有了5G+，煤礦智能化建設(shè)換擋提速

——皖北煤電集團(tuán)智能公司加快煤礦智能化發(fā)展見聞

坐在寬敞明亮的辦公室里，采煤工人只需輕動手指，就能遠(yuǎn)程操控井下百米深處的采煤機(jī)實現(xiàn)“一鍵采煤”;只需預(yù)先規(guī)劃好巡檢路線，智能機(jī)器人就會在巡檢點自動進(jìn)行所有特定設(shè)備和相關(guān)環(huán)境的檢測與數(shù)據(jù)讀取，從而取代人工巡檢……智能采煤、智能調(diào)度、智能洗選、智能巡檢等“5G+人工智能”應(yīng)用場景，如今每天都在皖北煤電集團(tuán)智能公司麻地梁煤礦上演。該礦依托5G信息技術(shù)，加快智能化建設(shè)、智慧化轉(zhuǎn)型。

5G入井，打造礦山“最強(qiáng)大腦”

1月13日8時，在麻地梁煤礦調(diào)度指揮中心，采煤工人沈晨喜身著白色襯衫坐在工位上，開始了一天的采煤工作。

“采煤設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)完畢，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程操控……”聽到采煤指令后，沈晨喜輕擊操作按鈕。與此同時，距離調(diào)度指揮中心約6000米的采煤工作面的實時高清4K影像，也通過5G網(wǎng)絡(luò)同步回傳至調(diào)度指揮中心的巨幅LED屏幕墻上，只見采煤機(jī)、運輸機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)等綜采設(shè)備相繼聯(lián)動運轉(zhuǎn)，煤塊如潮水般涌向地面煤倉。

“5G網(wǎng)絡(luò)一網(wǎng)承載，精確割煤、精準(zhǔn)放煤，井下傳輸?shù)膱D像和聲音特別清晰，沒有一點延遲，實現(xiàn)了地面與井下生產(chǎn)現(xiàn)場的及時溝通，可隨時掌握生產(chǎn)現(xiàn)場情況，并能有效解決生產(chǎn)過程中存在的問題。”沈晨喜說。

筆者在現(xiàn)場注意到，除各種實時生產(chǎn)圖景之外，大屏還實時閃動著生產(chǎn)設(shè)備的運行狀態(tài)、效率、參數(shù)、能耗等各類數(shù)據(jù)圖表曲線。據(jù)工作人員介紹，這些數(shù)據(jù)代表著煤礦工作面的健康“體征”，通過5G網(wǎng)絡(luò)源源不斷傳輸?shù)?ldquo;礦山大腦”——調(diào)度指揮中心。一旦出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)會及時提示預(yù)警。

1月9日，麻地梁煤礦地面機(jī)房5G核心設(shè)備MEC組裝完成，井下23臺5G基站全部安裝就緒，實現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

目前，麻地梁煤礦通過“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用已將功能獨立的各個子系統(tǒng)集成調(diào)度指揮中心，建成了整個礦區(qū)管理、運行的“礦山大腦”，具備調(diào)度通信、安全管理、設(shè)備管理、遠(yuǎn)程集控等功能。

“煤礦開采產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)，通過5G‘高速公路’源源不斷地傳輸至調(diào)度指揮中心。這個‘礦山大腦’基于云計算，通過三維模擬，隨時掌握安全生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)，從而為煤礦安全生產(chǎn)提供決策參考。”智能公司總經(jīng)理徐輝介紹說，“‘最強(qiáng)大腦’讓‘像繡花一樣管理煤礦’變成現(xiàn)實。”

5G換人，努力讓井下無人

在麻地梁煤礦百米深處的井下變電所，一個小小的巡檢機(jī)器人正沿著既定巡檢路線自主行走，360度視頻監(jiān)測精準(zhǔn)記錄設(shè)備故障時間、地點以及類型，各類數(shù)據(jù)由5G基站接收并回傳至地面集控室。調(diào)度人員則通過回傳的高清視頻圖像，分析判斷故障，下達(dá)處理意見。

機(jī)械設(shè)備的精準(zhǔn)遠(yuǎn)程控制對通信網(wǎng)絡(luò)的帶寬、時延有很高的要求。以往，在沒有5G網(wǎng)絡(luò)的條件下，井下只能采用有線網(wǎng)絡(luò)，將各個相關(guān)設(shè)備聯(lián)系在一起，實現(xiàn)彼此數(shù)據(jù)通信，時延、掉線、丟包現(xiàn)象嚴(yán)重，不安全也不可靠。

“麻地梁煤礦井下5G網(wǎng)絡(luò)下行峰值速率達(dá)500兆比特每秒、上行峰值達(dá)200兆比特每秒，接入端到端時延少于20毫秒，切換時延為10毫秒至20毫秒。”麻地粱煤礦信息中心主任周圓表示，5G網(wǎng)絡(luò)少于20毫秒的低時延、快切換和抗干擾、高可靠的能力，使遠(yuǎn)程控制成為現(xiàn)實。

“技術(shù)人員在地面操控設(shè)備感覺不到時延，跟在現(xiàn)場操作一樣。”周圓進(jìn)一步解釋道。

利用5G網(wǎng)絡(luò)超高速率、超低時延、超廣連接的優(yōu)勢，麻地梁煤礦不僅可以通過智能采煤系統(tǒng)遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制采煤機(jī)的開停，還實現(xiàn)了全礦區(qū)固定崗位和車間的無人值守，減少崗位工與巡檢工40余名。

5G賦能，煤礦前景廣闊

在智能公司信息中心，技術(shù)人員圍繞加速5G網(wǎng)絡(luò)與礦井實際應(yīng)用的深度融合等課題，進(jìn)行著軟件平臺設(shè)計和應(yīng)用設(shè)備的研發(fā)改造升級。不久前，智能公司與中國移動聯(lián)合開發(fā)的無人駕駛膠輪車進(jìn)入試運行階段。在厘米級高清地圖導(dǎo)航的輔助下，膠輪車可由無人駕駛系統(tǒng)完成所有的駕駛操作。

“很快，我們就將實現(xiàn)5G無人礦車、5G無人掘進(jìn)機(jī)等應(yīng)用。以后，我們還要搞一個井下乘車服務(wù)，像滴滴打車一樣，礦工可以在APP上叫車。”一旁的工作人員自豪地說道。

“推進(jìn)5G+采煤+掘進(jìn)+運輸+巡檢+信息的場景應(yīng)用，把煤礦工人從艱苦的工作環(huán)境和高強(qiáng)度的體力勞動中解放出來，最終實現(xiàn)安全生產(chǎn)和減人提效。”智能公司董事長吳勁松表示，“作為煤礦管理者，我最大的夢想就是井下無人。”

“隨著應(yīng)用場景的豐富化、復(fù)雜化，‘5G+智慧煤礦’還有許多難題需要突破。目前，智慧煤礦相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)還有待制修訂，相關(guān)設(shè)備的技術(shù)規(guī)范和檢測規(guī)范也有待明確，關(guān)鍵模組的價格還相對較高。”吳勁松坦言，“5G+智慧煤礦”是一個跨行業(yè)、富技術(shù)的系統(tǒng)創(chuàng)新，需要政產(chǎn)學(xué)研用的全鏈條協(xié)同推進(jìn)，成立更廣泛的技術(shù)應(yīng)用聯(lián)盟，互有重點，互通有無，互相借鑒，最大化地拓展“5G+智慧煤礦”產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，助力煤炭采掘這一傳統(tǒng)行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型換擋提速。