5G+煤礦智能化應(yīng)用煤炭工業(yè)

發(fā)布時間：2024-08-20 瀏覽量：29990

?在科技日新月異的今天，5G技術(shù)正以前所未有的速度滲透到各行各業(yè)，煤礦行業(yè)也不例外。作為傳統(tǒng)能源領(lǐng)域的重要組成部分，煤礦的智能化轉(zhuǎn)型不僅關(guān)乎生產(chǎn)效率的提升，更是實現(xiàn)安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。隨著《5G+煤礦智能化白皮書（2021版）》的發(fā)布，5G+煤礦智能化的重點應(yīng)用場景日益清晰，為煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入了強勁動力。

一、智能采掘及生產(chǎn)控制的深度融合

在煤礦智能化轉(zhuǎn)型的浪潮中，智能采掘及生產(chǎn)控制是核心環(huán)節(jié)。依托5G工業(yè)網(wǎng)關(guān)的高速率、低時延、高可靠性及網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)，煤礦企業(yè)正逐步實現(xiàn)煤機裝備與5G通信的深度融合。這一融合不僅使關(guān)鍵大型煤機裝備能夠穩(wěn)定接入5G網(wǎng)絡(luò)，還通過開發(fā)基于5G的生產(chǎn)實時性控制平臺，實現(xiàn)了采掘和生產(chǎn)過程中各類信息的實時交互與遠(yuǎn)程控制。這一變革極大地提升了生產(chǎn)效率，為無人化井下作業(yè)提供了堅實的技術(shù)支撐。

具體而言，通過5G網(wǎng)絡(luò)，地面控制中心可以實時獲取井下設(shè)備的工作狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等數(shù)據(jù)，并進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)整。同時，智能采掘系統(tǒng)能夠根據(jù)地質(zhì)條件自動調(diào)整采掘策略，實現(xiàn)精準(zhǔn)作業(yè)，減少資源浪費。此外，5G網(wǎng)絡(luò)還支持多設(shè)備間的協(xié)同作業(yè)，提高了整體生產(chǎn)流程的協(xié)調(diào)性和效率。

二、環(huán)境監(jiān)測與安全防護(hù)的智能化升級

煤礦作業(yè)環(huán)境復(fù)雜多變，對安全監(jiān)測的要求極高。基于5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、高可靠性特性，煤礦企業(yè)得以實現(xiàn)井下可視化通信、實時高清視頻傳輸以及環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。這些功能不僅滿足了環(huán)境監(jiān)測與安全防護(hù)的海量高清視頻數(shù)據(jù)承載需求，還提供了全礦井、全流程的智能安全預(yù)警能力。

通過部署在井下的高清攝像頭和各類傳感器，煤礦企業(yè)可以實時掌握井下空氣質(zhì)量、溫度、濕度等環(huán)境參數(shù)以及設(shè)備運行狀態(tài)。一旦監(jiān)測到異常情況，系統(tǒng)能夠立即發(fā)出警報，并自動啟動應(yīng)急預(yù)案，有效防止安全事故的發(fā)生。同時，借助5G網(wǎng)絡(luò)的低時延特性，地面控制中心還能迅速響應(yīng)并指揮救援工作，保障人員安全。

三、井下巡檢的智能化與無人化

井下巡檢是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一。然而，傳統(tǒng)巡檢方式不僅效率低下且存在安全風(fēng)險。基于5G網(wǎng)絡(luò)的大連接、高可靠性以及邊緣計算、高精度定位等技術(shù)，煤礦企業(yè)正逐步實現(xiàn)井下巡檢的智能化與無人化。

通過研制支持5G高精度定位技術(shù)的基站、終端及礦用傳輸設(shè)備，煤礦企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)對井下人員及裝備的精準(zhǔn)定位與信息實時交互。這不僅提高了巡檢效率還降低了安全風(fēng)險。同時，結(jié)合AI圖像識別技術(shù)，巡檢機器人還能夠自主識別井下的安全隱患并進(jìn)行處理或上報給地面控制中心。這一變革不僅減輕了巡檢人員的負(fù)擔(dān)還提高了巡檢的準(zhǔn)確性和及時性。

四、露天/地下礦山無人駕駛的突破

無人駕駛技術(shù)在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用是煤礦智能化轉(zhuǎn)型的又一重要突破。基于5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時延、高可靠性以及高精度定位技術(shù)，煤礦企業(yè)正積極開展礦山無人駕駛系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用。

通過部署在礦車上的高級駕駛輔助系統(tǒng)以及地面控制中心的遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，礦車能夠?qū)崿F(xiàn)自主導(dǎo)航、避障、裝卸等功能。這一變革不僅減少了現(xiàn)場作業(yè)人員的數(shù)量降低了安全風(fēng)險還提高了作業(yè)效率降低了運營成本。同時，無人駕駛系統(tǒng)的應(yīng)用還有助于實現(xiàn)礦山的精準(zhǔn)開采和資源的最大化利用。

五、虛擬交互：重塑煤礦培訓(xùn)與協(xié)作模式

基于5G網(wǎng)絡(luò)的高速率、低時延特性，煤礦企業(yè)正積極探索虛擬現(xiàn)實（VR）與增強現(xiàn)實（AR）在井下的應(yīng)用。通過VR/AR技術(shù)煤礦企業(yè)可以構(gòu)建出逼真的井下作業(yè)環(huán)境為現(xiàn)場人員提供沉浸式的培訓(xùn)和協(xié)作體驗。

在培訓(xùn)方面VR/AR技術(shù)可以模擬出各種復(fù)雜的井下作業(yè)場景讓學(xué)員在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實操練習(xí)從而提高其技能水平和應(yīng)急處理能力。在協(xié)作方面AR技術(shù)可以將遠(yuǎn)程專家的指導(dǎo)信息實時疊加到現(xiàn)場人員的視野中使其能夠直觀地了解問題所在并接受遠(yuǎn)程指導(dǎo)從而提高協(xié)作效率和準(zhǔn)確性。

六、煤礦專用5G智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計與應(yīng)用

為了充分發(fā)揮5G技術(shù)在煤礦智能化建設(shè)中的作用煤礦企業(yè)需要配備專門的5G智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和安全性。《5G+煤礦智能化白皮書（2021版）》指出當(dāng)前的煤礦設(shè)備主要通過5G智能網(wǎng)關(guān)接入5G網(wǎng)絡(luò)但這種方式往往限制了5G系統(tǒng)的性能發(fā)揮。因此行業(yè)內(nèi)已開發(fā)出煤礦專用5G智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)以滿足煤礦企業(yè)的特殊需求。

煤礦專用5G智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)采用本質(zhì)安全型設(shè)計并支持全網(wǎng)通設(shè)計能夠兼容各個運營商的5G、4G網(wǎng)絡(luò)。同時它還具備豐富的接口包括SIM卡插槽、TF卡插槽、天線接口、LAN/WAN、RS232/RS485等以滿足不同設(shè)備的接入需求。此外為了確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性煤礦專用5G智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)還需要