“5G+工業互聯網”改寫采礦史

“5G+工業互聯網”加速落地

　　近日，中國移動上海產業研究院與華電煤業集團有限公司、中興通訊北京分公司等簽署戰略合作協議，三方將在產品創新、商機拓展、技術研發、項目共建等方面實現深化合作，推動5G與煤礦行業深度融合。據中國移動上海產業研究院副總經理陳豫蓉介紹，三方推動的5G+智慧礦山解決方案將基于一站、一柜、一平臺的創新架構，通過新型云網基礎設施構建大帶寬、低時延、高安全隔離的定制化專網，以“井上井下一張網”的形式承載礦區各種業務，靈活滿足礦山場景需求，提高礦山行業生產安全水平，推進以降本增效為核心的產業升級，助力礦山行業數字化轉型。

　　截至2020年底，我國已建成400多個智能化采掘工作面，19種煤礦機器人在井下使用，71處煤礦列入國家首批智能化示范建設煤礦，“5G+工業互聯網”助力采礦行業數字化轉型的巨大潛力正不斷釋放。工信部數據顯示，全國“5G+工業互聯網”項目超過1500個，175個礦山實現5G應用商用落地。

　　自今年采礦行業“5G+工業互聯網”現場工作會以來，全國采礦業“5G+工業互聯網”建設更是明顯提速。截至7月中旬，山西、內蒙古、山東、河南、甘肅、安徽、陜西、廣東、江蘇等多省新上采礦類“5G+工業互聯網”項目28個，簽約金額約3.5億元。

　　基礎電信企業加快能力整合，不斷完善采礦業“5G+工業互聯網”產品體系，結合采礦業實際需求細化遠程設備操控、機器視覺質檢、設備故障診斷、無人智能巡檢、生產現場監測等十大典型應用場景，形成了涵蓋礦區信息基礎設施建設、掘進與綜采設備管控、安全監測與管理、生產流程控制、生產經營管理等大類的近100余款“5G+工業互聯網”產品，為采礦企業提供“菜單式”“一站式”服務。

　　采礦行業則主動探索5G與云計算、大數據、人工智能等新一代信息通信技術在采礦行業的融合創新應用模式，加快探索“5G+工業互聯網”助力“機進人退”，實現井下作業少人化、無人化，推動礦山數字化、網絡化、智能化發展，加快探索透明礦山、智慧礦山、綠色礦山建設等方面的新模式新路徑。

　　典型應用場景逐步形成

　　“5G+工業互聯網”如何影響采礦業？專家分析，安全生產是采礦行業的紅線。在露天礦環境中，因礦山石墜落易引起開采人員傷亡，多層重疊采空區常出現塌方、滑坡、瓦斯爆炸、沖擊地壓等事故風險。在井工礦環境中，存在高溫、高濕、粉塵等惡劣工作環境，工人長時間高強度井下作業對健康造成較大威脅。

　　針對上述行業生產重點難點，“5G+工業互聯網”在采礦領域的應用場景主要集中在四個方面：一是5G技術高效支撐井下綜采設備的遠程操控，實現“機進人退”；二是5G新技術可以支撐井下工作面的遠程監控，助力井下自然災害防治和人員管理；三是5G技術助力實現井下作業的少人化、無人化，有效緩解招工難問題；四是5G技術助力礦山設備數字化、網絡化、智能化，大幅提升井下采掘效率。

　　遠程設備操控方面，新元煤礦與中國移動在山西省開通5G煤礦井下網絡，建成井下“超千兆上行”煤礦5G專用網絡，相關應用實現對掘進機、挖煤機、液壓支架等綜采設備的實時遠程操控，以及對爆破全過程的高清監測與控制。內蒙古白云鄂博鐵礦與中國移動等企業合作建成了5G無人礦卡指揮中心，部署了礦用汽車遠程操控平臺，完成6臺礦用汽車純線控硬件改造，實現了車輛運行的實時精準控制、數據同步回傳等功能。

