“5G+工业互联网”改写采矿史

“5G+工业互联网”加速落地

　　近日，中国移动上海产业研究院与华电煤业集团有限公司、中兴通讯北京分公司等签署战略合作协议，三方将在产品创新、商机拓展、技术研发、项目共建等方面实现深化合作，推动5G与煤矿行业深度融合。据中国移动上海产业研究院副总经理陈豫蓉介绍，三方推动的5G+智慧矿山解决方案将基于一站、一柜、一平台的创新架构，通过新型云网基础设施构建大带宽、低时延、高安全隔离的定制化专网，以“井上井下一张网”的形式承载矿区各种业务，灵活满足矿山场景需求，提高矿山行业生产安全水平，推进以降本增效为核心的产业升级，助力矿山行业数字化转型。

　　截至2020年底，我国已建成400多个智能化采掘工作面，19种煤矿机器人在井下使用，71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿，“5G+工业互联网”助力采矿行业数字化转型的巨大潜力正不断释放。工信部数据显示，全国“5G+工业互联网”项目超过1500个，175个矿山实现5G应用商用落地。

　　自今年采矿行业“5G+工业互联网”现场工作会以来，全国采矿业“5G+工业互联网”建设更是明显提速。截至7月中旬，山西、内蒙古、山东、河南、甘肃、安徽、陕西、广东、江苏等多省新上采矿类“5G+工业互联网”项目28个，签约金额约3.5亿元。

　　基础电信企业加快能力整合，不断完善采矿业“5G+工业互联网”产品体系，结合采矿业实际需求细化远程设备操控、机器视觉质检、设备故障诊断、无人智能巡检、生产现场监测等十大典型应用场景，形成了涵盖矿区信息基础设施建设、掘进与综采设备管控、安全监测与管理、生产流程控制、生产经营管理等大类的近100余款“5G+工业互联网”产品，为采矿企业提供“菜单式”“一站式”服务。

　　采矿行业则主动探索5G与云计算、大数据、人工智能等新一代信息通信技术在采矿行业的融合创新应用模式，加快探索“5G+工业互联网”助力“机进人退”，实现井下作业少人化、无人化，推动矿山数字化、网络化、智能化发展，加快探索透明矿山、智慧矿山、绿色矿山建设等方面的新模式新路径。

　　典型应用场景逐步形成

　　“5G+工业互联网”如何影响采矿业？专家分析，安全生产是采矿行业的红线。在露天矿环境中，因矿山石坠落易引起开采人员伤亡，多层重叠采空区常出现塌方、滑坡、瓦斯爆炸、冲击地压等事故风险。在井工矿环境中，存在高温、高湿、粉尘等恶劣工作环境，工人长时间高强度井下作业对健康造成较大威胁。

　　针对上述行业生产重点难点，“5G+工业互联网”在采矿领域的应用场景主要集中在四个方面：一是5G技术高效支撑井下综采设备的远程操控，实现“机进人退”；二是5G新技术可以支撑井下工作面的远程监控，助力井下自然灾害防治和人员管理；三是5G技术助力实现井下作业的少人化、无人化，有效缓解招工难问题；四是5G技术助力矿山设备数字化、网络化、智能化，大幅提升井下采掘效率。

　　远程设备操控方面，新元煤矿与中国移动在山西省开通5G煤矿井下网络，建成井下“超千兆上行”煤矿5G专用网络，相关应用实现对掘进机、挖煤机、液压支架等综采设备的实时远程操控，以及对爆破全过程的高清监测与控制。内蒙古白云鄂博铁矿与中国移动等企业合作建成了5G无人矿卡指挥中心，部署了矿用汽车远程操控平台，完成6台矿用汽车纯线控硬件改造，实现了车辆运行的实时精准控制、数据同步回传等功能。

