高；（3） 金属矿山关键环节相似性高，模式可复制性强。有色金属赛道除铜矿外，金矿、铅 锌矿、镍矿同样具有良好的智能矿山发展前景，但受限于本报告篇幅原因将不做深 入分析。 来源：头豹研究院 矿山的分类 矿山 金属矿 非金属矿 煤矿 黑色金属 贵重金属 有色金属 稀有金属 稀土金属 分散元素金属 铁 铜 建筑材料 化工原料 电气及电子工业原料 冶金工业辅助原料 轻工原料 宝石类及光学材料 非煤类矿 按 照 工 业 用 途 分 类 按 照 金 属 特 性 分 类 本报告研究范畴 烟煤 无烟煤 按 照 碳 含 量 分 类 第一阶 段 第一阶 段 第三 阶 段 背景：煤类矿山开始智能化探索 案例：五矿集团智能化综采工作面 原因：煤矿智能化建设难度低、市场 空间庞大 背景：非煤类矿山开始智能化探索 案例：城门山铜矿智能化升级 原因：煤矿智能矿山初期探索完成、 金属矿智能化前景可观 背景：智能矿山批量建设应用 案例：无 原因：矿山智能化初期经验积累完成、 示范项目顺利落地运行12 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 中国铜矿 资源 具有分布 分散 、中小型 矿床 多、露天 开采 模式少、 储量 少、需求 量大 等特点。 鉴于中国铜矿需求量较大 ，短期 内中国 铜矿产 量将继 续维持 在较高 水平 中国铜矿山宏观情况 中国铜矿分布较为分散，多以中小型矿山存在 从矿产资源分布来看，中国东西部铜矿储量分布差异较大，西南地区资源最为丰富。 占比上中国铜矿资源储量前五大省分别为西藏、江西、云南、内蒙古和新疆， CR550%。 从矿山数量来看，中国已探明的铜矿矿床超过900座，但多为储量不足100万吨的中 小型矿床。目前储量超过250万吨以上的矿床主要集中在西藏、云南、江西三地， 包括德兴铜矿、玉龙铜矿等。而鉴于有色金属成矿方式特殊，单一的铜矿矿床较少， 大型矿床多以共伴生矿为主，其中富含金、银、铜等多种有色金属资源。 从矿山开采方式来看，中国超过90%铜矿矿床采取地下方式开采，而现有露天开采 矿山也正陆续转为地下开采模式。据头豹调研了解到，未来部分新开启项目将采用 露天开采形式，但整体铜矿市场仍将以地下开采模式为主。 本土铜矿储量较少，对外依存度高 作为铜矿消费大国，中国的铜矿储量、产量和消费量严重不匹配。其中储量约为全 球3%，产量约为全球8.2%（年均产量稳步提升，2018-2020年间平均产量约170-180 万吨），而消费量却达到全球近50%。在刨去出口部分之后，中国铜矿的对外依存 度高达80%-90%，需求量有望进一步提升。因此，作为铜矿资源并不富裕的国家， 中国的产量压力较高，短期内铜矿产量将继续维持在较高水平。 来源：专家访谈，头豹研究院 中国铜矿储量分布情况，2020年 无数据 0-100 100-500 500-1,000 1,000以上 中国铜矿产量及储量基本情况，2019年 单位：【万吨】 3. 0% 97. 0% 中国铜矿储量 其他国家储量 8. 2% 91. 8% 中国铜矿产量 其他国家产量 德兴铜矿 玉龙铜矿 普朗铜矿 部分典型大型矿床 多龙铜矿 甲玛铜矿 驱龙铜矿 22.6% 14.0% 14.0% 7. 2% 5. 9% 5. 0% 4. 7% 3. 9% 2. 7% 2. 6% 17. 2% 西藏 江西 云南 内蒙古 新疆 安徽 黑龙江 甘肃 广东 湖北 其他 铜矿对外依存度： 80%-90% 铜矿年平均产量： 170-180万吨 露天铜矿占比： 10% 备注：2020年新冠疫情对行业带来了较大不确定性，为保证客 观，故采用2019年数据13 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 从业人员老龄化、基础劳 工及高 质量人 才流失 系行业 发展的 主要痛 点。因 此以人 力为核 心 探索铜矿产业智能化转型 系当前 阶段最 有效的 切入角 度 铜矿开采行业发展痛点与企业诉求 人员流失系铜矿开采行业智能化转型重要因素之一 现阶段智能矿山仅完成了煤矿领域的大批量建设，黑色及有色金属行业智能化发展 仍处于起步阶段。在探索铜矿行业智能化转型的发展痛点时发现，人员是该行业智 能化转型的核心因素。