［中國(guó)，鄭州］ 近日，2021世界電信和信息社會(huì)日大會(huì)在鄭州國(guó)際會(huì)展中心開幕，在大會(huì)同期舉辦的“5G垂直行業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新會(huì)議”上，呂梁東義集團(tuán)煤氣化有限公司副總經(jīng)理孫振德受邀參加并發(fā)表演講，孫振德分享了近年來(lái)鑫巖煤礦的5G智能煤礦項(xiàng)目案例。

孫振德來(lái)自山西省呂梁市東義集團(tuán)煤氣化有限公司鑫巖煤礦。鑫巖煤礦是首批國(guó)家智能化礦井示范單位，是呂梁第一個(gè)部署5G的煤礦。礦井核準(zhǔn)生產(chǎn)能力240萬(wàn)噸/年，為井工礦井?？刹擅簩?層，其中5煤、10煤為全區(qū)可采，井田面積19.601km2，資源儲(chǔ)量為20920萬(wàn)噸，可采儲(chǔ)量16099萬(wàn)噸。

近年來(lái)，鑫巖煤礦5G實(shí)踐大事不斷。2020年8月11號(hào)第一臺(tái)5G基站在鑫巖煤礦完成安裝，兩個(gè)智能化綜采面接入5G控制；在第四屆呂梁大數(shù)據(jù)產(chǎn)品發(fā)展大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，鑫巖煤礦演示了井上下實(shí)時(shí)5G通訊；在武漢舉辦的中國(guó)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，鑫巖煤礦現(xiàn)場(chǎng)演示了遠(yuǎn)程控制井下生產(chǎn)；鑫巖煤礦還參加了深圳5G+煤礦智能化高峰論壇；2021年2月，鑫巖煤礦參加了上海風(fēng)箏方案的全球首發(fā)；4月，工業(yè)化信息化部領(lǐng)導(dǎo)到鑫巖煤礦進(jìn)行了調(diào)研和交流。

傳統(tǒng)礦山面臨發(fā)展瓶頸

談到建設(shè)5G智能化礦山的初衷，孫振德講道主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)礦山發(fā)展面臨四方面挑戰(zhàn)。

一是礦山安全水平提升顯著，但仍需繼續(xù)改進(jìn)。安全水平提升顯著，百萬(wàn)噸死亡率10年下降98.9%。百萬(wàn)噸死亡率由2018年0.093，2019年進(jìn)一步下降到0.083（死亡事故170起、死亡316人），但仍是美國(guó)的5倍，澳大利亞的11倍。

二是礦山環(huán)境惡劣，用工難。礦區(qū)工作環(huán)境惡劣，塵土、瓦斯較多，工作時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度大（24小時(shí)3班倒），礦區(qū)運(yùn)輸環(huán)境差，道路落差大，交通事故易發(fā)。招工難，工人平均年齡達(dá)42歲+，年輕人不愿意下井，急需機(jī)械化替人，智能化減人（5年內(nèi)將退休50%工人、10年內(nèi)井下將不再有工人）。

三是礦山移動(dòng)巡檢、遠(yuǎn)程控制訴求強(qiáng)。井下實(shí)時(shí)移動(dòng)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制缺失，有線視頻監(jiān)控，布線困難，成本高。目前采掘有線遠(yuǎn)控，隨設(shè)備移動(dòng)易折損。

四是當(dāng)前ICT系統(tǒng)，基礎(chǔ)薄弱，煙囪林立。涉及通信的三大安全避險(xiǎn)系統(tǒng)獨(dú)立組網(wǎng)，互通性差。井下系統(tǒng)七國(guó)八制，運(yùn)維復(fù)雜。

