中国兵器工业集团特能集团江南化工所属北方爆破公司研制的 AI 智能钻机完成的首次实地作业

中国经济报导：在湖北阳新的露天矿区，一台橘红色的钻机正自主规划路径，精准对准孔位，在无人干预的情况下连续作业 8 小时，钻孔定位误差控制在 2 厘米以内，效率较传统设备提升 30%，油耗反而降低 25%。这不是科幻电影中的场景，而是中国兵器工业集团特能集团江南化工所属北方爆破公司研制的 AI 智能钻机完成的首次实地作业。这一突破性进展，标志着我国矿山钻孔正式迈入无人化、智能化时代。

从 "人控" 到 "智控" 的技术革命

AI 智能钻机的核心突破在于构建了一套完整的 "环境感知 - 智能决策 - 精准执行" 闭环系统。在环境感知层面，设备融合了 GNSS 全球导航、惯性导航系统（INS）和激光雷达的多源定位技术，即使在无通信信号的偏远矿区，也能实时推算自身空间位置和姿态，结合数字地形模型（DTM）实现全自动寻孔路径规划。这种多源融合定位方案解决了传统钻机依赖人工定位、效率低下且精度不足的痛点，为无人化作业奠定了基础。

在精准执行环节，六轴姿态传感器（IMU）和高频控制回路组成的动态修正系统发挥着关键作用。面对崎岖地形或不规则坡面，系统能通过深度学习模型实时调整钻臂姿态，将孔位角度误差控制在 ±1° 以内，对孔精度达到 ±2cm 的毫米级标准。中国矿业大学的专家评价指出，这种动态姿态修正技术特别适用于复杂地质条件下的精准钻孔需求，为后续爆破作业的安全性和经济性提供了重要保障。

最具创新性的当属其自适应钻孔控制算法。该系统能实时监测岩层硬度变化，自动调整推进力、回转速度和冲击频率等核心参数。当遇到坚硬岩层时，会自动增大冲击功率；探测到松软地质则减小推进力防止塌孔，通过动力分配优化模型实现了不同岩性条件下的高效稳定钻进。这种 "见招拆招" 的智能调节能力，正是 AI 技术赋能传统装备的典型体现。

安全与效率的双重飞跃

矿山作业中，安全始终是首要 concern。AI 智能钻机通过构建多层防护体系，将安全保障提升到新高度。设备周身部署的 360° 全景摄像头和激光雷达形成虚拟安全围栏，能实时监测周边人员和障碍物，避障精度达 98% 以上，近人停机反应时间小于 1.2 秒。这套系统相当于为钻机装上了 "火眼金睛"，从根本上避免了传统作业中因视觉盲区导致的安全事故。

在设备自我保护方面，基于多维信号的异常工况识别模型可实时分析转速、电流、压力等数十项参数，在卡钻等故障发生前 3 秒发出预警，并自动降低负载或切换至反钻模式，使卡钻风险降低 80% 以上。核心数据处理单元则持续监测关键部件状态，一旦发现温度过高、压力异常等情况，立即启动自检程序并采取停机、报警等措施，有效防止故障扩大。

效率提升同样显著。阳新矿区的实践数据显示，AI 智能钻机单孔作业时间较传统设备缩短近三分之一，同时油耗降低 25%，单孔成本下降 18%。这种 "降本增效" 的双重效益源于 AI 算法对设备潜能的充分挖掘 —— 通过精准控制避免无效能耗，通过参数优化减少无效作业，实现了资源投入与产出的最优配比。

重构矿山生产模式的行业影响

AI 智能钻机的诞生恰逢我国矿业智能化转型的关键期。根据行业预测，2025 至 2030 年中国采矿钻机市场规模将以 8.5% 的年复合增长率增长，至 2030 年突破 150 亿元，其中智能化设备将成为增长主力。兵器工业集团的这一突破，打破了国外企业在高端智能钻机领域的技术垄断，使我国在矿山无人钻孔领域实现了从 "跟随" 到 "引领" 的跨越。

与国际同类产品相比，国产 AI 智能钻机展现出独特优势。瑞典阿特拉斯・科普柯的 SmartROC T40 钻机虽能自动调整参数，但效率提升仅为 25%；美国 Schramm 公司的 T685XD 钻机依赖 5G 专网，在无通信环境下表现受限。而国产设备在保持同等智能化水平的同时，更适应我国复杂多样的地质条件和矿区环境，成本优势更为明显。

从政策层面看，该成果完美契合《十四五矿产资源发展规划》中 "鼓励先进钻探技术应用" 的要求，也是落实 "中国制造 2025" 高端装备创新工程的具体实践。国资委在官方报道中特别强调，这一突破对推动矿山行业转型升级、发展新质生产力具有重要意义，将加速绿色矿山、智慧矿山建设进程。

智能化浪潮下的未来图景

AI 智能钻机的成功只是起点。行业专家指出，未来随着 5G+AI 技术的深度融合，智能钻机将向 "预测性维护 + 多机协同 + 全流程数字化" 方向发展。北方爆破公司已开始探索多台智能钻机的协同作业模式，通过数字孪生技术构建虚拟矿区，实现钻孔作业的全局优化调度。

在应用场景拓展方面，该技术已显示出在金属矿、煤矿、地热开发等领域的适配潜力。特别在高寒矿区等恶劣环境中，AI 智能钻机可有效解决人工操作难题，实现低碳少人化生产。中东市场也对该技术表现出浓厚兴趣，相关企业已就 "AI + 岛式钻井技术" 的合作展开洽谈。

对于矿工而言，这场技术革命意味着工作方式的根本转变 —— 从危险的钻孔现场转向舒适的远程控制中心，通过屏幕和数据监控设备运行。这种转变不仅大幅降低劳动强度，更从根本上改变了矿山行业 "傻大黑粗" 的传统印象，吸引更多年轻技术人才加入。

兵器工业集团 AI 智能钻机的研制成功，不仅是一项技术突破，更是我国矿山装备制造业转型升级的缩影。它标志着我国在高端矿山装备领域已具备自主创新能力，为矿业高质量发展注入强劲动力。随着技术的不断成熟和成本的逐步降低，无人化钻孔将成为矿山生产的新常态，推动整个行业向更安全、更高效、更绿色的方向迈进。