5G商用為各個行業(yè)推進(jìn)數(shù)字化、智慧化升級提供了新思路、新方法，國內(nèi)礦山行業(yè)也早早地行動起來。2020年2月，煤炭大省山西宣布以10座煤礦、50個智能綜采工作面為試點(diǎn)，加快智能煤礦落地，隨后在9月又明確要求開展5G+智能礦井試點(diǎn)示范。到2020年底，山西省已經(jīng)建成了2個5G+智能礦井示范項(xiàng)目，預(yù)計(jì)會在2022年底前進(jìn)一步增至15個。呂梁市積極響應(yīng)省政府戰(zhàn)略規(guī)劃，在5G+智能礦井領(lǐng)域取得了大量探索性成果。

在日前舉行的“5G揚(yáng)帆 綻放移動”山西媒體行活動中，記者實(shí)地采訪了呂梁東義集團(tuán)鑫巖煤礦5G智慧礦山項(xiàng)目，見證了我國煤礦行業(yè)在數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型方面的最新成績。

破解四大挑戰(zhàn)

長期以來，很多人對5G+行業(yè)應(yīng)用存在不少偏見，比如不具有特別的重要性、必要性，只是可有可無的錦上添花等。不過對于煤礦產(chǎn)業(yè)來說，5G智慧化升級帶來的卻是實(shí)實(shí)在在的重要價(jià)值，能夠幫助煤礦破解四大難題。

首先，煤礦安全性雖然已經(jīng)有了比較嚴(yán)密的保障，但是仍然有繼續(xù)提升的空間。在鑫巖煤礦，百萬噸死亡率在最近10年下降了98.9%，特別是2019年的百萬噸死亡率降低到了0.083，比2018年降低了0.01。不過這個數(shù)字仍然是美國的5倍，澳大利亞的11倍。要解決這個問題，需要逐步引入先進(jìn)的智能技術(shù)來減少人工的使用，提高人員安全。

其次是礦山環(huán)境惡劣，招工困難。井下空氣污濁、危險(xiǎn)性高，人員的工作時間長、強(qiáng)度大；地面道路條件差，運(yùn)輸工作環(huán)境差而且容易出交通事故。在鑫巖煤礦，工人平均年齡超過了42歲，年輕人不愿意到煤礦工作。未來的趨勢是用機(jī)器替代人，鑫巖煤礦的計(jì)劃是在5年內(nèi)退休一半工人，10年內(nèi)井下不再有人工操作崗位，這些都需要提前進(jìn)行智能化系統(tǒng)的摸索和部署。

第三是礦山急需無線巡檢、無線遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。要實(shí)現(xiàn)無人礦井，就必須在井下部署實(shí)時的監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，有線網(wǎng)絡(luò)的部署困難大、成本高，而且在實(shí)際運(yùn)用中容易損壞，無線方式無疑更加方便靈活。

四是現(xiàn)有的礦山ICT系統(tǒng)條塊分割、各不相融、相通，不僅數(shù)據(jù)和信息難以融匯進(jìn)行綜合分析，對運(yùn)維也帶來了極大的麻煩。

根據(jù)煤礦行業(yè)多年來的研究和探索情況，鑫巖煤礦認(rèn)為運(yùn)用“5G+云+AI”的綜合解決方案來部署企業(yè)數(shù)字化升級是自身發(fā)展的必由之路。在中國移動的支持下，鑫巖煤礦建設(shè)成為了國家首批智能化示范煤礦，也是呂梁地區(qū)第一個部署5G的煤礦。

建設(shè)5G智能化礦山

鑫巖煤礦共有井田面積19.601平方公里，資源儲量為20920萬噸，可采儲量16099萬噸，每年生產(chǎn)240萬噸。根據(jù)鑫巖煤礦的實(shí)際情況和需求，中國移動山西公司采用“5G專網(wǎng)+邊緣UPF”方案，為礦區(qū)提供了數(shù)據(jù)不出園的專網(wǎng)服務(wù)，并通過專網(wǎng)本地災(zāi)備技術(shù)實(shí)現(xiàn)了公網(wǎng)專用模式下的“大網(wǎng)斷小網(wǎng)不斷”的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

