飛象網(wǎng)訊 （計育青/文）近年來，國內(nèi)日益普及的5G網(wǎng)絡和業(yè)務極大加快了各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。特別是在礦山、煤炭等行業(yè)，國內(nèi)電信運營商和通信企業(yè)、行業(yè)應用開發(fā)商合作，成功地完成了大量智慧礦山應用案例。
日前，飛象網(wǎng)記者跟隨“看見數(shù)字中原——2023世界5G大會媒體探營”活動，來到位于河南登封的金嶺煤業(yè)，實地探訪了煤礦的數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀。
5G-A專網(wǎng)打造煤礦新面貌
金嶺煤業(yè)位于河南省登封市君召鄉(xiāng)境內(nèi)，2000年3月建礦，2004年4月投產(chǎn)，設計能力120萬噸/年。金嶺煤業(yè)開采的都是III類不易自燃煤層，地質(zhì)條件復雜，井下瓦斯含量比較高，存在很多垂深超千米的礦井。由于井下條件艱苦，金嶺煤業(yè)招工困難，一直在嘗試借助遠程操控機電設備采礦等方式來減少井下人員的需求量。
豫金能源總經(jīng)理高同栓告訴記者，井下不便部署有線網(wǎng)絡，WiFi連接則存在傳輸效率問題�！拔覀兣c中國移動、華為經(jīng)過多方討論和測試，決定引入5G技術方案�！备咄ㄕf，“目前來看，這一方案有效地打破了井下數(shù)據(jù)傳輸壁壘，實現(xiàn)了金嶺煤礦的新生�！�
2023年11月，金嶺煤業(yè)與中國移動、華為聯(lián)合在礦區(qū)和井下部署了商用5G-A專網(wǎng)。整個方案按照智慧礦山“總體規(guī)劃、分步實施”建設原則，采取1(一張網(wǎng)）+1(一個工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺)+N(N個系統(tǒng))的模式進行規(guī)劃和建設。據(jù)高同栓介紹，目前項目已完成投資2.1億元，實現(xiàn)了5G信號井下重點區(qū)域覆蓋，建成了包含45個綜合安全監(jiān)測監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)字化智能調(diào)度中心，實現(xiàn)了煤礦整個系統(tǒng)信息共享、數(shù)據(jù)互通、一鍵啟停、實時監(jiān)測，在智能化礦山建設進程中，邁出了堅實步伐。金嶺煤業(yè)也因此成為了全國首個商用的5G-A網(wǎng)絡井下重點區(qū)域覆蓋的煤礦企業(yè)。
高速專網(wǎng)引領煤礦數(shù)字化升級
在金嶺煤業(yè)，記者看到現(xiàn)場部署的5G-A專網(wǎng)實測上行速度高達1.1Gbps，足以支持100多路高清攝像頭的視頻回傳。井下礦工可以隨時用防爆手機與井上連線，報告井下情況，通話的語音、視頻都非常清晰、流暢。金嶺煤業(yè)機電副總工程師沈祖林告訴記者，該項目采用了中國移動和華為提供的5G-A DMN基站，實現(xiàn)了超大上行、超遠覆蓋，是業(yè)界首個同時滿足大上行、遠覆蓋、低時延的礦用5G網(wǎng)絡，金嶺煤業(yè)因此走在了全國5G智慧煤礦探索的前沿。
據(jù)沈祖林介紹，井下環(huán)境特殊，不利于信號覆蓋，而且采煤工作面經(jīng)常變化，對無線網(wǎng)絡的覆蓋能力和穿透能力要求高。另一方面，井下設備多、環(huán)節(jié)多，需要大量高清攝像頭來監(jiān)控設備和工作區(qū)狀態(tài)，這就對網(wǎng)絡的容量、上行能力提出了非常高的要求。華為提供的5G-A低頻本安基站采用了先進的介質(zhì)濾波器和硬件一體化等工藝，在小功率和小尺寸條件下，比傳統(tǒng)基站覆蓋距離提升54%，很好地滿足了井下對覆蓋、穿透、容量和上行能力等方面的要求。此外，本安基站還具備防水防火防爆能力，非常適合井下場景使用。
