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5G入井,点燃煤矿智能化转型“引擎”

作者:
本刊评论员
来源:
《中国煤炭工业》杂志
发布时间:
2020/07/31
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前不久,在阳煤集团新元公司井下534米深处,新华社开展了全球首场井下5G高清直播,全球观众通过5G技术,与煤矿井下生产现场来了一次“零距离”接触。

这震撼世人的视觉体验,不仅展示出5G通讯技术的强大核心优势,也说明5G技术在煤炭行业的应用取得了阶段性成效。

当前,在加快煤矿智能化建设,打造安全、高效、绿色的智慧矿山的新形势下,煤矿5G技术的突破与应用、5G技术与矿业的深度融合,将为矿井智能化发展增添新的动能,重塑传统煤炭产业模式。

5G+智能化煤矿建设迈出可喜步伐

6月18日上午,在阳煤集团新元煤矿落成的全国首座5G煤矿举行了落成发布会,引起业界广泛关注。全国首座5G煤矿由阳煤集团与中国移动、华为公司联手打造。

当前,在国家新基建战略和加快煤矿智能化发展的政策驱动下,煤矿企业积极拥抱智能化技术,三大运营商和华为公司等信息龙头企业对于5G技术在煤矿的应用,也展示出了很高的热情。所以,尽管煤矿井下地质环境的特殊性给5G技术在煤矿落地带来诸多困难和挑战,但令人感慨的是,5G入井速度已经跑在很多行业的前面。

山西是煤炭大省,在推进5G和煤炭工业互联网融合应用上,可以说引领了行业风气之先。

2019年9月5日,阳煤集团、中国移动、华为公司联手成立了5G通信煤炭产业应用创新联盟,今年5月初,历经数月科研攻关,阳煤集团新元公司井上井下5G网络开通并完成全部优化工作,建成全国首个5G煤矿专网,提供了煤矿5G建设示范。

今年6月5日,全国首个完全规模覆盖的煤矿井下5G专网在山西焦煤霍州煤电集团庞庞塔煤矿基本建成,该5G网络共覆盖100多公里巷道,建设在地下800米深处,共部署了144个基站,技术与施工难度创历史之最。

为深入开展能源革命综合改革试点,推进煤炭智能绿色安全开采,6月17日,同煤集团与中国联通山西分公司签署“5G+智慧同煤”建设战略合作协议,双方将在智能矿山、智慧电厂、智能制造、智慧办公等领域深化合作,全力打造“互联网+煤炭”发展新模式。

除山西之外,山东、陕西、安徽等地的煤炭企业,也纷纷在井下开始建设5G基站并进行应用组网,探索符合自身实际的智慧矿山建设路径。比如,山东能源集团《基于5G技术的智慧矿山建设》入选山东省5G试点示范项目。6月18日,山东省第一个煤矿井下5G基站在山东能源临矿集团菏泽煤电公司郭屯煤矿开通,创建了智能化开采“郭屯—彭庄”模式。

据悉,截至目前,20余家大型煤炭集团、煤炭高等院校已开展了5G技术相关合作、研究和项目推进工作。随着5G商业应用的推广,煤矿5G技术的应用将逐步铺开,5G技术将为煤矿智能化发展提供强劲技术支撑。

“5G技术在煤矿是刚需”

5G入井对于矿井智能化建设究竟意味着什么?

“5G在煤矿是刚需,是安全生产的坚强保障。”一位业界人士这样强调指出。因为根据煤矿井下地理条件复杂多变、支护强度大、信号衰减快等特殊条件,在井下推广无线通信意义重大。

5G,第五代移动通信技术,是最新一代蜂窝移动通信技术,其特点是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。当前,移动数据的需求爆炸式增长,促进了新一代5G系统的研发应用。

5G技术的巨大价值要得到充分发挥,关键在于工业互联网的应用。采掘工作面在煤矿涉及设备最多、生产最复杂,运用先进的信息技术和数字化控制手段,实现自动化、智能化、少人化、无人化,是煤炭工业技术革命的重要目标。5G为之提供了重要的技术支撑。

实际上,通信技术是煤矿智能化建设的核心技术,也是制约矿井智能化发展的关键。目前,煤炭企业普遍采用千兆工业以太网技术建设井下工业环网,难以满足矿山智能化建设对海量信息处理、传输的需求。以工作面无人化开采为例,工作面无人开采时,需要煤矿工人在地面操作井下设备,这时,井下机器的运行轨迹需要精准的定位、实时的数据传输,还有大量的设备连接,如果出现延时,会造成一连串的影响。而5G技术具有超高速率、超低时延、超大连接的技术特点,正好契合了煤矿智能化发展需要更广泛数据接入、更大数据传输带宽和更低延时控制的支撑,为打通煤矿智能化开采上下行传输的高速通道奠定了基础,为煤矿物联网的实现提供了有效解决方案。

总之,5G技术与人工智能、决策控制、定位跟踪、安全防护等技术结合,革新井下生产模式,促进煤矿实现矿井无人化、自动化、可视化运行,向着全面智能化发展。

协力推动5G与矿山融合创新

当前,5G+智能化煤矿建设迈出了可喜的第一步,取得了初步成效,但是,5G在煤矿应用还属于试点和实验性阶段,煤矿推行5G技术,推进5G与矿山融合创新,还有很多难题需要解决。

要清醒地认识到,5G在煤矿井下部署存在技术难题。由于井下环境的复杂性,5G技术在所有的工业应用中,煤矿无疑是技术实施与施工难度最为复杂的区域。比如,5G信号覆盖受巷道断面、巷道起伏度、巷道墙壁光滑度、巷道煤尘等因素影响较明显,此外,部署5G组网试点成本高、耗电大。5G真正能在井下发挥其优势,还要攻克许多技术难题,要研制可行解决方案。

智能矿山,标准先行。标准化应用是煤矿5G应用和智能矿山建设的重要技术基础。当前,智能化相关标准缺失成为煤矿智能化发展的重要掣肘因素。据悉,因适应井下条件的5G设备研发和安标认证标准缺乏,目前5G设备都只能按一般电气数字设备取证,而无5G系统安标证。

不久前,中国煤炭工业协会联合阳煤集团、中国移动、华为公司启动了5G+工业互联网与智能矿山建设的系列企业标准研制工作。希望通过行业组织、通信运营商、设备提供商等的共同努力,在企业技术标准的基础上,能够尽早形成5G技术行业标准和国家标准,为5G技术在井下应用提供遵循。

此外,要解决好5G场景设计和落地问题。有关专家强调,5G技术的核心要义在于对新一代信息技术的强有力支撑或者赋能。因此,建成5G网络不等于完成了5G建设,更要做好应用场景的规划和开发,而基于5G支撑的AI、云计算、大数据和物联网应用等,恰恰是5G应用赋能的具体体现。因而,要推进“5G+”建设,大力拓展5G各种应用场景的技术工作,发挥5G核心技术优势。

总之,要切实推动煤矿5G落地应用,需要整个煤炭上下游产业链通力合作,成立技术应用联盟,开展联合攻关,尽快突破核心关键技术。同时,要遵循“因矿施策、示范先行”的原则,充分考虑具体建设煤矿的条件特点,以鼓励先进企业和煤矿试点为主,有步骤、分阶段开展工作,稳健推进5G技术在井下的开发应用。

(责任编辑:庞永厚)

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