5G助力智慧矿山数字化转型

5G助力智慧矿山数字化转型

霍艳霞 ,辛虎林

中国移动通信陕西有限公司榆林分公司 陕西省榆林市 719000

摘要：5G技术的问世和应用，其以广连接性、低时延等优势，为采矿行业关键问题提供新解决思路，同时，驱动人工智能、物联网等先进技术融合。本文主要分析5G+技术，推进智慧化矿山建设水平，提高采矿智能化。

关键词：5G技术；智慧矿山；数字化转型

引言

当前矿业行业自动化系统分散建设，没有顶层设计统一布局，形成了许多信息孤岛。生产过程中透明化系统不能满足现有需求；远程监管监督不到位，不能实时掌握现场设备及工作情况；环保要求不断提高，企业缺乏针对环保的有效信息化措施；矿业行业吸引力降低，招工难，用工贵，导致企业工人老龄化严重。信息化技术的发展不断影响着传统采矿行业，使其向数字化、信息化和智能化方向发展。矿区无人化运输能够提高特殊环境下矿车作业效率，最大程度减少工程现场作业人员数量，有效提升矿区生产作业安全性。

15G+技术在智慧化矿山建设中价值分析

伴随经济高速发展，原有采矿企业开采工作模式难以符合实际要求，加速行业转型升级，对促进智能化矿山发展十分关键。5G技术主要是指第5代移动通信技术，是最新的蜂窝移动通信技术，其与多个行业进行深层次融合，形成智慧化管理系统。伴随信息技术高速发展，5G+技术的推广和应用，打造更具智能化、智慧化的矿井建设平台，为提高井下开采效率及质量提供保证，其实际应有优势包含以下几方面：第一，优化升级矿山信息化、现代化巡检。充分结合实际状况，利用5G将巡检机器人、无人机做好充分连接，可动态化将巡检数据、视频等做好分析和升级，将其动态化传输至监控指挥中心，其通过自身高速率、大容量等优势促使巡检工作实施更具安全性、稳定性，从本质层面减少巡检工作开展耗损人工，保证巡检工作实施的成效，确保矿山安全性及可靠性。第二，简化矿山井下作业操作。以人工模式为核心导向，积极选用采矿机械化手段开展各类工作时，井下作业人员生命安全难以确保，可最大限度应用5G+技术实现远程无人化操作，减少各类安全隐患，人们处于室内通过互联网平台便可完成远程操作，确保井下开采操作安全的同时，减少人员岗位配置，降低井下开采成本支出。第三，增强矿山数据的采集。矿山智慧化转型最为重要的是数据采集，充分借助矿用物联网，联合使用5G网络，动态化掌握井下信息采集，从源头层面减少传输施工、维护工作难度，有助于保证整个井下作业开展更具可靠性、安全性，减少作业压力和难度，显著提升作业开展的效率和质量。

25G技术在智能矿山建设中的应用

2.1固定岗位无人值守

主运系统实现无人值守:主运输胶带机采用自动控制、移动终端监测、钢丝绳芯无损检测、智能除铁、智能调速、集中润滑、钢丝绳牵引智能巡检机器人技术，具有远程监控、高效巡查、快速点检、故障精准定位等功能，实现了主运系统一键逆煤流启动、顺煤流停车和无人值守。变电所全部实现无人值守:主要变电所实现防越级跳闸系统、电缆高温监测预警系统和智能防灭火系统，变电所高压柜实现操作过程可视化监控，变电所部署轨道式智能巡检机器人，实现智能巡检、人脸识别停送电、环境气体监测及自动化系统联动控制等功能。矿井加压泵房、排水泵房实现无人值守:加压泵房实现智能恒压供水、主要排水泵房实现智能均衡排水、中转水仓实现远程监控、小型水窝实现就地自动排水。部署灵活性较高的轮式智能巡检机器人，实现排水系统的智能巡检、气体监测、仪器仪表识别诊断和红外热成像等功能。车辆智能调度及安全辅助驾驶:建成集管理、调度、指挥、监控、通信等为一体的车辆智能调度指挥系统，实现对辅助车辆运行状态和实时位置进行监测，合理调度车辆运营任务。在井下巷道关键区域部署辅助运输应急导引与信息发布系统，综合分析矿井运输巷道占用情况和运输任务配置状态，做出行车路径智能规划与信息发布，合理优化车辆运行路线。应用井下安全辅助驾驶技术，借助激光雷达、视频识别、智能传感等手段，实现驾驶员疲劳监测预警、车辆智能避障、智能限速等功能，规范员工驾驶行为，从技术上杜绝超速驾驶，有效管控井下辅助运输安全。

