5G网络在煤矿井中的应用2023

5G网络在矿井中的应用技术特点：技术特点：5G境复杂、空间狭小、易出现积水等安全及环境问题；利用全景仿真+远程诊断技术解决工作地域偏远、交通不便、一线工人能力不足、专家资源短缺等问题应用成效：放顶工作面（250）15/人化XXXX有限公司位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，行政隶属于伊金霍洛旗乌兰木伦镇。公司2010年同期建设察哈素煤矿和布连电厂，其中察哈素矿井1000T/a2×660MW燃煤发电1000万T/a。现阶段，我国大多数煤矿因建设久远，专网多采用传统网络技术，限制了企业发展。国电建设内蒙古能源有限公司在智能化转型升级中面临着六个发展痛点：一是网络无法满足高清视频回传所需的大带宽、低时延需求；二是3G5G专网融合组网困难；三是巡检过度依赖人工，智能化巡检水平低；四是场区专网与工业环网之间缺少安全隔离，数据安全性差；五是接口不统一，系统缺乏统筹管控；六是无法实现远程诊断，严重影响企业生产效率，并且存在一定的安全隐患。为解决上述痛点，内蒙古能源联合中国移动、上海山源等企业共同3G5G公网融合互通探索，为未来数字矿山发展奠定基础。为了满足生产区域、煤矿井下等重点区域的5G网络覆盖需求，该案例进行统一规划设计，在同一张网中兼顾煤矿六大生产系统，以实现语音、视频、数据等业务的全面承载。案例解决方案可划分为业务和网络两大部分：其中业务部分主要完成井下人员通信、传感器信息采集、视频监控、远程控制等场景建设；网络部分则通过100G带宽的SPN双路由保护进行数据传输，有效保证整个系统运行的可靠性、安全性和灵活性及可扩展性。同时，核心网用户面下沉到煤矿基础设施，利用MEC提供更高的数据安全保障，实现数据在站点内的本地存储和运算，节省边缘到核心网的传输资源开销和商业成本。智能煤矿实现架构5G网络与工业环网数据交互。在充分融合客户已有资源的基础上，打破5G4G3G5G网5G专网与工业环网的安全隔离。通过对接行业虚拟专网与运营商公网，将传统专网技术和新一代5G一定程度上扩大业务应用场景，破除专网、公网屏障，实现专网和公网的深度的融合，为企业提供更为优质的网络保障。5G专网呼叫公网流程通过对机器人进行内置模组、安装天线、更换对接线等系列改造完成5G升级。改造后的巡检机器人可通过5G网络回传数据，完成与工业环网工作站的数据交互，进而支撑集控中心工作人员远程操控机器人进行巡检作业。该场景不受巡检人员个人经验、主观意识等因素影响，实现巡检信息采集、数据记录、监测数据分析、巡检报告生成的全流程自动化，解决人工定时检查频繁、值守环境复杂、巡检空间狭小、巷道积水多发等安全环境问题。该场景通过智能巡检机器人改造，减少巡检人员14人，真正实现了智能巡检无人值守。机器人巡检场景AR5G技术，一线工作人员将现场高清视频实时同步至专家侧，并通过标注对比完成点巡检，专家可以通过实时连线的方式，对现场的疑难问题进行远程诊断。该场景可有效解决工作地域偏远、一线工人能力不足、资深专家资源短缺等问题，提高一线问题响应速度，降低停工损耗。此外，该场景配合三维建模技术可进一步满足煤矿安全可视化仿真教学、综采面全景化展示、真实数据实时同步分析等矿山一线技术能力需求。全景仿真远程诊断 该场景将采煤机传感器、摄像头等终端设备采集的作5G孪生技术进行三维建模，实现煤矿安全技术可视化仿真教学、综采面全景展示等系列应用。为提升传输可靠性，该AR5G专网双路由回传，消除井下数据单路传输隐患。该场景主要应用在封闭或半封闭场景，尤其适合井工矿等场景，目前已在内蒙察哈素煤矿应用，完成井下22种煤机设5G改造。采煤综采面仿真全景化展示（一）经济效益5G模式为主。本期项目总投资1376井下2个采面区域的覆盖以及基于5G智能化采面的应用为主，后续将结合应用情况开展二期智能化研究。（二）环境和社会效益5G实现“井上看清井下（超千兆上行（低时延（移动性”等三项常规功能，显5G智能化采煤技术打造本质安全型工作面，保障矿工人身安全及设备安全；另一方面，工作面智能化采煤技术的实践和探索，将带动企业自身和煤炭行业的科技进步，助力提升煤矿综采技术装备水平，支撑实现“无人化、少人化”的发展目标。该项目符合国家及行业发展战略，在智慧矿山建设中具有典型示范作用。一是客户感知好。5G井工矿无线千兆上行技术在国电察哈素煤矿应用后，高清视频、监测控制等信号回传稳定性提高，客户满意度上涨，有利于提高品牌效应；二是成果普适性好。国内各大煤炭企业的5G场景均可借鉴，其他涉及低时延、大带宽、大连接需求的井工矿，均可以复制该成果；三是系统可移植性强。该案例创新理念可在其他行业领域复制推广。该案例积极响应国家号召，符合集团公司“绿色行动计划”的要求。通过集成“智慧洗选+智慧工业♘+智慧电厂+智