　　设备协同作业方面，千业水泥与中国移动在河南省焦作市开展“千业5G矿山绿色智能及矿产资源综合利用”项目建设，搭建5G网络，融合北斗高精度定位、车联网技术、纯电矿卡能量回收技术，实现了无人矿车的自动驾驶和协同编队、作业区域内车辆的集群调度，设备作业效率提升10%以上。晋能控股集团与中国联通合作，依托5G智慧网络平台的大数据分析，在塔山煤矿推广应用“网约车”模式，实现了井下无轨胶轮车运行管理的数字化和智能化，整体运行效率提升了30%左右。

　　无人智能巡检方面，庞庞塔煤矿与中国联通在山西省开展“5G+智能矿山”项目建设，在井下变电硐室和水泵房的排水、供电等设备远程集中监控的基础上，增加安装5G模组的巡检机器人，通过5G网络进行硐室4K高清视频回传、机器人监测数据回传和机器人实时控制，5G技术支撑实现运输机、皮带等设备的无人巡检。山东三山岛金矿引入5G+凿岩车、5G+远程破碎系统、运转系统无人化等场景，不但实现工人从井下转移到地表，解决了矿山安全生产等诸多问题，而且掘进和运送效率提高了近25%。

　　生产现场监测方面，鲍店煤矿与中国联通在山东省济南市开展“矿用高可靠5G专网系统及应用”项目建设，用高可靠5G专网系统及应用，针对极端严苛的煤矿生产控制场景，通过5G+机器人、5G+视觉识别等手段对设备状态、气体浓度、综合环境进行实时监测，实时回传至调度指挥中心。陕西小保当煤矿与华为、中国电信、中国矿业大学、中煤科工集团进行产学研合作，组建“井上井下一体化网络”，实现5G信号覆盖到矿区园区及矿井主要工作面，实现对工业园区、生活园区的统一管控，利用传感器数据传输及分析实现生产设备在线监控，提高了工作效率，降低了人员的工作强度。

　　打通行业壁垒　深化融合应用

　　业内认为，目前采矿行业发展面临着需求增速放缓、环境制约趋紧、要素成本上升、安全生产压力大等诸多挑战，应推动打通行业壁垒，深化融合应用，持续拓展“5G+工业互联网”发展新空间。

　　今年6月，国家发展改革委、国家能源局、中央网信办、工业和信息化部等四部门联合印发《能源领域5G应用实施方案》提出，在未来的3年至5年时间里，围绕智能电厂、智能电网、智能煤矿、智能油气、综合能源、智能制造与建造等方面拓展一批5G典型应用场景。其中在“智能煤矿+5G”领域，将建设煤矿井上井下5G网络基础系统，搭建智能化煤矿融合管控平台、企业云平台和大数据处理中心等基础设施，打造“云-边-端”的矿山工业互联网体系架构。利用5G的高速率、低时延、大连接、高可靠等特性，重点开展井下巡检和安防、无人驾驶等系统建设和应用，探索智能采掘及生产控制、环境监测与安全防护、虚拟交互等场景试点应用，促进智能煤矿建设。

　　中国矿业联合会副会长吴国华表示，“5G+工业互联网”为矿山装上智慧的大门，将赋能采矿行业数字化转型，行业协会要充分发挥自身的平台优势和桥梁作用，借鉴“5G+工业互联网”在采矿行业的成功应用经验，加强对采矿企业的引导和服务，强化跨行业协同和应用技术创新。

　　中国矿业大学（北京）校长葛世荣认为，煤炭工业互联网建设将不局限于煤炭企业，除了要满足煤矿自身的信息化智能化需要，还要与煤矿外部的行业互联互通，比如与燃煤电厂、化工厂、钢铁厂构建互联系统，这需要借助5G技术和煤炭工业互联网的支持。“此外，我国约60%的能源来自煤炭，通过煤炭工业互联网建设，将有利于推动煤炭智能化发展，这是我国实现能源智能化的重要组成部分。”

　　华为技术有限公司高级副总裁蒋亚非介绍，随着中国承诺“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”，华为正与产业各方协同推进“5G+工业互联网”在采矿行业规模应用，帮助矿企减员提效。

　　（记者　陈爱平　陈云富　李唐宁　上海报道）