本文分析机器人暂无法完全替代煤矿危险作业的原因,提出煤矿智能化需结合技术、管理与保障降低矿工风险。 ## 1. 双重风险倒逼煤矿智能化推进 我国煤矿安全生产水平提升,全国煤矿百万吨死亡率从2016年的0.156降至2025年的0.045,降幅超70%,但风险并未消失:2023年百万吨死亡率回升至0.094,同比增长23.7%,事故死亡人数增加27.92%。除突发矿难,尘肺病问题突出:截至2022年底,全国累计报告职业病中职业性尘肺病占比约90%,2023年新报告尘肺病占当年职业病新发病例三分之二以上,且暂无有效治愈手段。因此矿工面临事故与职业病双重风险,煤矿智能化、机器人替代高危作业的需求迫切。 ## 2. 当前煤矿机器人的应用进展 国家层面持续推进煤矿智能化:2016年提出重点煤矿区基本实现工作面无人化,2020年将煤矿智能化上升至国家规划,先后发布研发目录扩展至7大类56种,已有66处煤矿入选智能化示范/试点名单。目前**技术成熟、应用广泛的多为流程固定、规则明确、环境可控的巡检、运输类机器人**,可替代工人完成24小时连续监测,仅异常处置需要人工介入;掘进、采煤等高危场景的技术仍在研发验证中。 ## 3. 高危作业难以完全替代的技术障碍 煤矿井下是工业领域最恶劣的工况之一,作业环境随开采动态变化,地质条件复杂多变,是机器人应用的最大技术壁垒。机器人需突破三大基础能力瓶颈:一是防爆设计难度随智能化程度提升而增加,同时存在机械结构设计矛盾与续航限制,难以保证井下稳定安全运行;二是煤尘、水雾干扰传感器工作,目前机器人仅能实现异常检测,距离稳定可靠的自主异常处置仍有差距,不具备矿工的环境综合感知能力;三是煤矿属于GPS拒止环境,空间动态变化和封闭巷道影响定位精度与通信质量,易出现控制、传输故障。 ## 4. 落地障碍与煤矿智能化的现实方向 除技术瓶颈外,煤矿机器人还面临现实落地障碍:定制化改造成本综合投入常高于人工成本,且行业标准不统一、系统兼容性不足,产业生态尚未成熟,技术验证迭代周期长。煤矿高度依赖依赖现场经验形成的隐性决策能力,复杂危险场景的临场处置能力目前难以被机器替代。因此**煤矿智能化的现实目标是“少人化”而非完全“无人化”**:机器人承担高风险、高重复的标准化工作,让人退出高危作业现场,复杂决策、应急处置等仍由人完成,核心目标是降低人员暴露风险。 ## 5. 机器人并非煤矿安全的终极解法 机器人只能减少人员暴露风险,无法消除地质灾害突发性,也无法替代安全管理与制度建设,违规作业、管理漏洞仍是重大事故的重要诱因,同时还可能带来系统故障、网络安全等新风险。提升煤矿安全需要技术进步、安全管理与劳动保障共同发挥作用,核心是保障下井矿工的安全与权益。
为什么机器人还替代不了矿工?
2026-06-25 11:56

为什么机器人还替代不了矿工?

本文来自微信公众号: RUC新闻坊 ,作者:人大新闻系


5月22日19时29分,山西沁源县通洲集团留神峪煤矿发生瓦斯爆炸事故。次日,长治市通报称,事故造成82人遇难、2人失联、128人受伤。这是2009年以来国内死亡人数最多的煤矿爆炸事故。


每当重大矿难发生,一个问题都会被反复提起:既然机器人已经能够驾驶汽车、进入工厂、完成复杂生产任务,为什么煤矿里的危险工作仍然需要人来完成?


事实上,关于“机器人下井”的探索已经持续多年。2016年,国家发展改革委、国家能源局《能源技术革命创新行动计划》提出重点煤矿区基本实现工作面无人化[1];2020年,国家八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》[2],将煤矿智能化建设上升至国家规划层面。


如今,机器人究竟替代了哪些矿工的工作?那些最危险的岗位为何依然离不开人?当矿难仍在发生,机器人距离成为煤矿安全生产的“解法”还有多远?



