5G網(wǎng)絡技術(shù)在煤礦企業(yè)應用與研究2023

5G網(wǎng)絡技術(shù)在煤礦企業(yè)應用與研究技術(shù)特點：5G平；利用技術(shù)特點：5G平；利用5G+機器人巡檢減少機電硐室現(xiàn)場人員，降低煤礦安全隱5G+超高清視頻監(jiān)控減少井下違規(guī)操作，降低事故風險應用成效：通過在機電固定硐室、采掘工作面試驗應用巡檢機器人以及遠程操20300/年;通過高清設備運行狀態(tài)監(jiān)控和設備健康狀態(tài)分析，降低設備故障率15%，節(jié)省設備修理費用約200萬元/礦井減少上萬條通訊線纜維護，總成本減少約100萬/年山西新元煤炭有限責任公司隸屬于潞安化工集團有限公司，位于山西省晉中市壽陽縣朝陽鎮(zhèn)草溝村境內(nèi)，屬于煤與瓦斯突出礦井。礦井采用斜井開拓方式和傾斜長壁式、走向長壁式綜合機械化采煤，無軌膠輪車輔助運輸。近年來，國家要求加快推進煤礦智能化發(fā)展，然而煤礦實現(xiàn)智能化落地仍面臨一些難題：一是煤礦井下開采環(huán)境惡劣，瓦斯、粉塵等易引發(fā)安全事故；二是綜采、掘進環(huán)節(jié)需人工井下作業(yè)，作業(yè)危險性較高、工作強度大；是傳統(tǒng)有線、無線網(wǎng)絡在時延、速率、可靠性等方面無法滿足智能化煤礦業(yè)務需求，建設運維工作量大。為了解決傳統(tǒng)煤礦行業(yè)痛點，新元煤礦聯(lián)合華為開展5G體解決方案探索，助力煤礦實現(xiàn)少人化、智能化生產(chǎn)。為滿足礦山智能化轉(zhuǎn)型對無線網(wǎng)絡的應用需求，本案例解決方案采用三層實現(xiàn)架構(gòu)，分別為感知層、網(wǎng)絡層、應用層。其中感知層通過采集現(xiàn)場設備、環(huán)境、員工等信息，進行協(xié)同處理和智能組網(wǎng)。作為整個系統(tǒng)的終端，感知層要具備工業(yè)現(xiàn)場總線、4G/5G、藍牙、Zigbee等網(wǎng)絡傳輸接口，將現(xiàn)場各類傳感器、攝像儀、定位識別卡、礦燈等設備信息及時準確上傳至網(wǎng)絡層；網(wǎng)絡層對采集到的感知信息進行實時遠程傳輸，實現(xiàn)信息的交互共享，并進行各種有效的處理。依托無線和有線網(wǎng)絡傳輸方式，支撐實現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為；應用層利用經(jīng)過分析處理的感知數(shù)據(jù)為管理者提供豐富的特定服務和決策依據(jù)，通過將礦井所有信息充分融合，實現(xiàn)綜合監(jiān)控、智能聯(lián)動、設備故障預警、應急預案等融合應用落地。煤礦5G網(wǎng)絡技術(shù)解決方案總體架構(gòu)通過在“34115G5G面采煤機、液壓支架、三機等設備的遠程控制，以及工作面視頻的回傳顯示。該場景可顯著改善一線工作人員作業(yè)環(huán)境，降低高危、高濕環(huán)境對身體健康的影響，提升員工幸福感。5G+智能化綜采工作面5GNB頂板動態(tài)監(jiān)測裝置，甲烷、風向、風速等傳感器采集的實時信息借助5G網(wǎng)絡上傳至指揮中心。指揮中心工作人員可通過大屏幕實時監(jiān)測井下設備狀態(tài)及環(huán)境信息，一旦發(fā)現(xiàn)異常告警信息，則迅速進行處理，降低安全事故風險。該場景依托5G電困難、數(shù)據(jù)傳輸易丟失等問題。NB物聯(lián)網(wǎng)井下應用 傳統(tǒng)作業(yè)流程管控多依靠工作人員線下紙質(zhì)記錄形式，流程繁瑣，誤差率高。新型作業(yè)流程管控平臺將信息錄入由線下轉(zhuǎn)至線上，并依托5G網(wǎng)絡上傳至中心云平臺，實現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)安全、施工質(zhì)量、工程驗收等數(shù)據(jù)的全流程管控，如電氧焊，貫通閉墻，設備巡檢、登高等作業(yè)。當前該場景已應用于井下泵房、配電室、工作面等多個場景，基本實現(xiàn)可信、可視、可回溯的作業(yè)流程管控，大幅減少工作人員一線作業(yè)需求，提升信息管控效率。作業(yè)流程管控平臺應用在井下9#煤中央配電室和西區(qū)皮帶巷安裝巡檢機器人，機器人搭載5G模組，通過5G網(wǎng)絡實現(xiàn)監(jiān)控視頻、紅外監(jiān)測、環(huán)境參數(shù)等信息的實時傳輸以及控制，實現(xiàn)井下固定崗位的無人巡檢。巡檢機器人5G+4K5G網(wǎng)絡上MEP部署視頻分析軟件，實現(xiàn)人員不戴安全帽、揮手、摔倒等危險行為識別，以及皮帶跑偏、異物等作業(yè)現(xiàn)場異常場景識別。視頻AI智能識別（一）經(jīng)濟效益案例取得以下三方面的經(jīng)濟效益：一是減人提效。通過在機電固定硐室、采掘工作面分別落地部署巡檢機器人和遠程操控等應用，減少固定崗位人員20本約300萬元/年；二是降低事故率。通過智能視頻對設備運行狀態(tài)監(jiān)控和健康狀態(tài)分析，設備故障率降低15%，節(jié)省設備修理費用約200萬元/年；三是節(jié)省材料成本。統(tǒng)計液壓支架電液控制系統(tǒng)內(nèi)部通訊線纜2000余根，5G無線替代后，全礦井可減少幾千條通訊線纜維護，總成本減少約100萬/年。（二）環(huán)境和社會效益5G智能煤礦先驅(qū)單位，依托該案例研發(fā)了“礦用5G5G5G5G5G新產(chǎn)品、新5G落地了煤礦井下5G+綜采面控制、5G+巡檢機器人、5G+井5G+5G智能煤礦井下行業(yè)虛擬專網(wǎng)的技術(shù)可行性。5G智能煤礦應用的樣5G智能煤礦產(chǎn)業(yè)20205G+煤礦智能化高20212021工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大會-“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合發(fā)展高端論壇”等行業(yè)論壇。同時，作為典型案例入選了《5G+煤礦智能化白皮5G揚帆遠航-5G融合應用實踐精編》等書籍。 新元公司針對煤礦現(xiàn)有復雜多樣的環(huán)境，依托先進5G通訊技術(shù)，在井下打造了類型豐富的物聯(lián)網(wǎng)連接新模式，形成多樣化的應用切入，更好的滿足礦井機械化、自動化、信息化和智能化開采需求。通過建設井下5G實現(xiàn)井上、井下的無縫對接。通過搭建集音頻、視頻、數(shù)據(jù)為一體的“人、