正是由于从业人员年龄结构发生变化且年轻群体入行意愿降 低，部分开采环节出现无人可用的情况，进而对经营的持续性造成了严重影响。加 之政策层面对于矿业的安全性、环保性要求的提升，铜矿企业在非利润驱动的情况 下开始探索智能化转型可能性。 以人为核心探索矿山智能化符合当前形势 根据头豹调研了解到，目前铜矿企业的智能化投入约为百万元级别，政府补贴投入 较低，如铜陵有色部分项目信息化专项投入约为400-500万元。多数项目智能化建 设带来的经营效益提升尚不能填补相关支出，因此以利润提升为导向探索铜矿产业 智能化建设在现阶段并不具备实际意义。而以人为导向，通过解决关键环节的用人 问题去参与智能化改造和建设更符合企业发展诉求，具备更强的项目落地可能性。 行业智能化转型长期确定性高，短期具有较多阻碍 相比于煤矿、铁矿等矿产资源，铜矿因总产量小、单个矿山储量小等因素在智能矿 山建设上缺乏竞争力，同时企业资金投入意愿不足、行业缺乏矿山智能化统一共识， 导致行业智能化转型陷入恶性循环。除此之外，人员流失尚未到最坏情况以及智能 矿山专业性人才缺失也是铜矿行业智能化转型发展较慢的重要原因。 来源：专家访谈，头豹研究院 铜矿智能矿山发展痛点及阻碍 2020年铜矿企业智能化投入水平： 百万级 2020年政府铜矿智能化建设补贴： 十万级 未来企业智能化投入水平： 千万级 从业人员老龄化趋势显现 基础劳工及高质量人才流失 矿产开采安全性要求日趋严格 矿产开采环保要求日趋严格 从业人员老龄化趋势显现 基础劳工及高质量人才流失 矿产开采安全性要求日趋严格 矿产开采环保要求日趋严格 行业体量有限，智能化建设缺乏经济效应 企业智能化建设资金投入不足 智能化建设尚未形成统一共识 行业缺乏专业性人才参与后期智能化运营 人员流失问题尚未进入最差阶段 行业体量有限，智能化建设缺乏经济效应 企业智能化建设资金投入不足 智能化建设尚未形成统一共识 行业缺乏专业性人才参与后期智能化运营 人员流失问题尚未进入最差阶段 以人力为核心探索铜矿产业智能化转型系当前阶段最有效的切入角度 行业发展痛点： 智能化转型阻碍： 政策及人员流失倒逼行业智能化升级 政策及人员流失倒逼行业智能化升级14 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 当前阶段铜矿行业的智能 化水平 较低， 智能化 建设多 集中在 回采、 回填以 及选矿 环节， 未 来或将率先从上述环节实 现智能 化升级 铜矿开采行业智能化升级路径 矿山开采流程中的回采、回填以及后续的选矿环节具备更佳智能化建设意义 按照流程，铜矿矿山的建设简单可以被分为七个步骤，分别为矿床开拓、矿块采准、 切割、回采、矿柱回收、回填以及选矿。其中铜矿的采选环节是最为重要的部分， 即是从回采到选矿之间的流程。 从理论层面来看，铜矿建设施工的全流程都可以进行智能化改造及建设。例如在开 拓环节使用地质资源管理系统、矿山测量管理系统等；在开采过程使用智能通用仪 器、采矿仪器等；在选矿阶段采取各类智能化操作系统等。但从实际发展角度出发， 当前阶段铜矿行业的智能化水平较低，智能化建设多集中在回采、回填以及选矿环 节，主要原因是上述环节人工占比成分较大、可采取智能化手段多、改进增益效果 大等。未来或将率先从上述环节实现智能化升级： 回采环节是完成矿床前期建设后正式开始采掘的主要步骤，因此在智能装备、通风 系统、排水系统、矿井提升系统、井下运输操控系统等方向上具备良好的智能化探 索空间； 回填环节是矿床资源采掘殆尽后处于安全考虑对矿井进行填充的后续保障环节，目 前已有相关自动化填充智能系统在建设及使用； 选矿环节虽不属于采矿流程但在采选一体化的矿业发展趋势下同样具有重要价值， 通过应用各类智能化操控系统如破碎自动化处理、磨矿分级过程自动化处理可以有 效提升铜矿加工处理效率进而提升经营效益，因此或将成为率先智能化升级的环节。 