随着绿色发展理念落地,物联网、北斗、人工智能、无人作业等技术快速迭代,绿色、智能、装备三者深度耦合,已经成为推动自然资源治理体系和治理能力现代化的重要物质技术支撑。以绿色为价值导向,以智能为技术路径,以装备为硬件载体,推动勘查、开采、修复、监管全链条转型升级,对统筹资源保护开发、实现人与自然和谐共生具有重要意义。从绿色勘查到矿山建设,从国土空间生态修复到执法监管,绿色智能装备正在重构自然资源治理模式。“两山”理念引领绿色勘查装备突破发展。传统大型钻探设备进场,往往需要修筑临时道路,清理大面积地表,对草原、湿地、林地等生态敏感区造成扰动。模块化轻量化绿色勘查钻机得到广泛推广,推行“一基多孔、一孔多支”施工工艺,压缩作业平台占地面积,减少设备搬迁频次,最大限度降低地表扰动。在青藏高原、内蒙古草原等生态脆弱区,便携式全液压模块化钻机,拆解后可依靠车辆、人力转运进场,无需大规模开挖修路,单孔施工占地可压缩至传统钻机的三分之一,实现“少修路、少占地、少破坏”的绿色勘查模式。航空物探、高光谱遥感、地面智能物化探采集设备协同发力,通过天空地联合探测,提前圈定找矿靶区,改变过去“广撒网”式勘查模式,减少地面实物工作量。部分项目投入物化探勘查机器人,依托自主导航完成山地、戈壁区域数据采集,规避人员野外作业风险,为新一轮找矿突破战略行动智慧赋能。
绿色勘查装备迭代直接推动矿业开发模式转型。全国数千座省级以上绿色矿山建设实践表明,淘汰高耗能高排放设备,推广电动化、智能化采掘运输装备,是矿山转型升级的必由之路。纯电动矿卡、电动装载机替代传统燃油设备,消除矿区尾气排放,降低噪声污染;依托5G、北斗定位、雷达感知,无人驾驶矿用运输车辆在露天矿山投入应用,操作人员从高危作业现场转移至远程操控中心,实现“机械化换人、自动化减人”。洛阳钼业三道庄矿区投入6台80吨级纯电动矿卡、6台纯电动装载机,每年合计减少碳排放153.5吨,能耗成本大幅下降;重钢西昌矿业太和铁矿部署18台纯电矿卡,其中8台实现无人驾驶,累计安全运行30万千米,过去需要72名驾驶员的岗位,如今仅需8名工作人员在操控中心值守,安全与节能效益同步显现。选矿环节智能控制系统动态调节药剂投放、流量转速,减少药剂浪费,提高资源利用效率;山东莱州三山岛金矿依托5G+井下智能采掘装备,生产效率提升20%,综合能耗降低15%,低品位矿石回收率得到有效提升。生产调度平台汇聚采掘、运输、选矿全流程数据,实时监控能耗、排污、安全风险,把“边开采、边修复”落到实处。
山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,离不开修复装备的有力支撑。国土生态修复项目点多线长,很多边坡、山地、沙化区域人工施工难度大、风险高。智能喷播机器人、边坡复绿无人机,能够完成高陡边坡植被重建作业,精准配比种子、基质、肥料,减少物料浪费,提升植被成活率。江西余干县废弃矿山修复现场,面对坡度超80度的高陡岩质边坡,修复无人机承担基质、苗木物资吊运作业,解决人员无法抵达的施工难题,让历史遗留矿山“伤疤”逐步复绿;在内蒙古鄂尔多斯黄河“几字弯”治沙现场,智能植树机器人、智能沙障铺设机大显身手,机器人5秒即可种下一株沙柳,自动调节种植深度与土壤墒情,苗木成活率由60%提升至85%以上,一台设备作业效率相当于120名熟练工人,治沙告别传统人海战术。修复现场布设土壤墒情、植被、水文多源感知终端,对修复成效开展长期动态监测,扭转过去“重施工、轻监测评估”的局面,实现工程实施与效果评价闭环管理;四川开展矿山生态修复实景三维监测项目,集成无人机倾斜摄影、地面传感器,构建矿山修复三维底座,实现对历史遗留矿山修复成效动态评估,破解“人到不了、尺量不准、变化看不清”的行业痛点。
在调查监测与执法监管方面,天空地一体化智能装备密织自然资源监管网络。以卫星遥感为天上感知,自动机巢无人机实现常态化自主巡航,地面智能视频、倾角雨量监测终端作为地面支点,构建立体感知体系。依托 AI识别算法,自动识别耕地“非农化”、“非粮化”、越界开采、违法占地等线索,形成“发现—派单—核查—处置”闭环,弥补传统人工巡护覆盖面不足、人力成本高的短板。安徽天长部署多套无人机自动机巢,对重点林区、耕地保护区开展常态化巡航,AI算法自动识别乱砍滥伐、违法占地线索,发现问题十分钟内即可推送至管护人员处置,巡查效率成倍提升。实景三维采集装备快速构建国土空间三维底座,服务国土空间规划、历史遗留矿山核查。福建邵武建设全域空天地一体化地质灾害监测示范项目,在隐患点布设倾角、雨量、位移监测设备,结合无人机机动巡查,实现滑坡、崩塌风险提前预警,预警信息直达基层责任人,构建起完整的风险预警处置链条;红外相机等设备用于生物多样性监测,为生态保护成效评价提供客观数据。
但是,当前绿色智能装备在自然资源领域推广应用仍面临问题。
一是装备供给与复杂野外场景不适配,部分国产装备核心传感器、关键零部件在极端环境不稳定。国家电投内蒙古南露天煤矿投入的百吨级纯电动无人驾驶矿卡,专门攻克零下30摄氏度低温电池适配难题,也从侧面反映出极端工况装备研发难。二是数据壁垒突出,勘查、开采、监测设备采集的数据难以互通,海量野外采集数据没有充分转化为管理决策依据,装备效能没有充分释放。三是人才队伍建设滞后于装备发展速度。基层自然资源管理部门、地勘单位,既懂自然资源业务,又懂装备运维、数据分析的复合型人才紧缺。四是市场激励机制尚不健全。虽然使用新装备能够减少环境扰动、降低生态修复成本,但企业短期主动更新设备的内生动力不足。
面向新时代自然资源高质量发展要求,要多措并举打通技术、标准、人才、市场各个环节,释放绿色智能装备的实践价值。一是要强化关键技术攻关。针对高寒、戈壁、喀斯特等不同地貌生态区域开发轻量化、模块化定制化产品。二是要加快制定自然资源领域绿色智能装备行业标准,推动各类装备与自然资源“一张图”、实景三维底座对接,把装备采集的数据转化为资源评价、生态预警、违法行为识别、修复成效评估的决策依据。三是要完善财税金融政策激励机制,激发矿山企业、地勘单位共享、更新绿色装备的主观能动性。四是要面向自然资源系统、地勘单位、矿山企业开展分层分类培训,普及装备操作、数据分析、成果应用知识,培养业务与技术兼备的复合型人才。规范无人装备野外作业流程,守住安全生产底线。
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