过去十年间,我国煤矿安全生产水平持续提升。根据历年《国民经济和社会发展统计公报》,全国煤矿百万吨死亡率由2016年的0.156下降至2025年的0.045,降幅超过70%[3][4]。


然而,死亡率下降并不意味着风险的消失。2023年,全国煤矿百万吨死亡率一度回升至0.094,同比增长23.7%;当年共发生煤矿安全事故113起,较上一年减少10.32%,但死亡人数却增加27.92%[5]。重大事故虽然变得更加少见,但一旦发生,仍可能造成严重伤亡。


对于矿工而言,风险也不仅只来自矿难。职业病往往以更缓慢、更隐蔽的方式影响从业者。



尘肺病仍是我国最严重、最普遍的职业病。国家卫生健康委数据显示,截至2022年底,全国累计报告职业病103.8万例,其中职业性尘肺病92.6万例,占比约90%[6]。仅2023年一年,全国新报告职业性尘肺病8051例,占当年职业病新发病例的三分之二以上[7]。


掘进、采煤、爆破等作业过程中产生的大量煤尘和岩尘,长期吸入后会持续损伤肺部组织,渐进地损害呼吸功能。严重者无法平卧,只能保持坐姿或跪姿。而截至目前,尘肺病仍缺乏有效治愈手段[8]。


一边是突发事故带来的生命威胁,一边是职业病造成的长期健康损害。在这样的双重风险之下,煤矿行业的智能化发展迫在眉睫:人们期待机器人能逐步替代矿工,进入高危区域,承担危险作业。



一座煤矿从地下资源到地面煤炭,需要经历勘探、掘进、采煤、运输、通风排水、安全监测等多个环节。其中,国家规定的煤矿安全特种作业包括爆破、瓦斯检查、安全检查、提升机操作、采煤机操作、通风、防突、探放水等[9]。


这些工作往往需要工人长期处于高粉尘、高噪声、高风险环境中,对操作经验和现场判断能力也有较高要求。



为了减少人员直接暴露于危险环境中,煤矿机器人开始进入这些生产环节。


2019年,国家煤矿安全监察局发布《煤矿机器人重点研发目录》,提出5类38种机器人[10];2025年,国家矿山安全监察局发布的《矿山智能机器人重点研发目录》进一步扩展至7大类56种,覆盖掘进类、采矿类、运输类、选矿类、辅助作业类、安控类、救援类等多个场景[11]。



截至目前,国家已分两批公布国家智能化示范煤矿与智能化试点推广煤矿名单,共66处煤矿入选[12]。这些示范矿井正在验证着机器人、自动化设备和远程控制系统可以在多大程度上替代人工。


但一个值得注意的现象是,率先实现自动化的工作往往具有相似特征:流程相对固定、操作规则明确、运行环境可控,且风险具有较强的可预测性。中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院副教授杜锋,在接受RUC新闻坊采访中提到,目前技术最成熟、应用最广泛的矿山机器人为巡检、运输类,其次是各类辅助作业机器人。


过去巡检工人有时需要在煤泥和积水环境中负重步行4-5小时,仅上下井就超1小时,还容易受到疲劳和情绪状态影响[13]。如今,固定式和移动式巡检机器人能够实现24小时连续监测,工作人员只需在接到故障预警后进行针对性处置。针对掘进、采煤等场景,新的智能化技术也在被研发应用,为矿工们带来新的便利。


而当目光转向煤矿中最危险的工作时,情况开始变得复杂。



煤矿行业的风险来自地下作业空间复杂而多变的环境,而这也是阻碍机器人下井的关键因素。杜锋在采访中表示,井下是工业领域里最恶劣的工况之一,也是机器人应用最大的技术壁垒。


与工厂、仓库等标准化场景不同,煤矿并非一个稳定且可预测的作业环境。随着开采不断推进,新的巷道持续形成,岩层结构、地下水和瓦斯分布也随之变化,机器人难以完全依赖预先构建的环境模型开展作业。


2005年8月8日凌晨,发生事故的矿井下,救援人员正在安装抽水机。

(图源:中青在线)


与此同时,井下空间狭窄曲折,长期缺乏自然光照,煤尘和水雾弥漫,断层、褶皱等复杂地质条件广泛存在,不同矿区之间差异显著。瓦斯、水害、冲击地压等灾害风险又时刻伴随生产过程。正因如此,煤矿被普遍认为是机器人应用最具挑战性的场景之一。


