矿山数字孪生(Mine Digital Twin，MiDT)是智慧矿山建设的重要组成部分，是一个集成模型构建、智能控制、故障预测、人机交互等先进技术于一体的安全、高效、便捷的智慧系统，是推动矿山数字化和智能化转型发展的重要技术引擎。在矿山数字化与智能化建设的背景下，阐述了矿山 数字孪生的基本内涵，对我国矿山数字孪生技术研究现状进行了总结与分析，并对其未来发展趋势进行了展望。

首先，介绍了数字孪生的基本概念、级别划分、典型应用及最新发展，分析了矿山数字孪生存在的应用难点，表明了矿山数字孪生开发的必要性;其次，调研了数字孪生在矿山建设、开采、监控以及运维等方面的应用及发展现状，剖析了新一代信息技术与矿山数字孪生推进过程的深度融合;再次，阐述了矿山数字孪生模型的系统架构，分析了端层、边层、网层与云层等子系统的组 成及功能，基于数字孪生五维模型的主要组成部分与运行机理构建了矿山数字孪生四边形系统模 型;接着，阐述了矿山数字孪生模型系统架构与矿山数字孪生关键技术的内在关系，分析总结了矿山数字孪生在模型构建、智能控制、设备故障预测和人机交互等方面亟需突破的关键技术及研究内 容;最后，从实际应用、模型系统架构、关键技术等方面归纳提出了矿山数字孪生技术未来的研究重 点和发展方向。

随着全球性能源的不断消耗，可持续发展的需求愈加迫切。 在新一轮能源革命的到来之际，友好型生态环境对工业社会衍生出了新的约束性诉求，这将直接影响矿山行业的发展，绿色矿山势在必行。 在人工智能的赋能下，新一代数字技术使得开采效率的可提升与开发过程的可环保并行发展，有效促进了数字矿山与绿色矿山的逐渐演化与成熟。

近年来，我国矿山领域兴起了数字化和智能化发展高潮。2016 年 11 月，国土资源部发布《 全国矿产资源规划(2016—2020 年)》，聚焦矿业科技创新，加 快矿山数字化建设; 2020年2月，国家8部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，文件指出将以数字化为方向，探索建立煤矿信息数据分析与共享交换平台，同步推进煤矿智能化发展;2023年9月，国家矿山安监局研究出台《 加快推进矿山数 字化智能化高质量发展的指导意见》，着力解决发展不平衡、不充分等问题，积极引导加快矿山智能化建设。时至今日，传统数字矿山的内涵已不足以接洽新一代数字信息技术的应用趋势，矿山领域亟需引入数据可视化与人机交互化的融合数字模型。 面向矿山数字化和智能化转型发展的迫切需求，矿 山数字孪生应运而生。

矿山数字孪生是矿山数字化和智能化建设中的重要一环，它将交互匹配现实矿山涵盖的环境要素， 完善固有性矿山监测体系，助力矿山无人驾驶技术普 及化应用，从而促进智慧矿山、数字矿山以及绿色矿山的高质量发展。 目前，矿山数字孪生技术已取得了重要研究进展，但总体上仍有长足的提升空 间。 笔者调研了数字孪生在矿山领域的赋能及应用， 阐述了矿山数字孪生模型的系统架构，分析了矿山数字孪生关键技术及其研究现状，在此基础上提出了矿山数字孪生技术的发展趋势。