飛象網(wǎng)訊 （計(jì)育青/文）近年來，國內(nèi)日益普及的5G網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)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(yùn)營商和通信企業(yè)、行業(yè)應(yīng)用開發(fā)商合作，成功地完成了大量智慧礦山應(yīng)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(huì)媒體探營”活動(dòng)，來到位于河南登封的金嶺煤業(yè)，實(shí)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(shè)計(jì)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(fù)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(yuǎn)程操控機(jī)電設(shè)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(luò)，WiFi連接則存在傳輸效率問題�！拔覀兣c中國移動(dòng)、華為經(jīng)過多方討論和測試，決定引入5G技術(shù)方案。”高同栓說，“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(shí)現(xiàn)了金嶺煤礦的新生。”
2023年11月，金嶺煤業(yè)與中國移動(dòng)、華為聯(lián)合在礦區(qū)和井下部署了商用5G-A專網(wǎng)。整個(gè)方案按照智慧礦山“總體規(guī)劃、分步實(shí)施”建設(shè)原則，采取1(一張網(wǎng)）+1(一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái))+N(N個(gè)系統(tǒng))的模式進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)。據(jù)高同栓介紹，目前項(xiàng)目已完成投資2.1億元，實(shí)現(xiàn)了5G信號(hào)井下重點(diǎn)區(qū)域覆蓋，建成了包含45個(gè)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(shí)現(xiàn)了煤礦整個(gè)系統(tǒng)信息共享、數(shù)據(jù)互通、一鍵啟停、實(shí)時(shí)監(jiān)測，在智能化礦山建設(shè)進(jìn)程中，邁出了堅(jiān)實(shí)步伐。金嶺煤業(yè)也因此成為了全國首個(gè)商用的5G-A網(wǎng)絡(luò)井下重點(diǎn)區(qū)域覆蓋的煤礦企業(yè)。
高速專網(wǎng)引領(lǐng)煤礦數(shù)字化升級(jí)
在金嶺煤業(yè)，記者看到現(xiàn)場部署的5G-A專網(wǎng)實(shí)測上行速度高達(dá)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(shí)用防爆手機(jī)與井上連線，報(bào)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(jī)電副總工程師沈祖林告訴記者，該項(xiàng)目采用了中國移動(dòng)和華為提供的5G-A DMN基站，實(shí)現(xiàn)了超大上行、超遠(yuǎn)覆蓋，是業(yè)界首個(gè)同時(shí)滿足大上行、遠(yuǎn)覆蓋、低時(shí)延的礦用5G網(wǎng)絡(luò)，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(hào)覆蓋，而且采煤工作面經(jīng)常變化，對無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力和穿透能力要求高。另一方面，井下設(shè)備多、環(huán)節(jié)多，需要大量高清攝像頭來監(jiān)控設(shè)備和工作區(qū)狀態(tài)，這就對網(wǎng)絡(luò)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(jìn)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(jié)合采、掘、機(jī)、運(yùn)、通各專業(yè)的智能化應(yīng)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(jìn)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，金嶺煤礦還打造了自己的超融合數(shù)據(jù)中心，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析，讓生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，做到全流程的可預(yù)知、可預(yù)警、可追溯。金嶺煤業(yè)還搭建了智能化綜合管控平臺(tái)，集成了采煤、掘進(jìn)、機(jī)電運(yùn)輸、通風(fēng)安全等業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)全面接入和綜合自動(dòng)化集中控制，幫助各級(jí)管理人員更加精準(zhǔn)地調(diào)度資源、快速響應(yīng)、科學(xué)決策。新部署的雙重預(yù)防體系智能化系統(tǒng)，涵蓋了安全管理、風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控、隱患排查治理等業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)了安全信息電子化管控過程、自動(dòng)化風(fēng)險(xiǎn)分析、科學(xué)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(yuǎn)程操控、全程監(jiān)測、無人值守、工人巡視”的全新工作模式，實(shí)現(xiàn)了“一屏觀金嶺，一網(wǎng)管全礦”，切實(shí)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(tái)，將安全生產(chǎn)中的“采、掘、機(jī)、運(yùn)、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(shí)現(xiàn)了對煤礦主要設(shè)備的遠(yuǎn)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(shí)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(dòng)態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控、隱患排查、問題落實(shí)等信息以圖文、視頻等形式進(jìn)行反饋，使得工作人員可以全面精準(zhǔn)地掌握動(dòng)態(tài)、信息反饋清晰明了、問題落實(shí)準(zhǔn)確無誤，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)管控、隱患排查治理智能一體化管控。
三是利用5G低時(shí)延的特性，在井下設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，組織一線人員與廠商專家進(jìn)行遠(yuǎn)程會(huì)診，更快更好地解決現(xiàn)場故障，確保井下工作盡快恢復(fù)正常。
四是可以提供固定電話、5G防爆手機(jī)、5G+AI視頻等系統(tǒng)之間的融合通信，實(shí)現(xiàn)了通話瞬間連接、信息及時(shí)共享，井上下通訊無縫對接。
五是通過智能化應(yīng)用，做到更高水準(zhǔn)的安全防護(hù)、減人增效。金嶺煤業(yè)通過井下供電、皮帶運(yùn)輸、排水、壓風(fēng)、輔助運(yùn)輸?shù)仍O(shè)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(shí)現(xiàn)了“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人、智能化作業(yè)”的建設(shè)目標(biāo)。
伴隨著運(yùn)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(shù)有力地推動(dòng)了礦井智能設(shè)備及技術(shù)的蓬勃發(fā)展，5G智慧礦山也迅速從構(gòu)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(jī)器人、5G遠(yuǎn)程采掘、5G無人礦卡等應(yīng)用，同時(shí)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(jié)出行業(yè)數(shù)字化經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)探索智能化礦井的數(shù)字運(yùn)維奠定基礎(chǔ)。
