30多年來，神東煤炭集團積極采用國內外先進技術和設備，打造了千萬噸礦井群的“神東模式”，成為世界煤炭行業安全、高效、綠色、智能生產的典范。5G時代來臨之后，神東煤炭集團又積極應用5G技術來推進自身的數字化、智能化轉型，取得了巨大的成功。在近日舉行的2022世界5G大會“5G與智慧礦山論壇”上，神東煤炭集團智能技術中心主任崔亞仲介紹了在5G應用上取得的最新成果。
煤礦智能化先鋒
神東煤炭集團是國家能源集團的骨干煤炭企業，主要負責管理神府東勝煤田骨干礦井、山西保德煤礦以及配套項目的生產運營。目前神東擁有大型現代化安全高效礦井13個，總產能超過2億噸，采掘機械化率100%，資源回采率80%以上，原煤生產效率最高達到150噸/工，直接工效最高達到1170噸/工，主要指標達到國內第一、世界領先水平。
截至2022年，神東煤炭集團有12礦13井通過了地方政府智能化驗收，建成24個智能綜采工作面、26個智能掘進工作面，井下固定崗位實現了無人值守，應用了五大類、153臺機器人。在基礎網絡環節，神東煤炭集團建成了全球采礦行業規模最大的企業級5G專網，13個礦井全部實現5G技術應用，上灣礦區更是成功試點了“5G+電動車+無人駕駛”的綜合應用。
在礦區作業面之外，神東煤炭集團還從2020年起開始建設生產運營協同調度系統，將企業的運營管理模式從“單一專業化分析”向“集團全面匯總預測”轉變，推動企業管理和運營向著數字化、智能化方向演進。
全場景數智化
據崔亞仲介紹，神東煤炭集團引入5G技術的目標是實現井下所有場景的數智化升級，包括工業控制、數據接入上傳、語音通信、監測監控、人員定位等。為此神東煤炭集團與中國電信、中國聯通、華為和中興通訊等合作，搭建了基于5G網絡的“兩網一云一底座五平臺N應用”。整個系統由33臺核心交換機、127臺匯聚交換機、127臺HUB、38臺BBU、900臺PRRU以及1300公里長的主干光纜構成，服務范圍300平方公里，能夠支持4萬人工作。“目前井上下接入設備有30多萬臺，主干網絡采用了100G技術，這是全世界最大的企業級5G專網。”崔亞仲說。
神東5G專網有六大優勢。一是井上下一體化，而且橫跨陜、蒙、晉三省，兼用中國電信、中國聯通兩大運營商的基礎設施以及華為、中興通訊兩家廠商的系統設備。二是規模化部署應用了低功率、高壓防爆、高可靠性的井下專網設備，為井下5G的規模部署探索了前進之路。三是首次在全礦井應用了100G承載網方案。四是在井下實現了穩定的超寬帶上行。五是在空間狹小的作業面部署了5G漏纜天線，不但少干擾、免切換，實測還能夠支持低于50ms時延的遠程控制。六是首次將5G和UWB技術融合應用，為無人駕駛等場景提供了大帶寬、低時延和精準的井下定位導航能力。
崔亞仲表示，神東煤炭集團的創新成果獲得了8項國家專利、5項軟件著作權，為井下5G復雜組網及高標準覆蓋探索出了一條可行路徑。
多種多樣的5G+應用
在神東煤炭礦區，目前已經實現了智能綜采、智能掘進、無人駕駛、機器人、智能礦燈、智能視頻、頂板檢測、無人機等5G+應用。
智能綜采方面，神東礦區共有29個綜采工作面，如今都實現了5G網絡全覆蓋，主要用于采煤機、巡檢機器人等移動設備的遠程監測和控制。神東礦區還建成了國內首套基于5G技術的連采機智能掘進系統，該系統利用慣性導航、激光引導、光學測距、5G網絡傳輸技術和自動卷纜等技術，實現了連采機自主行走、自動截割、視頻監控和遠程干預控制。
神東礦區還構建了“人-車-巷（路）-云”協同控制的全礦井自動駕駛架構，測試了礦井上下銜接的5G+UWB無人駕駛系統，打造了“車輛無人駕駛+遠程控制”的雙冗余、高安全性無人駕駛平臺。崔亞仲表示，神東煤礦集團下屬的上灣礦從2021年9月開始試用無人駕駛技術，現有1臺19人座車和1臺5座指揮車具備無人駕駛功能，可在井口至綜采工作面運行，最大速度每小時15公里，至今已累計安全行駛10萬公里左右，預計3個月以后可以投入常態化運行。
神東礦區使用的智能機器人非常多，現有采煤機器人23臺，掘進類機器人5種29臺，運輸類機器人3種6臺，安全防控類機器人11種90臺，救援類機器人1種5臺。在工人隨身使用的設備方面，神東礦區應用了基于智能穿戴理念的5G智能礦燈，具備移動語音等多種功能，為礦井內的工作協調、智能化調度做好了準備。
此外，還有用于設備狀態、現場環境、人員行為識別的5G+智能視頻應用，基于應力、移動傳感器的5G+頂板檢測應用，服務于礦區大范圍巡查的5G+無人機應用等。神東煤炭集團還與華為合作開發了專門面向礦山行業的操作系統“礦鴻”，在5G行業應用創新領域取得了卓越的成績。
經過幾年的探索，崔亞仲認為部署大量先進的軟硬件設備固然很重要，但更重要的是礦產行業自己要有進取精神和技術能力，讓5G、云、大數據和智能化技術真正發揮出應有的價值，畢竟礦山的智慧化、數字化轉型，最終還是要在一個個普通員工的手上落地。“智慧礦山的科技要素會隨著時間不斷變化，一些新的技術和應用也會在探索中不斷涌現，這需要包括礦山企業、ICT廠商、運營商等在內的整個產業生態共同努力。” 崔亞仲說。
