中国煤炭报 | 煤矿5G渐行渐近，要热情更要脚踏实地
来源：黑龙江龙煤矿业控股集团
发布时间：2020-08-24
无论是传感层、传输层、控制层还是后端的应用开发层，传统网络已经不能满足煤矿智能化的要求，需要从系统工程的角度，利用5G技术重构网络整体架构、创新应用场景和新业务模式建成5G网络不等于完成了5G建设，应用场景的规划和开发才是重头戏，而基于5G支撑的AI、云计算、大数据和物联网应用等恰恰是5G有用和应用赋能的具体体现。有条件的煤矿，特别是新建煤矿，要积极推进5G应用；其他煤矿要因地制宜，分类、分级发展，在5G应用过程中，要尽可能把工作做得踏实，力戒浮躁、滥造概念、形式主义。
在智能化发展大步向前的趋势下，煤矿正在积极拥抱5G技术。
6月5日，地处吕梁山深处的山西焦煤集团霍州煤电吕临能化庞庞塔煤矿覆盖100多公里巷道的煤矿井下商用5G专网基本建成；5月初，阳煤集团宣布新元公司建成全国首个5G煤矿专网……煤炭大省山西正在推进5G和煤炭工业互联网融合应用。
不止山西。6月18日，山东省第一个煤矿井下5G基站在山东能源临矿集团菏泽煤电公司郭屯煤矿开通。
今年初，陕煤集团陕北矿业张家峁公司成功布置首批5G基站并进行应用组网，实现了矿区5G网络全覆盖。
去年年底，安徽皖北煤电集团控股的内蒙古智能公司麻地梁煤矿开通井下首个5G基站……智慧矿山建设不断跃上新台阶。
5G商用牌照发放一年刚过。在5G手机日渐“亲”民的同时，煤矿5G技术应用也渐行渐近，5G技术开始为煤矿智能化发展赋能。
无论是传感层、传输层、控制层还是后端的应用开发层，传统网络已经不能满足煤矿智能化的要求，需要从系统工程的角度，利用5G技术重构网络整体架构、创新应用场景和新业务模式。“5G在煤矿的应用与5G的商业化应用基本上是同时起步的，但目前还处于应用的第一步。”中国煤炭科工集团首席科学家、中国工程院院士王国法接受《中国煤炭报》记者采访时说。5G，第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G、3G和2G系统之后的延伸。其特点是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。在王国法看来，5G技术所有的工业化控制跟煤矿的智能化控制基本上是一致的。
“5G技术最显著的大带宽、低时延、广连接的三大特点，正好契合了煤矿智能化发展需要更广泛数据接入、更大数据传输带宽和更低延时控制的支撑，为打通煤矿智能化开采上下行传输的高速通道奠定了基础。”王国法说。关于大带宽。建设智能化煤矿的核心是数字。智能化的本质是把所有的物理化现象都数字化，这就需要上下传输大量的数据，需要大带宽做支撑。
通常情况下，一座煤矿井下会有300路语音通信、500路视频监控通信、1000台设备控制、50000点传感器通信等业务需求。每路通信占用的带宽分别为64K、8192K、1K、1K，总带宽需求约为4200M。而目前，煤矿企业普遍采用千兆工业以太网技术建设井下工业环网，井下工业生产过程需要的带宽远远超过其承载能力。
为了解决传输带宽的问题，煤矿企业普遍采用重复建设多个工业环网的办法，但这将导致井下网络呈“蜘蛛网”，不仅建设成本巨大、维护困难，而且网络可靠性差。
关于时延，也很好理解。就像人们通常从电视上看到的视频连线采访那样，这边说完，那边还要等一下才能接收到信号、做出反应。这就存在一个时延的问题。“有些领域，时延高一些影响不大，但真正的煤矿智能化、无人化开采或安全生产，没有实时控制和低时延做支撑，是实现不了的。”王国法说。
实际上，煤矿智能化建设的好多方面都卡在通信上。以工作面无人化开采为例。工作面无人开采时，需要煤矿工人在地面操作井下设备。这时，井下机器的运行轨迹需要精准的定位、实时的数据传输，还有大量的设备连接，如果出现延时，会造成一连串的影响。“5G技术带宽够，时延低、连接广，恰好满足这些要求，为井下无线通信提供了技术性支撑。”中国煤炭工业协会信息化分会秘书长王丹识说。
在阳煤集团党委书记、董事长翟红看来，煤矿井下地理条件复杂多变，在支护强度大、信号衰减快等特殊环境下，推广无线通信意义重大，“5G技术在煤矿是刚需，是安全生产的坚强保障”。
据不完全统计，目前，20余家大型煤炭集团、煤炭高等院校已开展了5G技术相关合作、研究和项目推进工作。
在成立实验室和联盟等方面，山东兖矿集团、山东联通、中兴通讯合作成立了5G+智慧矿业联合实验室。中国煤炭科工集团、中国矿业大学（北京）与中国联通组建了地下空间5G技术创新应用联合实验室。神华信息公司、航天重型工程装备公司等发起成立5G+车联网+智能装备联合创新实验室。山西阳煤集团、中国移动、华为公司作为核心合作团队成立了5G通信煤炭产业应用创新联盟。中国移动联合清华大学、中国矿业大学（北京）、阳煤集团、中国煤炭科工集团、华为公司等70多家单位成立了5G智慧矿山联盟。
尽管井下特殊的环境给5G技术在煤矿落地带来诸多困难，但其推进速度已经跑在很多行业的前面。