通過5G專網(wǎng)，鑫巖煤礦獲得了融合網(wǎng)絡(luò)通信接入、數(shù)據(jù)平臺、終端應(yīng)用、煤礦5G應(yīng)用四大類服務(wù)。在井下，中國移動建設(shè)26個大巷RRU、21個膠帶巷RRU，8個綜采面RRU，并新建了邊緣UPF提供邊緣計(jì)算服務(wù)。在地面，中國移動部署了支持私有云、含小型虛擬化數(shù)據(jù)中心的礦融合通信系統(tǒng)、移動終端管理系統(tǒng)、智能視頻管理系統(tǒng)等平臺，為煤礦提供基于5G網(wǎng)絡(luò)的綜采面無人操作、掘進(jìn)面無從操作、機(jī)電硐室巡檢機(jī)器人、礦用AI高清視頻回傳、智能頭盔等多項(xiàng)5G應(yīng)用。

2020年10月，鑫巖煤礦綜采工作面正式斷開原井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)，通過中國移動5G專用網(wǎng)絡(luò)開始3刀煤遠(yuǎn)控試驗(yàn)生產(chǎn)。在此期間，系統(tǒng)以5G為主要鏈路，原有工業(yè)環(huán)網(wǎng)為備份，兩套網(wǎng)絡(luò)可以快速切換、熱備連接，確保系統(tǒng)永遠(yuǎn)在線。試驗(yàn)共進(jìn)行了3小時，整個系統(tǒng)表現(xiàn)穩(wěn)定可靠。11月，鑫巖煤礦借助中國移動的5G專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程操作井下開采，單班安全生產(chǎn)11刀煤（循環(huán)），開采約1萬噸煤。此次5G遠(yuǎn)程采煤的成功是“5G+智慧煤礦”發(fā)展的里程碑，證明了5G對于礦山行業(yè)的巨大價(jià)值，同時也使得國內(nèi)礦山距離井下無人開采更近了一步。

長期運(yùn)行，效益顯著

據(jù)了解，鑫巖煤礦5G環(huán)網(wǎng)自2020年11月初投入使用以來，一直運(yùn)行正常，實(shí)現(xiàn)了全天候井下智能工作面遠(yuǎn)程采煤。截至目前，整個5G網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運(yùn)行8000小時，累計(jì)產(chǎn)煤200余萬噸。該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益也非常好，原來一個綜采工作面需要3名采煤機(jī)司機(jī)、4名液壓支架工、5名清貨工，現(xiàn)在只需1人在地面進(jìn)行遠(yuǎn)程控制、2人做安全巡視即可，工作團(tuán)隊(duì)也從130人減至65人，減員幅度達(dá)50%，智能化率達(dá)90%以上。

原本“臟、苦、險(xiǎn)、累”的井下工作，現(xiàn)在變成了在辦公室動動手指就能完成的工作，全面改善了礦工的工作環(huán)境。鑫巖煤礦的5G應(yīng)用在業(yè)界引起了巨大反響，在工信部組織的第四屆“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽中榮獲了智慧礦山專題賽一等獎，還成功擴(kuò)展了柳林寨崖底煤礦5G項(xiàng)目，并且正在與呂梁市興縣斜溝煤礦對接5G專網(wǎng)建設(shè)方案。2020年11月，鑫巖煤礦應(yīng)工信部、湖北省人民政府邀請，作為唯一一家煤礦企業(yè)參加了2020中國5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會，詳細(xì)向參會者介紹了5G在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用情況。

接下來鑫巖煤礦將推進(jìn)二期子系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)5G遠(yuǎn)程控制掘進(jìn)機(jī)，并在2022年做到5G人員定位上線、5G切片規(guī)模應(yīng)用。2022年以后，鑫巖煤礦將繼續(xù)完善5G+智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)全面感知、全面智能化控制，建成國內(nèi)5G+礦山的新標(biāo)桿。