走进5G智能化煤矿“样板间”

本文转自：中国科学报

记者（右）了解采煤机模拟操作界面。刘昱凯/摄

■本报记者 李清波

新春时节，位于山西省晋中市寿阳县的潞安化工集团新元公司仍是一片繁忙景象。矿井口搭建了喜庆的春节背景墙，升井通道旁铺着红地毯、挂了红灯笼，LED大屏播放着欢快的祝福歌曲。

在机修车间里，升井的故障备件和修理好的备件吊装运转不停，早上10点，白班倒班工人和机修班工人乘坐无轨防爆胶轮车从3号和9号煤井上下往返。升井的工人们走进矿灯、瓦斯报警仪专用储存室，将设备放入自己的专属柜子充电，再去更衣室沐浴，从而结束整个轮班。

“5G+智能化煤矿的建成对我们一线工人最直接的影响就是井下工作环境的极大改善，能在这样的环境工作感觉很自豪、很幸福。”刚刚升井的综采队二组检修班工长白景对《中国科学报》记者说。

作为每天白班作业的前哨战，检修班要为白班生产排除所有的设备故障。“以前，如果采煤机等大型设备出现了我们无法修理的故障，最直接的做法是让上海、天津等地的厂商派人来检修，路上最少也得花一天时间，而现在，通过单位配备的防爆手机可以在地下直接联系天南海北的厂家，与对方工程师在线沟通，提高检修效率。”

这些变化的开端是2019年，当时华为和智能化意愿极强的新元公司形成了紧密合作关系，双方成立了联合创新实验室，5G+智能化矿山在山西晋中市寿阳县有了雏形。

5G+智能化煤矿建成的时间节点，并不是进化和发展的终点。2022年，新元公司地面供电集控中心刚刚完成了技术改造。开关柜一键顺控视频双确认系统和在线智能巡检系统的完善，对机电动力部供电队来说意味着安全水平和劳动效率的又一次提升。这座2007年建成的煤矿采用了当年最先进的供变电技术，在5G+智能化煤矿改造期间，不断进行“自我升级”。

作为整个煤矿生产的中枢神经，调度室是5G和智能化矿井的中枢指挥系统。“以前的有线光纤信号和4G基站传递上来的视频信号都非常卡顿。”调度室业务组长冯志民在煤矿工作了12年，对此深有感触。

以前保修故障的渠道都是接听固定电话，进而安排指令，由于煤矿的封闭性和沟通不便，报修、巡检、大修和检修计划的预判都依赖于人工经验，如今，无处不在的传感器和视频监控，让调度员脑中勾勒出了地下生产图景，轻易就能掌握海量数据。

5G+智能化煤矿建成后，冯志民最直观的感受是减员增效。减少的工作人员、工作量都被传感器取代，减少了不必要的巡检，根据报故障的来源安排巡检工作，效率更高，人员反而更少。

时至今日，新元煤矿地面工业厂区设置了多达9个5G基站，地下则安装了特制的防爆基站，这些基站撑起了密集的数据传输网络。经过防爆化处理的5G基站只有电脑主机大小，它的传输频率高、速度快、时延低，但是绕射能力差，覆盖面比4G基站小。

“5G SPN建成后宽带是原来千兆工业环网的50倍。”5G+智能化矿井建设办公室副主任武宏旺说，技术人员在井下采用高性价比的50GE端口组网，构筑超宽基础网络，满足视频监控和5G视频通话等业务演进对网络大带宽的需求。在组网方式上，采用了环形组网，在多点故障情况下，能利用冗余链路自动恢复业务，数据就像奔跑在中断的绕城高速中，最终顺利到达目的地。

新元煤矿还在全球首次采用了华为SPN切片技术，通过井下一张物理网可达到多张物理网的隔离承载效果，将主干网络时延降低到1毫秒以下。

人们对于5G+智能化矿井的最长远期待是井下无人作业。新元公司副总经理崔志芳接受记者采访时表示，这一目标目前来看仍然遥不可及，新元公司将继续在深化5G工业互联网、采掘智能化工作面管控平台等应用上先行先试，当好“样板间”。