　　設備協同作業方面，千業水泥與中國移動在河南省焦作市開展“千業5G礦山綠色智能及礦產資源綜合利用”項目建設，搭建5G網絡，融合北斗高精度定位、車聯網技術、純電礦卡能量回收技術，實現了無人礦車的自動駕駛和協同編隊、作業區域內車輛的集群調度，設備作業效率提升10%以上。晉能控股集團與中國聯通合作，依托5G智慧網絡平臺的大數據分析，在塔山煤礦推廣應用“網約車”模式，實現了井下無軌膠輪車運行管理的數字化和智能化，整體運行效率提升了30%左右。

　　無人智能巡檢方面，龐龐塔煤礦與中國聯通在山西省開展“5G+智能礦山”項目建設，在井下變電硐室和水泵房的排水、供電等設備遠程集中監控的基礎上，增加安裝5G模組的巡檢機器人，通過5G網絡進行硐室4K高清視頻回傳、機器人監測數據回傳和機器人實時控制，5G技術支撐實現運輸機、皮帶等設備的無人巡檢。山東三山島金礦引入5G+鑿巖車、5G+遠程破碎系統、運轉系統無人化等場景，不但實現工人從井下轉移到地表，解決了礦山安全生產等諸多問題，而且掘進和運送效率提高了近25%。

　　生產現場監測方面，鮑店煤礦與中國聯通在山東省濟南市開展“礦用高可靠5G專網系統及應用”項目建設，用高可靠5G專網系統及應用，針對極端嚴苛的煤礦生產控制場景，通過5G+機器人、5G+視覺識別等手段對設備狀態、氣體濃度、綜合環境進行實時監測，實時回傳至調度指揮中心。陜西小保當煤礦與華為、中國電信、中國礦業大學、中煤科工集團進行產學研合作，組建“井上井下一體化網絡”，實現5G信號覆蓋到礦區園區及礦井主要工作面，實現對工業園區、生活園區的統一管控，利用傳感器數據傳輸及分析實現生產設備在線監控，提高了工作效率，降低了人員的工作強度。

　　打通行業壁壘　深化融合應用

　　業內認為，目前采礦行業發展面臨著需求增速放緩、環境制約趨緊、要素成本上升、安全生產壓力大等諸多挑戰，應推動打通行業壁壘，深化融合應用，持續拓展“5G+工業互聯網”發展新空間。

　　今年6月，國家發展改革委、國家能源局、中央網信辦、工業和信息化部等四部門聯合印發《能源領域5G應用實施方案》提出，在未來的3年至5年時間里，圍繞智能電廠、智能電網、智能煤礦、智能油氣、綜合能源、智能制造與建造等方面拓展一批5G典型應用場景。其中在“智能煤礦+5G”領域，將建設煤礦井上井下5G網絡基礎系統，搭建智能化煤礦融合管控平臺、企業云平臺和大數據處理中心等基礎設施，打造“云-邊-端”的礦山工業互聯網體系架構。利用5G的高速率、低時延、大連接、高可靠等特性，重點開展井下巡檢和安防、無人駕駛等系統建設和應用，探索智能采掘及生產控制、環境監測與安全防護、虛擬交互等場景試點應用，促進智能煤礦建設。

　　中國礦業聯合會副會長吳國華表示，“5G+工業互聯網”為礦山裝上智慧的大門，將賦能采礦行業數字化轉型，行業協會要充分發揮自身的平臺優勢和橋梁作用，借鑒“5G+工業互聯網”在采礦行業的成功應用經驗，加強對采礦企業的引導和服務，強化跨行業協同和應用技術創新。

　　中國礦業大學（北京）校長葛世榮認為，煤炭工業互聯網建設將不局限于煤炭企業，除了要滿足煤礦自身的信息化智能化需要，還要與煤礦外部的行業互聯互通，比如與燃煤電廠、化工廠、鋼鐵廠構建互聯系統，這需要借助5G技術和煤炭工業互聯網的支持。“此外，我國約60%的能源來自煤炭，通過煤炭工業互聯網建設，將有利于推動煤炭智能化發展，這是我國實現能源智能化的重要組成部分。”

　　華為技術有限公司高級副總裁蔣亞非介紹，隨著中國承諾“力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”，華為正與產業各方協同推進“5G+工業互聯網”在采礦行業規模應用，幫助礦企減員提效。

　　（記者　陳愛平　陳云富　李唐寧　上海報道）