技术破圈，让智慧矿山拥有更多可能

5G、人工智能等新技术如何与煤矿智能化建设融合，存在哪些难题?在近日举办的“5G+智能矿山”论坛上，煤炭行业的专家学者提出了自己的看法。

5G技术可满足煤矿智能化需求

“‘5G+智能矿山’是新生产力的标志。”国家发展和改革委员会经济体制与管理研究所产业室研究员史炜认为，5G技术在智能勘查、智能开采、矿山生态环境保护实时监测等方面都大有可为。

煤矿是高危行业。传统有线技术不能完全解决移动作业、井下战线长、环境恶劣等带来的问题。5G技术大带宽、低时延、广连接的三大特点则可满足煤矿智能化发展的需求。

目前，5G技术已在我国一些井工矿和露天矿得到不同程度的应用。在井工矿，5G技术可加快通信速度、提高通信效率，实现井下人和设备的精准定位，数据实时传输。

2019年12月，中国联通携手陕煤集团张家峁公司、山西焦煤集团庞庞塔煤矿开展了5G技术井下安装测试工作，现已建成庞庞塔煤矿5G+高质量网络。此外，中国移动与阳煤集团、华为公司共同探索5G+智能矿山应用场景，加速5G技术在煤矿落地。

与井工矿相比，露天矿与5G技术的融合成果更加显著。5G技术在露天矿开采的全部作业流程都能找到用武之地，比如有助于实现远程遥控驾驶、行驶路径自动规划、碰撞预警以及道路状况提醒等。

去年8月，煤炭行业首批基于5G技术可实现无盲区驾驶的大型矿车在扎哈淖尔露天矿投入运行。该矿在四周高地安装了5G通信基站和监控摄像头，在每辆作业矿车内部、外部安装了监控探头和司机防瞌睡系统，可实现监控全覆盖。

近日，国家能源集团准能公司黑岱沟露天矿正在开展无人驾驶试验。

近日发布的《智慧矿山5G自动驾驶白皮书》也指出，无人驾驶技术将在矿山加速落地。目前，主机厂商、自动驾驶解决方案商、智慧矿山解决方案商等正在联合攻关，将提供包括云平台、网络通信、智能车载终端在内的一体化解决方案。他们已在测试中实现了自主行驶、远程遥控驾驶、协同作业等矿用卡车自动驾驶的典型业务应用，将逐步实现露天矿山运输作业无人化。

金属矿更早尝试借助5G技术迈向无人化矿山。去年，中国移动与内蒙古包钢白云鄂博铁矿联合打造了国家级无人驾驶露天铁矿示范样板工程。

复杂工况带来新难题

在5G+智能矿山美好畅想的背后，更多难题需要解决。

中国煤炭工业协会信息化分会秘书长王丹识认为，5G技术在煤矿井下部署存在许多技术难题。5G信号覆盖会明显受到巷道断面、巷道起伏、天线吊挂位置、巷道煤尘等因素影响。目前，5G技术在煤矿应用还处于试点和试验阶段，部署5G组网成本高、耗电量大。一些企业对5G技术应用还存在实质概念不清等问题。5G技术真正应用到煤矿核心地点，发挥其优势，还有很长的路要走。

“煤矿井下环境复杂，对安全性要求很高，在改造方面还需要把握和调整更多细节。”在论坛沙龙环节，兖矿集团信息化中心总工程师刘坤提醒。

对于露天矿来说，工矿复杂、运行误差、环境的不确定因素也给无人驾驶技术带来挑战。

《智慧矿山5G自动驾驶白皮书》指出，随着矿山应用逐渐深入，场景更加复杂，未来将迎来多种挑战。比如，随着规模扩大，应用场景将会更加复杂，对平台调度能力与车辆自主决策能力也会提出更高要求。而不同矿区的工况特点也会给技术可靠性和通用性带来挑战。例如，金属矿石的电磁特性会影响毫米波雷达的性能，高寒地区矿山的温度会影响电子设备的稳定性。

在5G通信技术的支持下，煤矿传统的技术模式可能因此被打破，这需要煤炭人积极探索新业态、新模式和新方法。中国科学院院士何满潮提出的推动第五代N00工法与5G技术相融合的理念让煤炭人看到技术业态上的融合方向。未来，我们期待技术、装备、管理和理念等融合的更多可能性。