5G「挖煤」，7個人搞定一個工作面

承擔能源「壓艙石」重任的煤炭遇到高精尖的5G會碰撞出怎樣的火花？

在全球數字經濟飛速發展的大背景下，我國煤炭工業也迎來了智能化建設的第四次工業革命。當前，乘著「新基建」的東風，5G技術以其高速率、低時延、大容量優勢在越來越多的工業場景中得以應用，煤炭行業也因此受益，智能化建設不斷取得突破。日前，全球首套礦用高可靠5G專網系統發布，成為行業熱議的焦點。

文丨本報記者 別凡

可靠性成制約5G技術在井下應用關鍵

近年來，煤礦智能化建設屢獲政策支持。今年3月，國家8部委聯合發布《關於加快煤礦智能化發展的指導意見》，山東、山西、內蒙古等省區先後推出煤礦智能化建設實施方案，煤礦智能化建設如火如荼。相關統計顯示，截至今年8月底，我國已建成智能化採掘工作面401個，且這一數據有望在今年底升至550個。

但煤礦智能化建設並非易事。中國工程院院士王國法介紹，煤礦智能化的基本過程雖與工業過程控制基本一樣，但煤礦地下空間的問題比地面更複雜，對通訊的要求極為嚴格，傳統4G+WiFi的數據傳輸技術難以滿足這種差異化需求。

「而5G網則可為智能化煤礦鋪就一個「高速公路網」，大大提高煤礦開採數據可視化、開採過程透明化、開採設備智能化、開採現場少人化的進程，促進我國煤礦進一步向本質安全生產邁進。」王國法表示。

然而，礦用5G技術並不是簡單地將地面技術移至井下。煤礦開採為常態化移動性地下作業，生產環節多，地質條件經常變化，線纜極易斷裂、接觸不良，對井下通信系統及設備的可靠性要求極高，採煤機、掘進機、運輸車輛等主要生產設備需要無線網絡實時監測和遠程控制。因此，可靠性成為制約5G技術在井下應用的關鍵。

此外，普通地面5G設備也不能直接用於煤礦井下。以5G基站為例，該設備發熱量極大，功率可達數百瓦，而礦用5G基站的功率必須在6瓦以下，且須按照防爆標準處理。

而現在，這些「卡脖子」問題或許不再是「攔路虎」。記者了解到，「全球首套礦用高可靠5G專網系統」由山東能源集團研發，包括了礦用5G核心網、5G基站、5G基站控制器、5G高可靠控制器、5G邊緣計算控制器、5G CPE、5G智慧型手機等，可廣泛適用於極端嚴苛的煤礦生產控制場景，目前已順利拿到國家礦用5G系統「安全標誌證」，並已在山東能源兗州煤業鮑店煤礦、東灘煤礦投用。

礦用5G時延縮短近200倍

據業內人士介紹，為讓煤礦工人從井下複雜環境中解放出來，不少企業都上馬了智能化採煤設備。但此前受制於傳輸信號的低速率和不穩定性，工作人員仍需在作業一線對設備進行監測，不能真正實現遠程操控。

那麼，解決了「可靠性」難題的礦用5G技術又有何「過人之處」呢？

「4G網絡大約有3-4秒的延時。傳輸有延時，我在後方控制機器，信號到現場機器還會有一段時間。機器在延時過程中會有一定危險，如果延時較高，我們不敢嘗試無人操作。」山東能源兗州煤業鮑店煤礦綜掘二區區長許松告訴記者，現在使用礦用高可靠5G網後，延時已大幅降至20毫米。

「工欲善其事必先利其器」。藉助這一5G系統，鮑店煤礦真正實現了遠程操控、「採煤不見煤」。「自動跟機率和記憶截割率達到了90%以上，以前綜放工作面生產人員每班需要14-16人，現在僅需7人，工效達到156噸/工。」 鮑店礦採煤副礦長徐長厚對記者表示，地上遠程操控、高清視頻實時回傳、智慧機器人無人巡檢等已在鮑店煤礦成為現實，採掘一線實現減員50%以上，產能提高了一倍以上，實現了國內首個真正意義上的智能化綜放工作面常態化運行。

中國聯通首席技術官傅強表示，此前，山東聯通與山東能源集團聯合成立了國內首家「5G+智慧礦山」聯合實驗室，未來將共同推動礦用高可靠5G專網系統在行業全面落地實施。記者了解到，明年，山東能源集團將把這一專網系統率先推廣至集團內10-30家煤礦，加速煤礦智能化建設。

煤炭工業網際網路生態初現雛形

事實上，近年來，山東能源集團在煤礦智能化建設領域已走在全國前列。山東能源集團董事長李希勇告訴記者，目前山東能源集團已研發攻關「先進電液控及傳感器、採煤機智能截割、工作面自動找直、5G高可靠應用」等國內領先的7大智能開採關鍵技術，建成80個智能採煤工作面、71個智能掘進工作面、10個智能礦山示範點，36對礦井取消夜班採掘作業，累計減少井下作業人員9700餘人。下一步，將以智能產業化為目標，打造5G+智能礦山解決方案，構建貫穿創新鏈、產業鏈的煤炭工業網際網路生態。

「5G助力智慧礦山在建設中實現透明化、高清視頻與圖片處理、實時信號傳輸，與煤礦智能化建設高度契合，大力支撐了煤炭工業網際網路建設。」國際歐亞科學院院士鄧中亮介紹。

最新數據顯示，我國目前5G基站已超60萬座，終端連接數超1.5億。今年上半年，全國已累計開展5G創新應用400多項。隨著產業配套的基本成熟和網絡成本的持續下降，5G正為我國經濟高質量發展注入強勁動力。

「當前5G技術在煤礦井下應用還存在幾個難點：一是如何突破井下5G功率限制、加大覆蓋範圍；二是快速維護有待進一步加強；三是5G技術標準更新較快，已有的5G系統要跟上這一快速迭代步伐；四是打破晶片壟斷任重道遠。」山東能源集團兗礦信息化中心總工程師劉坤表示。

對於如何進一步推進5G技術與煤礦深度融合，王國法認為，需在構建好傳輸平臺的基礎上,更加注重平臺與應用場景和先進技術的融合,解決一直困擾煤礦智能化開採的泛在感知、實時可靠傳輸、大數據應用、快速智能決策、混合現實遠程操作等難題。

End

我知道你 在看 哦