飞象网讯 （计育青/文）近年来，国内日益普及的5G网络和业务极大加快了各行各业的数字化转型。特别是在矿山、煤炭等行业，国内电信运营商和通信企业、行业应用开发商合作，成功地完成了大量智慧矿山应用案例。
日前，飞象网记者跟随“看见数字中原——2023世界5G大会媒体探营”活动，来到位于河南登封的金岭煤业，实地探访了煤矿的数字化、智慧化转型现状。
5G-A专网打造煤矿新面貌
金岭煤业位于河南省登封市君召乡境内，2000年3月建矿，2004年4月投产，设计能力120万吨/年。金岭煤业开采的都是III类不易自燃煤层，地质条件复杂，井下瓦斯含量比较高，存在很多垂深超千米的矿井。由于井下条件艰苦，金岭煤业招工困难，一直在尝试借助远程操控机电设备采矿等方式来减少井下人员的需求量。
豫金能源总经理高同栓告诉记者，井下不便部署有线网络，WiFi连接则存在传输效率问题。“我们与中国移动、华为经过多方讨论和测试，决定引入5G技术方案。”高同栓说，“目前来看，这一方案有效地打破了井下数据传输壁垒，实现了金岭煤矿的新生。”
2023年11月，金岭煤业与中国移动、华为联合在矿区和井下部署了商用5G-A专网。整个方案按照智慧矿山“总体规划、分步实施”建设原则，采取1(一张网）+1(一个工业互联网平台)+N(N个系统)的模式进行规划和建设。据高同栓介绍，目前项目已完成投资2.1亿元，实现了5G信号井下重点区域覆盖，建成了包含45个综合安全监测监控子系统的数字化智能调度中心，实现了煤矿整个系统信息共享、数据互通、一键启停、实时监测，在智能化矿山建设进程中，迈出了坚实步伐。金岭煤业也因此成为了全国首个商用的5G-A网络井下重点区域覆盖的煤矿企业。
高速专网引领煤矿数字化升级
在金岭煤业，记者看到现场部署的5G-A专网实测上行速度高达1.1Gbps，足以支持100多路高清摄像头的视频回传。井下矿工可以随时用防爆手机与井上连线，报告井下情况，通话的语音、视频都非常清晰、流畅。金岭煤业机电副总工程师沈祖林告诉记者，该项目采用了中国移动和华为提供的5G-A DMN基站，实现了超大上行、超远覆盖，是业界首个同时满足大上行、远覆盖、低时延的矿用5G网络，金岭煤业因此走在了全国5G智慧煤矿探索的前沿。
据沈祖林介绍，井下环境特殊，不利于信号覆盖，而且采煤工作面经常变化，对无线网络的覆盖能力和穿透能力要求高。另一方面，井下设备多、环节多，需要大量高清摄像头来监控设备和工作区状态，这就对网络的容量、上行能力提出了非常高的要求。华为提供的5G-A低频本安基站采用了先进的介质滤波器和硬件一体化等工艺，在小功率和小尺寸条件下，比传统基站覆盖距离提升54%，很好地满足了井下对覆盖、穿透、容量和上行能力等方面的要求。此外，本安基站还具备防水防火防爆能力，非常适合井下场景使用。
“利用万兆环网+5G方案，结合采、掘、机、运、通各专业的智能化应用，我们现在每天可减少出勤人员65人，每年可节约成本680万左右。”沈祖林说。
基于先进的网络架构，金岭煤矿还打造了自己的超融合数据中心，运用大数据分析，让生产系统实时联动生产环节，做到全流程的可预知、可预警、可追溯。金岭煤业还搭建了智能化综合管控平台，集成了采煤、掘进、机电运输、通风安全等业务流程，实现全面接入和综合自动化集中控制，帮助各级管理人员更加精准地调度资源、快速响应、科学决策。新部署的双重预防体系智能化系统，涵盖了安全管理、风险分级管控、隐患排查治理等业务流程，实现了安全信息电子化管控过程、自动化风险分析、科学化隐患治理、源头化安全教育。
五大变化
在5G-A专网和数字化、智能化系统的支持下，金岭煤业发展出了“远程操控、全程监测、无人值守、工人巡视”的全新工作模式，实现了“一屏观金岭，一网管全矿”，切实提高了矿井安全管理水平。沈祖林告诉记者，相比于旧的工作模式，金岭煤业部署的智慧矿山系统带来了五大变化。
一是依托智能化管控平台，将安全生产中的“采、掘、机、运、通”，以及“水、火、瓦斯、顶板”等专业都纳入到调度管理范畴，实现了对煤矿主要设备的远程集控，做到了对矿井安全生产的智能辅助决策、调度指挥、即时控制。
二是依托安全管理信息化系统，将安全生产过程中的作业动态、风险预控、隐患排查、问题落实等信息以图文、视频等形式进行反馈，使得工作人员可以全面精准地掌握动态、信息反馈清晰明了、问题落实准确无误，实现了风险管控、隐患排查治理智能一体化管控。
三是利用5G低时延的特性，在井下设备出现故障时，组织一线人员与厂商专家进行远程会诊，更快更好地解决现场故障，确保井下工作尽快恢复正常。
四是可以提供固定电话、5G防爆手机、5G+AI视频等系统之间的融合通信，实现了通话瞬间连接、信息及时共享，井上下通讯无缝对接。
五是通过智能化应用，做到更高水准的安全防护、减人增效。金岭煤业通过井下供电、皮带运输、排水、压风、辅助运输等设备的智能化集中管控，将综掘工作面单班作业人数减少了30%，每日每班次入井人员减少38人，单班工效提高30%，初步实现了“机械化换人、自动化减人、智能化作业”的建设目标。
伴随着运营商、通信厂商与矿业企业的共同探索，以 5G 为代表的新技术有力地推动了矿井智能设备及技术的蓬勃发展，5G智慧矿山也迅速从构想走向成熟商用。高同栓告诉记者，金岭煤业正在积极探索5G+智能巡检机器人、5G远程采掘、5G无人矿卡等应用，同时采集和分析音视频、图文、温度湿度等不同类型的数据，争取凝结出行业数字化经验，为后续探索智能化矿井的数字运维奠定基础。