鑫巖煤礦5G+智能礦山愿景是安全智能化、生產(chǎn)智能化和管理智能化，打造全面感知、實(shí)時(shí)互聯(lián)、分析決策、自主學(xué)習(xí)、動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、協(xié)同控制的智能系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)煤礦綜采、掘進(jìn)、運(yùn)輸、經(jīng)營(yíng)管理等過(guò)程的智能化運(yùn)行。智能化的核心是全面感知+智能控制，全面感知主要是對(duì)人、機(jī)、環(huán)進(jìn)行感知，智能控制就是要做到對(duì)電流、煤流、水流、風(fēng)流、物流、采煤面、掘進(jìn)面、洗煤廠、機(jī)器人、倉(cāng)儲(chǔ)配送的控制，最終要實(shí)現(xiàn)少人（無(wú)人）化、智能（智慧）化。

5G+智能礦山應(yīng)用創(chuàng)新已取得九方面成效

如今5G+智能化礦山取得了積極進(jìn)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)井上井下5G全覆蓋，可以在井下暢通打電話；建成兩個(gè)5G智能化綜采控制面，不用線纜，用5G控制采煤；建立了28個(gè)5G智能化子系統(tǒng)，用5G進(jìn)行控制；20個(gè)崗位已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程集控和無(wú)人值守。

在智能化綜采控制方面，鑫巖煤礦建立了N1001和N501兩個(gè)用5G控制的智能化工作面，在智能化子系統(tǒng)方面，28個(gè)子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了5G全覆蓋。在遠(yuǎn)程集控?zé)o人值守方面，鑫巖煤礦結(jié)合實(shí)際對(duì)煤流系統(tǒng)、主副井提升系統(tǒng)、斜巷絞車、主通風(fēng)系統(tǒng)、主排水系統(tǒng)、井下中央變電所、采區(qū)變電所等設(shè)備進(jìn)行了集控改造，實(shí)現(xiàn)了“一鍵”啟動(dòng)、“一鍵”倒機(jī)、“一鍵”自動(dòng)排水、“一鍵”送電等功能。目前鑫巖煤礦5條主運(yùn)輸皮帶，主副井絞車房、中央變電所、中央水泵房、無(wú)極繩絞車硐室等20崗位都實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和無(wú)人值守。

5G+智能礦山價(jià)值主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

第一，關(guān)鍵價(jià)值，20個(gè)崗位實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守；綜采隊(duì)130名工人將減至65人，降幅達(dá)50%，智能化率達(dá)90%以上，煤礦生產(chǎn)真正實(shí)現(xiàn)了少人化、智能化運(yùn)行。

第二，1+1+N計(jì)劃，通過(guò)部署“1”張5G網(wǎng)絡(luò)、打造“1”個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)、推廣“N”項(xiàng)5G應(yīng)用，打造井下不同場(chǎng)景的物聯(lián)網(wǎng)連接，滿足礦井智能化開采，并創(chuàng)新實(shí)施5G綜采、掘進(jìn)、巡檢、物聯(lián)網(wǎng)、工作協(xié)同等5G智能煤礦應(yīng)用。

孫振德總結(jié)了5G+智能礦山應(yīng)用創(chuàng)新取得了以下九個(gè)方面的成效。

第一，搭建了智能化管控平臺(tái)生產(chǎn)中的“采、掘、機(jī)、運(yùn)、通”、“水、火、瓦斯、頂板”等專業(yè)納入到調(diào)度的管理范疇，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井安全生產(chǎn)的智能輔助決策、調(diào)度指揮、即時(shí)控制。

第二，智能化綜采工作面，5G通訊技術(shù)的成功應(yīng)用，解決了智能化工作面開采時(shí)設(shè)備遠(yuǎn)程控制延遲大、不精準(zhǔn)的技術(shù)瓶頸。

第三，智能巡檢機(jī)器人，井上/井下安裝了5套礦用多參數(shù)巡檢機(jī)器人，按預(yù)先設(shè)定程序自動(dòng)巡檢或手動(dòng)到任意位置，完成對(duì)各個(gè)巡檢點(diǎn)的檢測(cè)。

第四，主井絞車無(wú)人值守系統(tǒng)，調(diào)度中心上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絞車運(yùn)行數(shù)據(jù)，憑信號(hào)工打點(diǎn)信號(hào)自動(dòng)啟停絞車、司控道岔和升降擋車欄。