要真正承担复杂的井下作业任务,机器人首先需要解决三个问题:活下来;看得见;以及找得到、连得上。即具备安全运行、环境感知以及定位通信三种基础能力[14]。



在真正开始工作之前,机器人需要保证能在煤矿中安全而稳定地生存下去。


瓦斯和煤尘是煤矿最常见的危险源之一,任何电气设备产生的电火花都可能引发严重事故。因此,满足严格的防爆要求是机器人下井作业的前提。而智能化程度越高,所需的电机、传感器和控制系统越多,防爆设计也越复杂。


同时,机器人既要在狭窄巷道中灵活行动,又要承担搬运、支护、钻孔等重载任务,机械结构设计面临天然矛盾。续航同样是限制因素,目前的主流动力方案仍受到安全性和监管要求的约束。


煤矿机器人电池数字孪生监测原理

(图源:葛世荣,胡而已,李允旺.煤矿机器人技术新进展及新方向[J].煤炭学报,2023,48(1):54-73.)


安全进入矿井之后,环境感知能力决定着机器人能否真正开展作业。


经验丰富的矿工能够通过声音、振动甚至空气变化发现异常,而机器人尚未真正获得这种真正读懂环境的能力。井下的煤尘、水雾和复杂地形会干扰传感器工作,机器人不仅需要识别巷道、设备和障碍物,还要准确区分煤层与岩层,判断哪些区域具备开采条件、哪些区域存在风险。


以刮板输送机堵煤为例,矿工通常能够根据煤流状态变化及时发现异常,而机器人则需要依赖传感器数据和算法模型进行判断。目前大量研究仍集中于异常预测和异常检测阶段,距离实现稳定可靠的自主处置能力仍有距离。


刮板运输机

(图源:国家能源局)


即便机器人能够感知周围环境,它仍然需要知道自己身在何处,并将信息及时传递给外界,而煤矿恰恰是导航和通信最困难的应用场景之一。


煤矿属于典型的“GPS拒止环境(GPS-denied environment)”,卫星信号无法穿透数百米深的地下岩层,机器人只能依靠激光雷达、惯性导航、视觉定位等方式定位。而矿井空间结构会随着开采活动持续变化,煤尘、水雾等因素也会影响定位精度。与此同时,封闭狭长的巷道还会影响通信质量,一旦通信中断,机器人不仅可能失去远程控制能力,也会影响信息传输和协同作业。


即使部分机器人已经具备实际应用能力,从实验室走向矿井仍然面临不少现实障碍。



首先是成本问题。煤矿机器人往往需要根据矿井条件进行定制化改造,同时配套建设通信网络、控制平台和运维体系。在部分场景下,其综合投入甚至高于人工成本。


同时,行业标准和产业生态尚未完全成熟。目前不同厂商产品之间仍存在接口不统一、系统兼容性不足等问题,许多技术成果也需要经历漫长的现场验证和迭代过程。


因此,如何建立完善的标准体系、产业链和应用生态,同样决定着机器人能否真正走出实验室、进入矿井,并最终承担起更多危险作业。



杜锋指出,煤矿是一个高度依赖“隐性知识”的场景。机器和算法擅长执行标准化指令,但井下是动态多变、充满不确定性的环境,这恰恰是老矿工的优势。多年现场经验沉淀出的综合感知、临场判断和应急处置能力,让老矿工拥有了一种基于“身体感”的体认。


很多情况下,越危险的工作,越需要依赖人类在复杂情境中的经验与决策能力,而这些能力往往最难被简单编码。


如果机器人难以完全替代矿工,那么煤矿智能化的发展方向又是什么?



“无人矿山”常被视为煤矿智能化的理想图景,然而在实际政策和产业实践中,“少人化”“减人提效”“远程干预”等表述要出现得更加频繁。


相比完全取消人的参与,更现实的方向是让机器人承担危险、重复和标准化程度较高的工作,让人逐步退出最危险的作业现场。当前已经实现规模化应用的巡检、监测、运输等场景,也大多遵循这一逻辑。


各国矿业智能化的发展路径有所不同,但目标却高度一致:降低人员暴露在危险环境中的时间和风险。未来,机器人将更多承担巡检、监测、运输以及危险区域探查等高风险、高重复性的任务;而复杂决策、异常处置、应急救援和生产组织等工作,仍然需要人的参与。


但这并不意味着风险已经消失。


煤矿事故往往是地质条件、设备状态、管理体系和人为因素共同作用的结果。在沁源矿难中,救援人员发现企业提供的图纸与实际情况不符,井下存在至少两条未标注的隐藏巷道[15]。人员不清、图纸造假、监控盲区等违规作业,给救援工作造成了极大困难。