2.2远程实时监控预警的应用

矿山具备先进的井下监控系统，有助于结合井下实际工作状况，对其开展全方位、动态化监测，但内部数据管理建议从不同子系统提取工作实施画面，将数据反馈传输至数据库内完成自动化存储和处理，对井下场景进行全方位监控。该监控方式具有滞后性，合理化应用5G组网技术，将各系统数据库与整体数据库进行连接，保证数据实现共享和交换，是达成远程化监控和预警的前提。智慧化矿山通信网络技术可从本质层面确保监控终端工作实现高质量衔接，井下监控点预先发送警示后，内部子系统动态化发送相应的指令，积极选取先进的跟踪技术，逐步向管理平台持续性输入相应的警报、监测数据信息，自动化开启监控设备和范围内多元化隐藏信息，将其持续性传输至管理平台，管理平台与管理终端相连接的手机触动预警系统后，及时发出相应的报警信息，监控人员可通过移动终端动态化获取井下作业的相关数据信息，完成对井下三维场景动态、远程化监控。

2.3无线数据传输和处理

5G技术具有更加稳定和可靠的优势，可实时采集完善的数据信息，通过各类传感器搭载5G技术构建物联网系统，对“采、掘、机、运、通、排、安”等各环节数据进行实时监测和智能分析处理，实现自适应、自诊断与智能决策。矿山企业管理人员可通过计算机或手机移动终端获取和传输各类矿山系统信息，如人员位置，设备参数（电压、电流、转速、设备温度等运行工况），瓦斯浓度，顶板状态，应力场数据，通风环境参数（风量、风速、粉尘及有毒有害气体浓度等），风险隐患分布等，从而全面了解矿山生产实际情况，排查安全隐患，保障矿井安全生产，预防灾害事故发生。煤矿启动矿用5G专网系统建设，依托5G＋视觉识别等技术，通过传感器、视频采集等设备实时监测井下采掘设备控制信号、车辆状况、通风环境参数等信息，实现快速安全传输、智能判断及故障预警，当现场出现异常情况，可做到远程迅速处置，提升了矿山危险状况下的安全生产预测效率和应急管理能力。河钢集团研发的智能巡检机器人在特殊场所代替人工进行巡检，具有5G实时数据回传、自主／手动运行模式自由切换、故障报警等功能，运用手机APP和云端智能巡检管控平台完成远程全自动巡检。

2.4在生产设备远程控制中进行应用

在矿山开采工作开展的过程当中最为重要的一个方面就是要解决远程智能化操控开采的难题。传统的远程控制系统在使用的过程当中需要采用多种协议的方式才能够有效的将各种信息收集起来，然后传送到远程控制中心当中。

结束语

5Ｇ技术可确保网络信息传输的实时性，解决无人驾驶的通信延时问题，实现运动目标跟踪及环境监控，从而提升矿山企业的本质安全水平。在“5Ｇ＋矿山安全生产”应用中，应重视提高与安全相关的数字化感知程度，推动矿山应急管理系统与灾害精准监测预警系统相结合，鼓励矿山企业积极开展5Ｇ场景应用技术创新活动和成果转化，相关部门研究制定矿山安全智能化体系建设评价指标和标准。

参考文献

[1]王小东,王存政,王冲等.浅谈5G技术在智慧矿山建设中的应用前景[J].内蒙古煤炭经济,2020(12):2.

[2]申雪,卜小平,余文科.基于5G技术的"智慧矿山"建设研究[J].中国电子科学研究院学报,2020,15(7):5.

[3]周子涵.浅谈5G技术在智慧矿山建设中的应用前景[J].科学技术创新,2020(14):2.