5G网络技术在煤矿企业应用与研究2023

5G网络技术在煤矿企业应用与研究技术特点：5G平；利用技术特点：5G平；利用5G+机器人巡检减少机电硐室现场人员，降低煤矿安全隐5G+超高清视频监控减少井下违规操作，降低事故风险应用成效：通过在机电固定硐室、采掘工作面试验应用巡检机器人以及远程操20300/年;通过高清设备运行状态监控和设备健康状态分析，降低设备故障率15%，节省设备修理费用约200万元/矿井减少上万条通讯线缆维护，总成本减少约100万/年山西新元煤炭有限责任公司隶属于潞安化工集团有限公司，位于山西省晋中市寿阳县朝阳镇草沟村境内，属于煤与瓦斯突出矿井。矿井采用斜井开拓方式和倾斜长壁式、走向长壁式综合机械化采煤，无轨胶轮车辅助运输。近年来，国家要求加快推进煤矿智能化发展，然而煤矿实现智能化落地仍面临一些难题：一是煤矿井下开采环境恶劣，瓦斯、粉尘等易引发安全事故；二是综采、掘进环节需人工井下作业，作业危险性较高、工作强度大；是传统有线、无线网络在时延、速率、可靠性等方面无法满足智能化煤矿业务需求，建设运维工作量大。为了解决传统煤矿行业痛点，新元煤矿联合华为开展5G体解决方案探索，助力煤矿实现少人化、智能化生产。为满足矿山智能化转型对无线网络的应用需求，本案例解决方案采用三层实现架构，分别为感知层、网络层、应用层。其中感知层通过采集现场设备、环境、员工等信息，进行协同处理和智能组网。作为整个系统的终端，感知层要具备工业现场总线、4G/5G、蓝牙、Zigbee等网络传输接口，将现场各类传感器、摄像仪、定位识别卡、矿灯等设备信息及时准确上传至网络层；网络层对采集到的感知信息进行实时远程传输，实现信息的交互共享，并进行各种有效的处理。依托无线和有线网络传输方式，支撑实现感知层数据的存储、查询、分析、挖掘、理解及基于感知数据决策和行为；应用层利用经过分析处理的感知数据为管理者提供丰富的特定服务和决策依据，通过将矿井所有信息充分融合，实现综合监控、智能联动、设备故障预警、应急预案等融合应用落地。煤矿5G网络技术解决方案总体架构通过在“34115G5G面采煤机、液压支架、三机等设备的远程控制，以及工作面视频的回传显示。该场景可显著改善一线工作人员作业环境，降低高危、高湿环境对身体健康的影响，提升员工幸福感。5G+智能化综采工作面5GNB顶板动态监测装置，甲烷、风向、风速等传感器采集的实时信息借助5G网络上传至指挥中心。指挥中心工作人员可通过大屏幕实时监测井下设备状态及环境信息，一旦发现异常告警信息，则迅速进行处理，降低安全事故风险。该场景依托5G电困难、数据传输易丢失等问题。NB物联网井下应用 传统作业流程管控多依靠工作人员线下纸质记录形式，流程繁琐，误差率高。新型作业流程管控平台将信息录入由线下转至线上，并依托5G网络上传至中心云平台，实现现场作业安全、施工质量、工程验收等数据的全流程管控，如电氧焊，贯通闭墙，设备巡检、登高等作业。当前该场景已应用于井下泵房、配电室、工作面等多个场景，基本实现可信、可视、可回溯的作业流程管控，大幅减少工作人员一线作业需求，提升信息管控效率。作业流程管控平台应用在井下9#煤中央配电室和西区皮带巷安装巡检机器人，机器人搭载5G模组，通过5G网络实现监控视频、红外监测、环境参数等信息的实时传输以及控制，实现井下固定岗位的无人巡检。巡检机器人5G+4K5G网络上MEP部署视频分析软件，实现人员不戴安全帽、挥手、摔倒等危险行为识别，以及皮带跑偏、异物等作业现场异常场景识别。视频AI智能识别（一）经济效益案例取得以下三方面的经济效益：一是减人提效。通过在机电固定硐室、采掘工作面分别落地部署巡检机器人和远程操控等应用，减少固定岗位人员20本约300万元/年；二是降低事故率。通过智能视频对设备运行状态监控和健康状态分析，设备故障率降低15%，节省设备修理费用约200万元/年；三是节省材料成本。统计液压支架电液控制系统内部通讯线缆2000余根，5G无线替代后，全矿井可减少几千条通讯线缆维护，总成本减少约100万/年。（二）环境和社会效益5G智能煤矿先驱单位，依托该案例研发了“矿用5G5G5G5G5G新产品、新5G落地了煤矿井下5G+综采面控制、5G+巡检机器人、5G+井5G+5G智能煤矿井下行业虚拟专网的技术可行性。5G智能煤矿应用的样5G智能煤矿产业20205G+煤矿智能化高20212021工业互联网大会-“5G+工业互联网”融合发展高端论坛”等行业论坛。同时，作为典型案例入选了《5G+煤矿智能化白皮5G扬帆远航-5G融合应用实践精编》等书籍。 新元公司针对煤矿现有复杂多样的环境，依托先进5G通讯技术，在井下打造了类型丰富的物联网连接新模式，形成多样化的应用切入，更好的满足矿井机械化、自动化、信息化和智能化开采需求。通过建设井下5G实现井上、井下的无缝对接。通过搭建集音频、视频、数据为一体的“人、