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5G赋能 智慧矿山建设的山西样本

李梦文

2020年08月27日19:01  来源:人民网-山西频道
 

“这是无人巡检机器人,它能进行360度视频监测、音频采集、红外热成像,并精准记录设备故障发生的时间、地点以及参数,通过5G网络回传到数据中心。”8月24日,在阳煤集团新元煤矿500多米深的井下机电硐室内,5G智能化办公室主任冀杰指着一台正在一段长120米的轨道上来回移动的小小设备介绍着。

不止是机电硐室无人巡检,还有掘进面无人操作、综采面无人操作等5G应用,新元煤矿依托目前国内地下最低的5G网——井下534米“超千兆上行”煤矿5G专用网,实现了煤矿智慧化管理,解决了煤炭行业的诸多痛点问题。

事实上,一直以来,山西省委省政府就在全面推进5G+工业应用和煤矿智能化发展,并走在了全国前列。阳煤集团强力推进5G+智能化建设,在较短时间内初步建成了全国首个5G煤矿专网,打造了5G+智能化煤矿的出行,成效显著,为全国提供了煤矿5G建设的示范。

5G创新智慧矿山建设模式

“机械化换人,自动化减人,智能化无人”,在阳煤集团新元煤矿的总调度室里,大屏幕上的这15个字格外醒目,为了这15个字,建设者们付出了艰辛的努力。

阳煤集团新元公司井下5G网络建设是由阳煤集团、百家乐技巧移动、华为公司三方合作,于2019年9月开始研发,今年6月18日举行了落成仪式。

“新元煤矿5G系统建设是华为公司的最重要项目之一,项目开始前,华为就组建了一个200多人的团队并成立了5G阳煤突击队来研发相关技术,并解决了温度、水对设备的影响等问题。可以说,井下井上的设备都是量身定制的。”华为公司山西代表处5G行业总监韩韦海话语间透露着满满的骄傲。

5G技术下井,首先要解决防爆问题。同时还要求把基站做得尽量小型化,功能要尽量强大。针对这些问题,三方共同成立了新元“5G+智能矿山”创新实验室,突击攻关,对5G基站进行了创新性的改造,成功研发出首款矿用5G基站,其中仅井下的PTN环网就可以相当于半个县城的5G网络容量。

“井下500多米显然无法接收卫星信号。为此,我们专门研发了井下5G基站网络同步授时技术,精度为100纳秒以下,也就是亿分之一秒。”山西移动能源行业5G技术总监吕乐介绍。

对于5G系统建设的艰辛,吕乐至今记忆犹新:“2019年,我和几位同事受命建设新元煤矿5G网,当时压力很大,因为我们是全国第一家,没有先例可循。尤其是疫情期间,我们有半年多时间就‘扎’在新元煤矿,宿舍矿井两点一线。”

2019年11月,打通井下第一个5G电话;2020年1月8日,上海、常州两个国家煤炭设备的安检中心开通5G测试基站;4月底,完成基站设备的煤安认证,完成了井下5G网络的组网……

如今,5G系统已可为复杂的综采工作面提供完整、全面、有效的网络服务。

5G革新传统井下作业模式

近年来,人们对5G这个词并不陌生,但5G是什么体验,大多数人还是雾里看花。而一座煤矿,在井下500多米建成5G专用网络又会带来怎样的改变?

阳煤集团副总经理余北建表示,现代化ICT技术与工业化系统在煤炭产业的深度融合,是煤炭生产技术变革的重要途径之一,将改变煤炭生产方式。

“现在我正在小列车集控室,进风巷工作面正常。”5月27日,新元公司跟班队长郗书博在地下534米,“搭乘”5G网络与井上总调度室进行视频通话。由于具有超千兆上行带宽,新元公司单站拥有了同时传送50路以上4K高清画面的能力,可以从井上‘身临其境’看清井下,并使得在地面远程控制井下成为可能。

此次新元煤矿推出的机电硐室无人巡检、掘进面无人操作、综采面无人操作三项5G应用,帮助煤矿实现了矿井无人化、自动化、可视化运行。其中,机电硐室无人巡检应用,针对解决煤矿企业机电设备在长期运行过程中易发生故障的问题量身定制,从远程监测到远程监控,井下机电硐室的作业方式被彻底颠覆,新元公司真正实现了无人值守、无人巡检。

掘进面无人操作应用解决了传统人工作业操作危险系数大、劳动强度高的问题,可进行远程操作截割和支护作业,实现了掘进作业的远程安全精准操控。综采面无人操作解决了井下设备运行过程中线缆维护量大、信号经常缺失等问题,为远程操作人员提供全景高清作业视野,既有效降低危险作业区域安全事故发生率,也节省大量人力物力。

“以前的挖煤现场都是尘土飞扬,虽有信息化操作,但需要人在现场控制。现在,利用5G技术和摄像头提供的热成像、激光扫描等技术,可以将数据回传到地面,通过远程控制来挖煤。”冀杰感慨地说。

5G助推矿山行业转型升级

“5G煤矿建成以来,仅前一个月就吸引了数百家矿业同行前来参观,包括河南中铝、唐山的首钢等,直到现在也是几乎每天都有人来考察。”冀杰说。

对于煤炭行业来说,5G技术下井,其作用不仅仅是实现实时通话和高清视频直播,真正意义在于和实体行业深度融合,促进煤炭产业的转型升级、推动煤炭产业链的生态变革。

“5G能解决的问题太多了,可以准确、清晰地获取井下安全生产数据和环境视频,实现井上井下高清音视频通话、各种数据快速传输、设备远程智能控制等,这个时代,我们不能被落下。”一位矿企负责人说。事实上,每一位参观者,都是想在矿业信息化方面走在前面。

今年3月,国家发展改革委、国家能源局等八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,全面启动煤炭行业新基建,进一步明确强调在矿山行业把5G、人工智能等新一代信息技术推进,助力矿山行业转型升级。

而随着5G技术在阳煤集团新元煤矿的成功部署应用,也标志着“5G+智慧矿山”建设已迈出关键一步,实现了从0到1,下一步就是从1到N,将阳煤集团的经验复制到山西全省,乃至全国,以新技术助推行业智能化转型,推动煤炭产业链的巨大变革。

作为首个国家资源型经济转型综改试验区,山西在深化能源供给侧结构性改革、构建清洁低碳用能模式、推进能源科技创新等方面具有厚重的产业基础和资源优势。5G时代,山西将抢抓机遇,乘势而上,计划3年内建成10座智能化示范煤矿、50个智能化示范综采工作面,5年内基本实现全省大型煤矿、灾害严重煤矿及其他具备条件煤矿的智能化,到2030年全省煤矿基本实现智能化。

随着一波又一波考察客人的到来,这座全国首个5G智能煤矿,宛如星星之火,渐成燎原之势。 (图片由阳煤集团新元煤矿提供)

(责编:李梦文、常慧忠)
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