技術破圈，讓智慧礦山擁有更多可能

5G、人工智能等新技術如何與煤礦智能化建設融合，存在哪些難題?在近日舉辦的“5G+智能礦山”論壇上，煤炭行業(yè)的專家學者提出了自己的看法。

5G技術可滿足煤礦智能化需求

“‘5G+智能礦山’是新生產力的標志。”國家發(fā)展和改革委員會經濟體制與管理研究所產業(yè)室研究員史煒認為，5G技術在智能勘查、智能開采、礦山生態(tài)環(huán)境保護實時監(jiān)測等方面都大有可為。

煤礦是高危行業(yè)。傳統(tǒng)有線技術不能完全解決移動作業(yè)、井下戰(zhàn)線長、環(huán)境惡劣等帶來的問題。5G技術大帶寬、低時延、廣連接的三大特點則可滿足煤礦智能化發(fā)展的需求。

目前，5G技術已在我國一些井工礦和露天礦得到不同程度的應用。在井工礦，5G技術可加快通信速度、提高通信效率，實現(xiàn)井下人和設備的精準定位，數據實時傳輸。

2019年12月，中國聯(lián)通攜手陜煤集團張家峁公司、山西焦煤集團龐龐塔煤礦開展了5G技術井下安裝測試工作，現(xiàn)已建成龐龐塔煤礦5G+高質量網絡。此外，中國移動與陽煤集團、華為公司共同探索5G+智能礦山應用場景，加速5G技術在煤礦落地。

與井工礦相比，露天礦與5G技術的融合成果更加顯著。5G技術在露天礦開采的全部作業(yè)流程都能找到用武之地，比如有助于實現(xiàn)遠程遙控駕駛、行駛路徑自動規(guī)劃、碰撞預警以及道路狀況提醒等。

去年8月，煤炭行業(yè)首批基于5G技術可實現(xiàn)無盲區(qū)駕駛的大型礦車在扎哈淖爾露天礦投入運行。該礦在四周高地安裝了5G通信基站和監(jiān)控攝像頭，在每輛作業(yè)礦車內部、外部安裝了監(jiān)控探頭和司機防瞌睡系統(tǒng)，可實現(xiàn)監(jiān)控全覆蓋。

近日，國家能源集團準能公司黑岱溝露天礦正在開展無人駕駛試驗。

近日發(fā)布的《智慧礦山5G自動駕駛白皮書》也指出，無人駕駛技術將在礦山加速落地。目前，主機廠商、自動駕駛解決方案商、智慧礦山解決方案商等正在聯(lián)合攻關，將提供包括云平臺、網絡通信、智能車載終端在內的一體化解決方案。他們已在測試中實現(xiàn)了自主行駛、遠程遙控駕駛、協(xié)同作業(yè)等礦用卡車自動駕駛的典型業(yè)務應用，將逐步實現(xiàn)露天礦山運輸作業(yè)無人化。

金屬礦更早嘗試借助5G技術邁向無人化礦山。去年，中國移動與內蒙古包鋼白云鄂博鐵礦聯(lián)合打造了國家級無人駕駛露天鐵礦示范樣板工程。

復雜工況帶來新難題

在5G+智能礦山美好暢想的背后，更多難題需要解決。

中國煤炭工業(yè)協(xié)會信息化分會秘書長王丹識認為，5G技術在煤礦井下部署存在許多技術難題。5G信號覆蓋會明顯受到巷道斷面、巷道起伏、天線吊掛位置、巷道煤塵等因素影響。目前，5G技術在煤礦應用還處于試點和試驗階段，部署5G組網成本高、耗電量大。一些企業(yè)對5G技術應用還存在實質概念不清等問題。5G技術真正應用到煤礦核心地點，發(fā)揮其優(yōu)勢，還有很長的路要走。

“煤礦井下環(huán)境復雜，對安全性要求很高，在改造方面還需要把握和調整更多細節(jié)。”在論壇沙龍環(huán)節(jié)，兗礦集團信息化中心總工程師劉坤提醒。

對于露天礦來說，工礦復雜、運行誤差、環(huán)境的不確定因素也給無人駕駛技術帶來挑戰(zhàn)。

《智慧礦山5G自動駕駛白皮書》指出，隨著礦山應用逐漸深入，場景更加復雜，未來將迎來多種挑戰(zhàn)。比如，隨著規(guī)模擴大，應用場景將會更加復雜，對平臺調度能力與車輛自主決策能力也會提出更高要求。而不同礦區(qū)的工況特點也會給技術可靠性和通用性帶來挑戰(zhàn)。例如，金屬礦石的電磁特性會影響毫米波雷達的性能，高寒地區(qū)礦山的溫度會影響電子設備的穩(wěn)定性。

在5G通信技術的支持下，煤礦傳統(tǒng)的技術模式可能因此被打破，這需要煤炭人積極探索新業(yè)態(tài)、新模式和新方法。中國科學院院士何滿潮提出的推動第五代N00工法與5G技術相融合的理念讓煤炭人看到技術業(yè)態(tài)上的融合方向。未來，我們期待技術、裝備、管理和理念等融合的更多可能性。