加快煤礦智能化發(fā)展 我國智慧礦山建設(shè)不斷提速

礦業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)，為國家經(jīng)濟建設(shè)提供了能源和原材料，礦業(yè)為中國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高作出了巨大貢獻?，F(xiàn)代礦業(yè)依托科技進步、金融市場和先進產(chǎn)業(yè)組織形式，而5G、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等新興關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，為礦業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級提供了原始動能。

近年來，我國智慧礦山建設(shè)不斷提速。2020年3月，國家發(fā)改委、國家能源局、工業(yè)和信息化部等八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，隨后各地方政府能源局等主管部門陸續(xù)出臺實施、驗收政策，全面啟動了煤炭行業(yè)新基建，進一步明確在礦山行業(yè)推進5G、人工智能等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用。

5G技術(shù)的大帶寬、低時延、廣連接特性，為打造智慧礦山創(chuàng)新型應(yīng)用，助力礦山行業(yè)轉(zhuǎn)型升級奠定了堅實基礎(chǔ)。為了推進5G融合應(yīng)用加速普及，工業(yè)和信息化部等十部門不久前正式發(fā)布《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃(2021-2023年)》(以下簡稱《行動計劃》)，明確指出要“推廣5G在能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)等各類礦區(qū)的應(yīng)用”。

5G如何在能源礦產(chǎn)、金屬礦產(chǎn)、非金屬礦產(chǎn)等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，助力礦業(yè)智能化發(fā)展?

作為能源礦產(chǎn)的重要組成部分，我國煤礦大部分處于地表以下，井下掘進面、綜采面等核心工作區(qū)存在較高危險性，人員安全生產(chǎn)問題突出，急需無人化替代方案。但井下作業(yè)設(shè)備移動性強，工作面光纖損耗大，4G帶寬小、時延高，WiFi等無線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離短、穿透性差、不穩(wěn)定，無法滿足落地創(chuàng)新應(yīng)用、保障安全生產(chǎn)的通信需求。為滿足智慧礦山網(wǎng)絡(luò)需求，業(yè)界積極研發(fā)“礦用5G基站”“煤礦5G專網(wǎng)架構(gòu)”“超千兆上行5G功能”“礦用5G終端”等5G新產(chǎn)品、新技術(shù)，開通煤礦園區(qū)井上、井下一體化5G專網(wǎng)。

井上井下協(xié)同作業(yè)：利用5G大帶寬特性，通過礦用5G手機、智能頭燈等，井下人員可以隨時隨地與井上管理人員、技術(shù)人員實現(xiàn)昏暗環(huán)境下的4K超高清視頻通話，助力井上技術(shù)人員看清井下生產(chǎn)細節(jié)，提高管理、技術(shù)支撐效率。

5G﹢綜采智能化工作面：將工作面數(shù)據(jù)在集控中心進行匯聚，通過5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)地面對工作面采煤機、液壓支架、三機設(shè)備的遠程操作，對工作面監(jiān)控數(shù)據(jù)、視頻的回傳。

5G井下巡檢機器人：通過改造巡檢機器人為5G控制、回傳，替代人工巡檢，實現(xiàn)4K高清視頻、紅外、瓦斯、煙霧傳感器等數(shù)據(jù)通過機器人5G模組傳回，在地面平臺可以直接對變電所機器人遠程操控并通過機器人井上井下對講，提高設(shè)備監(jiān)測信息采集的自動化、智能化水平。

基于5G網(wǎng)絡(luò)的智能化掘進工作面：改造掘進機，加裝5G﹢4K高清攝像頭和5G CPE轉(zhuǎn)換設(shè)備，實現(xiàn)在地面通過5G專網(wǎng)遠程監(jiān)控、自主導(dǎo)航行走，自動定位截割等采掘工作功能。5G促進了智能煤礦技術(shù)的快速發(fā)展，提升了煤礦安全生產(chǎn)智能感知系統(tǒng)的井下精準定位水平，多項5G智能煤礦應(yīng)用的部署，幫助煤礦實現(xiàn)了礦井的無人化、自動化、可視化運行，極大地提升了礦山的智能化水平和本質(zhì)安全水平。

在金屬礦山領(lǐng)域，業(yè)界通過在礦區(qū)實現(xiàn)選礦區(qū)及礦區(qū)指揮調(diào)度中心的5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋，部署5G﹢智能采礦、5G﹢智能選礦、5G﹢智能管控等應(yīng)用。

5G﹢智能采礦：5G網(wǎng)絡(luò)的低時延特性在滿足控制可交互的條件下，實現(xiàn)露天采礦場電動輪礦用自卸車無人駕駛、大馬力推土機和鉆機的遠程操控等。

5G﹢智能選礦：利用廣覆蓋特點在行業(yè)內(nèi)實現(xiàn)破碎、磨礦、浮選等選礦工藝設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)及分布式控制，能夠隨礦石難磨程度自動改變磨機轉(zhuǎn)速，按需量自動添加鋼球，自動檢測磨礦濃、細度并及時做出反應(yīng)調(diào)整工藝流程參數(shù)等。

5G﹢智能管控：部署智能銷售計量系統(tǒng)實現(xiàn)礦石稱重計量的無人化。5G﹢GBM自動化抓斗系統(tǒng)，實現(xiàn)精礦裝、卸、倒料全過程運礦無人化。上述5G應(yīng)用已在國內(nèi)多個金屬礦山落地，為企業(yè)減少作業(yè)班組人員，提升采、選、運整體作業(yè)效率，創(chuàng)造收益數(shù)千萬元。

在非金屬礦山領(lǐng)域，針對一些亟待解決的行業(yè)痛點，如稀土礦面臨的招工難、效率低、工作環(huán)境惡劣等日益凸顯的問題，結(jié)合礦區(qū)封閉無人、線路固定、低速等良好的自動駕駛改造條件，基于5G網(wǎng)絡(luò)，融合GPS、視覺感知等技術(shù)，利用車載傳感器、路測傳感器的多層面數(shù)據(jù)，創(chuàng)建多維時空模型，構(gòu)建露天土石方、原石運輸?shù)V卡無人駕駛作業(yè)集群，實現(xiàn)車輛遠程操控、車輛融合定位、精準?？?、自主避障等功能，搭建遠程智能調(diào)度監(jiān)控平臺，建設(shè)5G﹢北斗的車車-車網(wǎng)-車地時空通信系統(tǒng)，有效提高特殊環(huán)境下礦車作業(yè)效率，最大限度減少現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量，確保人身安全，通過5G應(yīng)用的打造，極大地提升了生產(chǎn)運輸效率，保障了人員作業(yè)安全，真正為企業(yè)實現(xiàn)降本增效。

面向未來，在政策的指引下，全行業(yè)將持續(xù)推動5G應(yīng)用在礦山行業(yè)的落地，助力礦山行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級，助推經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。(李首濱)

關(guān)鍵詞： 煤礦智能化 智慧礦山 建設(shè) 提速