“這是無人巡檢機器人，它能進行360度視頻監測、音頻采集、紅外熱成像，并精準記錄設備故障發生的時間、地點以及參數，通過5G網絡回傳到數據中心。”8月24日，在陽煤集團新元煤礦500多米深的井下機電硐室內，5G智能化辦公室主任冀杰指著一臺正在一段長120米的軌道上來回移動的小小設備介紹著。
不止是機電硐室無人巡檢，還有掘進面無人操作、綜采面無人操作等5G應用，新元煤礦依托目前國內地下最低的5G網——井下534米“超千兆上行”煤礦5G專用網，實現了煤礦智慧化管理，解決了煤炭行業的諸多痛點問題。
事實上，一直以來，山西省委省政府就在全面推進5G+工業應用和煤礦智能化發展，并走在了全國前列。陽煤集團強力推進5G+智能化建設，在較短時間內初步建成了全國首個5G煤礦專網，打造了5G+智能化煤礦的出行，成效顯著，為全國提供了煤礦5G建設的示范。
5G創新智慧礦山建設模式
“機械化換人，自動化減人，智能化無人”，在陽煤集團新元煤礦的總調度室里，大屏幕上的這15個字格外醒目，為了這15個字，建設者們付出了艱辛的努力。
陽煤集團新元公司井下5G網絡建設是由陽煤集團、中國移動、華為公司三方合作，于2019年9月開始研發，今年6月18日舉行了落成儀式。
“新元煤礦5G系統建設是華為公司的最重要項目之一，項目開始前，華為就組建了一個200多人的團隊并成立了5G陽煤突擊隊來研發相關技術，并解決了溫度、水對設備的影響等問題。可以說，井下井上的設備都是量身定制的。”華為公司山西代表處5G行業總監韓韋海話語間透露著滿滿的驕傲。
5G技術下井，首先要解決防爆問題。同時還要求把基站做得盡量小型化，功能要盡量強大。針對這些問題，三方共同成立了新元“5G+智能礦山”創新實驗室，突擊攻關，對5G基站進行了創新性的改造，成功研發出首款礦用5G基站，其中僅井下的PTN環網就可以相當于半個縣城的5G網絡容量。
“井下500多米顯然無法接收衛星信號。為此，我們專門研發了井下5G基站網絡同步授時技術，精度為100納秒以下，也就是億分之一秒。”山西移動能源行業5G技術總監呂樂介紹。
對于5G系統建設的艱辛，呂樂至今記憶猶新：“2019年，我和幾位同事受命建設新元煤礦5G網，當時壓力很大，因為我們是全國第一家，沒有先例可循。尤其是疫情期間，我們有半年多時間就‘扎’在新元煤礦，宿舍礦井兩點一線。”
2019年11月，打通井下第一個5G電話;2020年1月8日，上海、常州兩個國家煤炭設備的安檢中心開通5G測試基站;4月底，完成基站設備的煤安認證，完成了井下5G網絡的組網……
如今，5G系統已可為復雜的綜采工作面提供完整、全面、有效的網絡服務。
5G革新傳統井下作業模式
近年來，人們對5G這個詞并不陌生，但5G是什么體驗，大多數人還是霧里看花。而一座煤礦，在井下500多米建成5G專用網絡又會帶來怎樣的改變?
陽煤集團副總經理余北建表示，現代化ICT技術與工業化系統在煤炭產業的深度融合，是煤炭生產技術變革的重要途徑之一，將改變煤炭生產方式。
“現在我正在小列車集控室，進風巷工作面正常。”5月27日，新元公司跟班隊長郗書博在地下534米，“搭乘”5G網絡與井上總調度室進行視頻通話。由于具有超千兆上行帶寬，新元公司單站擁有了同時傳送50路以上4K高清畫面的能力，可以從井上‘身臨其境’看清井下，并使得在地面遠程控制井下成為可能。
此次新元煤礦推出的機電硐室無人巡檢、掘進面無人操作、綜采面無人操作三項5G應用，幫助煤礦實現了礦井無人化、自動化、可視化運行。其中，機電硐室無人巡檢應用，針對解決煤礦企業機電設備在長期運行過程中易發生故障的問題量身定制，從遠程監測到遠程監控，井下機電硐室的作業方式被徹底顛覆，新元公司真正實現了無人值守、無人巡檢。
掘進面無人操作應用解決了傳統人工作業操作危險系數大、勞動強度高的問題，可進行遠程操作截割和支護作業，實現了掘進作業的遠程安全精準操控。綜采面無人操作解決了井下設備運行過程中線纜維護量大、信號經常缺失等問題，為遠程操作人員提供全景高清作業視野，既有效降低危險作業區域安全事故發生率，也節省大量人力物力。
“以前的挖煤現場都是塵土飛揚，雖有信息化操作，但需要人在現場控制。現在，利用5G技術和攝像頭提供的熱成像、激光掃描等技術，可以將數據回傳到地面，通過遠程控制來挖煤。”冀杰感慨地說。
5G助推礦山行業轉型升級
“5G煤礦建成以來，僅前一個月就吸引了數百家礦業同行前來參觀，包括河南中鋁、唐山的首鋼等，直到現在也是幾乎每天都有人來考察。”冀杰說。
對于煤炭行業來說，5G技術下井，其作用不僅僅是實現實時通話和高清視頻直播，真正意義在于和實體行業深度融合，促進煤炭產業的轉型升級、推動煤炭產業鏈的生態變革。
“5G能解決的問題太多了，可以準確、清晰地獲取井下安全生產數據和環境視頻，實現井上井下高清音視頻通話、各種數據快速傳輸、設備遠程智能控制等，這個時代，我們不能被落下。”一位礦企負責人說。事實上，每一位參觀者，都是想在礦業信息化方面走在前面。
今年3月，國家發展改革委、國家能源局等八部門聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》，全面啟動煤炭行業新基建，進一步明確強調在礦山行業把5G、人工智能等新一代信息技術推進，助力礦山行業轉型升級。
而隨著5G技術在陽煤集團新元煤礦的成功部署應用，也標志著“5G+智慧礦山”建設已邁出關鍵一步，實現了從0到1，下一步就是從1到N，將陽煤集團的經驗復制到山西全省，乃至全國，以新技術助推行業智能化轉型，推動煤炭產業鏈的巨大變革。
作為首個國家資源型經濟轉型綜改試驗區，山西在深化能源供給側結構性改革、構建清潔低碳用能模式、推進能源科技創新等方面具有厚重的產業基礎和資源優勢。5G時代，山西將搶抓機遇，乘勢而上，計劃3年內建成10座智能化示范煤礦、50個智能化示范綜采工作面，5年內基本實現全省大型煤礦、災害嚴重煤礦及其他具備條件煤礦的智能化，到2030年全省煤礦基本實現智能化。
隨著一波又一波考察客人的到來，這座全國首個5G智能煤礦，宛如星星之火，漸成燎原之勢。 (圖片由陽煤集團新元煤礦提供)
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