来源：专家访谈，头豹研究院 重点推荐智能化建设项目（深色为重点） 矿床开拓 矿块采准 切割 选矿 回填 矿柱回收 智能通用仪器仪表 智能采矿仪器仪表 智能选矿仪器仪表 智能露天采矿装备 智能地下采矿装备 智能选矿装备 地质资源管理系统 矿山测量管理系统 采矿智能设计系统 矿山供电监控系统 矿井压风自动监控系统 矿井通风自动控制系统 矿山排水自动监控系统 矿山尾矿充填自动控制系统 矿井提升自动控制系统 采矿装备状态监控系统 采矿装备高精度定位系统 采矿无轨装备远程操纵系统 采矿无轨装备精细化管理系统 斜坡道信号控制系统 固定式作业装备远程控制系统 溜井料位监测系统 有轨运输过程远程控制系统 露天采矿卡车调度系统 破碎过程智能化操作 磨矿分级过程智能化操作控制 选别过程智能化操作控制 浓缩脱水过程智能化操作控制 矿山人员管理系统 矿山装备碰撞预警系统 矿山安全监测及避险系统 虚拟采矿 虚拟选厂 设备远程运维 智能矿山综合集成与管控一体化系统 矿山大数据分析与处理中心 智能矿山决策支持系统 备注：上述重点发展项目环节根据业内专 家意见综合得出，不构成投资决策 铜矿建设主要步骤 回 采 智能化率先升级环节15 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 中国铜矿 开采 行业的智 能化 升级路径 将有 望以三步 走的 方式最终 实现 无人化、 智能 化作业， 具体将按照智能化系统由 独立向 局部连 通到全 联网互 通的方 式实现 铜矿开采行业智能化升级趋势洞察 铜矿存量市场智能化转型驱动力不足，新建矿山或成为未来主要增长点 结合业内专家意见以及智能矿山宏观发展趋势研判得出，中国铜矿智能矿山的发展 将具备三个阶段： 智能化1.0阶段：鉴于铜矿市场的智能化转型缺乏利润驱动且由于市场体量较小短 期发展动力不足，初期的智能化建设将以单一系统为主。以市场上典型案例为例， 铜陵有色针对重点环节开展了检测系统智能化建设、生产调度智能化建设以及井下 运输智能化建设。而云南黄金则针对井下运输和填充环节分别进行了智能化系统的 建设。而针对运输、充填、环境监测控制、选矿几大方面的智能化系统研发及建设 也将是该阶段的主要方向。在智能矿山项目的选取上，若政策没有强制要求存量铜 矿山进行智能化建设则相关项目将缺乏动力开展智能矿山改造。因此十四五期间对 于已建成矿山的智能化建设要求将是存量矿山是否会进行智能化转型的关键因素。 智能化2.0阶段：新建矿山预计将在政策以及企业自身的驱动下探索在特定生产环 节的整体智能化系统建设，例如在1.0期间成熟应用的井下开采智能装备、环境监 测系统、井下运输设备及操控系统等，将有望以回采环节为核心实现各系统及装备 的打通，从而实现局部数据互通及协同应用。 智能化3.0阶段：待技术成熟后新建铜矿项目将有望真正实现智能矿山整体建设， 从而实现从矿床开拓到选矿环节的全流程无人化、智能化作业，但该阶段实现难度 较大，目前仅存在理论可能性。 来源：头豹研究院 铜矿智能矿山发展趋势研判 铜矿开采行业智能化1.0阶段 铜矿开采行业智能化1.0阶段 铜矿开采行业智能化2.0阶段 铜矿开采行业智能化2.0阶段 铜矿开采行业智能化3.0阶段 铜矿开采行业智能化3.0阶段 独立智能化系统建设及使用 多个智能化系统系统运行 全智能化系统联网协作 以个别特定环节的系统、装 备智能化转型升级为主，例 如运输系统、通风系统、提 升系统等 存量矿山中接近收尾阶段的 中后期项目缺乏智能化改造 动力、前期项目是否进行智 能化建设将取决于政策导向 以新建矿山在部分环节采取 智能化建设为主，例如在采 选环节实现整体智能化建设 增量矿山项目开发企业因政 策、项目周期等因素将具备 较强的智能矿山建设意愿 以新建矿山整体智能化统筹 建设为主，具备各环节数据 互通及协作能力，最终实现 铜矿的无人化、智能化作业 铜矿产业智能化典型案例 铜陵有色金属集团 云南黄金集团 智能化项目：有轨运输无人驾驶电 机车系统项目、充填控制系统 项目评价：系铜矿矿山智能化尤其 在高海拔地区重要核心技术成果转 化的重要实践 智能化项目：监测系统、智能调度 系统、无人驾驶电机车运输系统 项目评价：作业行业领先企业积极 探索铜矿开采产业“机械化换人、 自动化减人”，具有重要示范意义16 头豹行业研究 | 2021/06 中国：智能矿山系列 400-072-5588 中国铜矿开采行业属于高 度垄断 行业， 市场集 中度较 高。前 六大铜 矿开采 企业年 产量占 30 0 余家企业总产量的60 % 以 上 中国铜矿企业图谱 来源：头豹研究院 中国铜矿企业图谱，2021年 梯队类别 企业名称 企业