“利用萬兆環(huán)網(wǎng)+5G方案，結合采、掘、機、運、通各專業(yè)的智能化應用，我們現(xiàn)在每天可減少出勤人員65人，每年可節(jié)約成本680萬左右。”沈祖林說。
基于先進的網(wǎng)絡架構，金嶺煤礦還打造了自己的超融合數(shù)據(jù)中心，運用大數(shù)據(jù)分析，讓生產(chǎn)系統(tǒng)實時聯(lián)動生產(chǎn)環(huán)節(jié)，做到全流程的可預知、可預警、可追溯。金嶺煤業(yè)還搭建了智能化綜合管控平臺，集成了采煤、掘進、機電運輸、通風安全等業(yè)務流程，實現(xiàn)全面接入和綜合自動化集中控制，幫助各級管理人員更加精準地調(diào)度資源、快速響應、科學決策。新部署的雙重預防體系智能化系統(tǒng)，涵蓋了安全管理、風險分級管控、隱患排查治理等業(yè)務流程，實現(xiàn)了安全信息電子化管控過程、自動化風險分析、科學化隱患治理、源頭化安全教育。
五大變化
在5G-A專網(wǎng)和數(shù)字化、智能化系統(tǒng)的支持下，金嶺煤業(yè)發(fā)展出了“遠程操控、全程監(jiān)測、無人值守、工人巡視”的全新工作模式，實現(xiàn)了“一屏觀金嶺，一網(wǎng)管全礦”，切實提高了礦井安全管理水平。沈祖林告訴記者，相比于舊的工作模式，金嶺煤業(yè)部署的智慧礦山系統(tǒng)帶來了五大變化。
一是依托智能化管控平臺，將安全生產(chǎn)中的“采、掘、機、運、通”，以及“水、火、瓦斯、頂板”等專業(yè)都納入到調(diào)度管理范疇，實現(xiàn)了對煤礦主要設備的遠程集控，做到了對礦井安全生產(chǎn)的智能輔助決策、調(diào)度指揮、即時控制。
二是依托安全管理信息化系統(tǒng)，將安全生產(chǎn)過程中的作業(yè)動態(tài)、風險預控、隱患排查、問題落實等信息以圖文、視頻等形式進行反饋，使得工作人員可以全面精準地掌握動態(tài)、信息反饋清晰明了、問題落實準確無誤，實現(xiàn)了風險管控、隱患排查治理智能一體化管控。
三是利用5G低時延的特性，在井下設備出現(xiàn)故障時，組織一線人員與廠商專家進行遠程會診，更快更好地解決現(xiàn)場故障，確保井下工作盡快恢復正常。
四是可以提供固定電話、5G防爆手機、5G+AI視頻等系統(tǒng)之間的融合通信，實現(xiàn)了通話瞬間連接、信息及時共享，井上下通訊無縫對接。
五是通過智能化應用，做到更高水準的安全防護、減人增效。金嶺煤業(yè)通過井下供電、皮帶運輸、排水、壓風、輔助運輸?shù)仍O備的智能化集中管控，將綜掘工作面單班作業(yè)人數(shù)減少了30%，每日每班次入井人員減少38人，單班工效提高30%，初步實現(xiàn)了“機械化換人、自動化減人、智能化作業(yè)”的建設目標。
伴隨著運營商、通信廠商與礦業(yè)企業(yè)的共同探索，以 5G 為代表的新技術有力地推動了礦井智能設備及技術的蓬勃發(fā)展，5G智慧礦山也迅速從構想走向成熟商用。高同栓告訴記者，金嶺煤業(yè)正在積極探索5G+智能巡檢機器人、5G遠程采掘、5G無人礦卡等應用，同時采集和分析音視頻、圖文、溫度濕度等不同類型的數(shù)據(jù)，爭取凝結出行業(yè)數(shù)字化經(jīng)驗，為后續(xù)探索智能化礦井的數(shù)字運維奠定基礎。