第五，副井絞車無(wú)人值守系統(tǒng)，調(diào)度中心上位機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)絞車運(yùn)行數(shù)據(jù)，憑信號(hào)工打點(diǎn)信號(hào)自動(dòng)啟停絞車。

第六，無(wú)極繩絞車無(wú)人值守系統(tǒng)，調(diào)度中心上位機(jī)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)極繩絞車房的無(wú)人值守。

第七，變電所的無(wú)人值守系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)變電所的無(wú)人值守，井下供電系統(tǒng)的集中控制，智能化控制。

第八，架空人車無(wú)人值守監(jiān)控系統(tǒng)，調(diào)度室遠(yuǎn)程開車預(yù)警、啟動(dòng)、運(yùn)行、停車、故障保護(hù)、聲光語(yǔ)音提示報(bào)警及運(yùn)行狀態(tài)顯示等功能。

第九，井下排水智能化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泵房無(wú)人值守，運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，根據(jù)水位變化自動(dòng)啟停水泵、故障報(bào)警、均衡磨損等功能。

華為5G智能礦山產(chǎn)品全面創(chuàng)新

孫振德還總結(jié)了華為5G智能礦山產(chǎn)品創(chuàng)新體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

一是園區(qū)專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了主數(shù)據(jù)處理不出礦，確保數(shù)據(jù)安全，降低數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延。二是1：3超千兆上行，結(jié)合井下監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸量大，指令下傳量小的特點(diǎn)，研發(fā)1：3時(shí)隙比，上傳峰值速率達(dá)到1.1Gbps，滿足井下海量高清視頻要求和面向未來(lái)業(yè)務(wù)演進(jìn)。三是高可靠風(fēng)箏方案創(chuàng)造性地在園區(qū)部署應(yīng)急控制面，在與中心網(wǎng)絡(luò)連接中斷以后，本地網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫接管業(yè)務(wù)，保證企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

鑫巖煤礦協(xié)同中國(guó)移動(dòng)、華為進(jìn)行了服務(wù)創(chuàng)新，保障業(yè)務(wù)開的通、運(yùn)行穩(wěn)。在服務(wù)創(chuàng)新方面取得了三方面成效。第一，業(yè)務(wù)畫像，也就是定需求，專業(yè)測(cè)算各業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)的需求，精準(zhǔn)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。第二，快速集成，也就是快上線，標(biāo)準(zhǔn)化煤礦場(chǎng)景集成實(shí)施，勘測(cè)設(shè)計(jì)、安裝部署、業(yè)務(wù)開通一次完成。第三，協(xié)同優(yōu)化，保質(zhì)量，業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化，確保速率、時(shí)延、可靠等關(guān)鍵指標(biāo)適配業(yè)務(wù)。

最后，孫振德展望了鑫巖煤礦5G+智能礦山建設(shè)規(guī)劃。第一，2021年第二季度實(shí)現(xiàn)井上井下5G有軌機(jī)車無(wú)人駕駛上線。第二，2021年第三季度，實(shí)現(xiàn)傳感器接入5G，1：3 5G千兆上行規(guī)模商用，礦區(qū)設(shè)備自管理平臺(tái)上線，5G+AI皮帶視頻檢測(cè)上線。第三，2021年第四季度，二期子系統(tǒng)接入5G，掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)5G遠(yuǎn)程控制。第四，2022年計(jì)劃5G人員定位上線，5G切片規(guī)模應(yīng)用，三期子系統(tǒng)介入5G。

2022年以后，鑫巖煤礦將繼續(xù)把5G+智能化建設(shè)工作推進(jìn)完善，真正做到礦上各個(gè)地方全面感知、智能化控制，使各關(guān)鍵點(diǎn)做到少人、無(wú)人，實(shí)現(xiàn)智能智慧化控制。

原文標(biāo)題：鑫巖煤礦孫振德：5G助力煤礦實(shí)現(xiàn)全面少人化、智能化

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