C114訊 4月21日消息（水易）煤炭自被人類使用以來，始終是主要能源之一。不過，煤炭生產(chǎn)方式存在礦難事件頻發(fā)、人工成本居高不下、礦工作業(yè)艱苦危險、開采效率難以提升等問題。因此，采礦行業(yè)一直在探索采用數(shù)字化技術(shù)改善工作環(huán)境，提升運行效能。
為此，在政策層面，2020年初，國家發(fā)改委、應(yīng)急管理部等六部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，提出煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，并明確提出首先建設(shè)一批智能化示范煤礦，通過典型示范推動煤礦的智能化發(fā)展。
隨著以5G為代表的信息技術(shù)的加速發(fā)展，疊加云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)，讓智慧礦山的理念得以實踐，在推進礦山行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的同時，大幅提升生產(chǎn)效率和安全水平，進而實現(xiàn)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。5G+智慧礦山，未來可期。
挑戰(zhàn)：礦山行業(yè)需要智慧化轉(zhuǎn)型
某種意義上，煤礦井下就像一個微型的地下城市，里面的巷道錯綜復(fù)雜，包括掘進機、采煤機、皮帶機、液壓支架在內(nèi)的大量機械設(shè)備不知疲倦地執(zhí)行著采掘、運輸、洗選、提升以及生產(chǎn)輔助等日常作業(yè)，其中的很多設(shè)備都需要人工來進行操控，因此傳統(tǒng)礦山面臨著諸多挑戰(zhàn)。
首先，面對井下復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境，人員的安全保障是重中之重。根據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)，2021年我國煤礦發(fā)生死亡事故91起、死亡178人，雖然相比往年人員傷亡數(shù)量持續(xù)降低，但畢竟生命無價，安全問題始終都是煤礦生產(chǎn)的頭等大事。
同時，礦下環(huán)境惡劣，用工難。塵土、瓦斯（井工）工作時間長，強度大（24小時3班倒）。礦區(qū)運輸環(huán)境差，道路落差大，交通事故易發(fā)。煤礦行業(yè)普遍面臨招工難的問題，工人平均年齡達(dá)42歲+，年輕人不愿意下井。隨著人口紅利的消失以及人們對井下作業(yè)危險性的擔(dān)憂，越來越多的人不愿意從事井下工作，煤礦招工難、用工難的問題日益凸顯，急需機械化替人，智能化減人。
更為重要的是，從通信的角度來看，當(dāng)前ICT系統(tǒng)基礎(chǔ)薄弱，煙囪林立。涉及通信的三大安全避險系統(tǒng)獨立組網(wǎng)，互通性差。井下系統(tǒng)七國八制，運維復(fù)雜。
能力：5G"連接"智慧礦山大腦
其實近年來業(yè)內(nèi)也進行了一系列關(guān)于智慧礦山的探索。探索過程中發(fā)現(xiàn)，智慧礦山對移動巡檢、遠(yuǎn)程控制訴求強，但是井下實時移動監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制缺失；有線視頻監(jiān)控，布線困難，成本高；目前采掘有線遠(yuǎn)控，隨設(shè)備移動易折損。
Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)縱使能夠解決布線難題，但卻存在信號抗干擾能力弱、覆蓋面積有限、穿透力弱、以及跨AP區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸時有明顯延遲等劣勢。同樣，4G也不能有效支持低時延要求的各種控制信號的傳輸。
如今，5G的出現(xiàn)，憑借易部署、廣連接、大帶寬、超低時延等優(yōu)勢，能夠滿足煤礦井下通信網(wǎng)絡(luò)對安全與性能的要求，為煤礦行業(yè)的智能化提供了加速度。
煤礦井下的日常作業(yè)過程會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)：包括空氣溫度、空氣濕度、巷道壓力等環(huán)境數(shù)據(jù)，采煤工作面、掘進工作面、運輸轉(zhuǎn)載點等視頻數(shù)據(jù)，井下重要崗位工作人員的通信對講數(shù)據(jù)，以及液壓支架和泵站遠(yuǎn)程集中控制等控制類數(shù)據(jù)。5G的大帶寬特性，為這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程管理奠定了基礎(chǔ)。
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富家凹煤業(yè)調(diào)度指揮中心
在遠(yuǎn)程管理的基礎(chǔ)上，5G的大帶寬、低時延特性還讓掘進機、鏟運機等設(shè)備的遠(yuǎn)程操控成為可能。遠(yuǎn)程操控的精髓在于"令行禁止"，即身處操作室的操作員下達(dá)指令后，井下的設(shè)備可以立即同步做出反應(yīng)。為了讓操作員可以擁有一副"千里眼"，方案上往往會在設(shè)備上布置高清攝像頭，模擬駕駛員駕駛視角，同時在四周的環(huán)境中布置廣角攝像頭，拼接360°全景影像，然后將這些視頻影像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至控制室。
實踐：產(chǎn)業(yè)鏈共促智慧礦山落地
政策的支撐以及市場需求下，5G產(chǎn)業(yè)鏈上的包括中國移動、中國聯(lián)通、中國電信三大運營商，華為、中興等設(shè)備商，高通、展銳等芯片廠商，紛紛入局。
例如，中國煤炭工業(yè)協(xié)會聯(lián)合中國移動、華為、國家能源集團等共同發(fā)布《5G+煤礦智能化白皮書（2021版）》，推動煤礦5G從"可用"走向"實用"、"好用"。陜煤集團彬長礦業(yè)公司、中國電信咸陽分公司簽署"5G+智慧礦山"人才培養(yǎng)戰(zhàn)略合作協(xié)議，在彬長礦區(qū)建立全國首個"5G+智慧礦山"培訓(xùn)基地。中興通訊、中國聯(lián)通與兗礦開展合作，成立"5G+智慧礦業(yè)聯(lián)合實驗室"。
產(chǎn)業(yè)界的行動，當(dāng)然離不開底層的關(guān)鍵支撐：5G芯片和模組。如果說運營商可以提供組網(wǎng)能力、平臺管控能力，設(shè)備商提供5G設(shè)備，那么一款款行業(yè)終端，需要芯片和模組層面的發(fā)力。不同于消費終端，行業(yè)終端對模組能力的需求是差異化、定制化的，需求廠商對行業(yè)市場具備較深的理解。
作為業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的芯片廠商，高通憑借領(lǐng)先的驍龍5G解決方案，正逐步將5G從手機擴展到汽車、機器人和物聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)，為千行百業(yè)都帶來全新的面貌，并為產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人們的生活帶來積極的變革。在智慧礦山領(lǐng)域，和四信通信、宇祺智能等合作伙伴打造了可靠的解決方案，在多個礦山得到應(yīng)用。
可以看到，5G將成為推動采礦行業(yè)新一輪智能化發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動力。未來，在5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)進一步成熟的基礎(chǔ)下，礦井作業(yè)將實現(xiàn)開采面無人作業(yè)、掘進面無人作業(yè)、危險場所無人作業(yè)、大型設(shè)備無人作業(yè)，直到整座礦山無人作業(yè)，形成真正智慧化的無人礦山。 