矿洞中的隐藏巷道

(图源:央视新闻)


机器人能够减少人员直接暴露于危险环境中的时间,却无法消除地质灾害的突发性,也无法替代安全管理和制度建设本身。与此同时,系统故障、网络安全、设备失灵等新的风险也可能随之出现。某大型煤矿工作人员小乔在接受RUC新闻坊的采访中提到,其所在矿区此前曾引入智能巡检机器人,但在实际运行过程中,设备也会因信号不稳定等问题影响作业,最终仍需要人工介入处理。


从这个意义上说,机器人并非矿难的终极解法。


比起期待机器人彻底消除矿难,更重要的或许是让技术进步、安全管理和劳动保障共同发挥作用——让那些不得不进入矿井的人,拥有更安全的工作环境、更充分的权益保障,以及在风险来临之前就被保护的可能。


(文中小乔为化名,感谢所有受访者对文章的支持。)


参考文献:


[1]国家发展改革委,国家能源局.国家发展改革委国家能源局关于印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》的通知[EB/OL].(2016-04-07)[2026-06-23].https://www.nea.gov.cn/2016-06/01/c_135404377.htm.


[2]国家发展改革委.关于印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》的通知[EB/OL].(2020-03-02)[2026-06-23].https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/202007/t20200710_1233536_ext.html.


[3]国家统计局.(2017).2016年国民经济和社会发展统计公报.


[4]国家统计局.(2026).2025年国民经济和社会发展统计公报.


[5]田冬梅,杨凯硕&姚建.(2026).2023年煤矿安全事故特征分析与防治措施研究.煤炭科技,47(1),81-85+90.


[6]陈银霞.90后农民工困于尘肺病:丧失的劳动能力与得不到的赔偿[N/OL].三联生活周刊,2024-04-05[2026-06-23].https://mp.weixin.qq.com/s/rKVVeybPIY-Xrkh_XD1ByA.


[7]中华人民共和国国家卫生健康委规划发展与信息化司.(2024年8月29日).2023年我国卫生健康事业发展统计公报.国家卫生健康委员会.


[8]科普中国.职业病比罕见病更罕见,我们要通过预防手段让大家不得病[EB/OL].(2026-04-24)[2026-06-23].https://mp.weixin.qq.com/s/D55gmLlIdSJrB9Saja2aAQ.


[9]应急管理部,住房城乡建设部,国家矿山安监局.应急管理部住房城乡建设部国家矿山安监局关于印发《特种作业目录》的通知[EB/OL].(2026-05-22)[2026-06-23].https://www.mem.gov.cn/gk/zfxxgkpt/fdzdgknr/202605/t20260526_604988.shtml.


[10]国家煤矿安全监察局.国家煤矿安全监察局公告(2019年第1号)[EB/OL].(2019-01-02)[2026-06-23].https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2019-11/01/content_5447395.htm.


[11]国家矿山安全监察局.国家矿山安全监察局公告(2025年第3号)[EB/OL].(2025-09-03)[2026-06-23].https://www.chinamine-safety.gov.cn/zfxxgk/fdzdgknr/tzgg/202509/t20250904_557042.shtml.


[12]国家能源局综合司.(2025).国家能源局综合司关于第二批智能化试点推广煤矿的公示.中国煤炭工业协会.https://www.coalchina.org.cn/index.php?a=show&catid=83&id=157638


[13]中央电视台.(2023,September 7).创新进行时:巡检“钢铁侠”(一)[电视节目].央视网.https://tv.cctv.com/2023/09/07/VIDECXfldKdbR2HlwjTieDPn230907.shtml


[14]葛世荣,胡而已,&李允旺.(2023).煤矿机器人技术新进展及新方向.煤炭学报,48(1),54–73.


[15]李沁桦,孙厚铭,刘孜妍.“暗面”之殇:留神峪煤矿事故调查[N/OL].中国新闻周刊,2026-05-27[2026-06-23].https://www.inewsweek.cn/society/2026-05-27/30339.shtml.


[16]魏荣欢.那些煤矿矿工「不在意的事」[N/OL].极昼工作室,2026-05-29[2026-06-23].https://mp.weixin.qq.com/s/gtBjAQNY_grnXlab5EOCEg.

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