5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦企業(yè)應(yīng)用與研究2023

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在煤礦企業(yè)應(yīng)用與研究技術(shù)特點(diǎn)：5G平；利用技術(shù)特點(diǎn)：5G平；利用5G+機(jī)器人巡檢減少機(jī)電硐室現(xiàn)場(chǎng)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(fēng)險(xiǎn)應(yīng)用成效：通過(guò)在機(jī)電固定硐室、采掘工作面試驗(yàn)應(yīng)用巡檢機(jī)器人以及遠(yuǎn)程操20300/年;通過(guò)高清設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和設(shè)備健康狀態(tài)分析，降低設(shè)備故障率15%，節(jié)省設(shè)備修理費(fèi)用約200萬(wàn)元/礦井減少上萬(wàn)條通訊線纜維護(hù)，總成本減少約100萬(wàn)/年山西新元煤炭有限責(zé)任公司隸屬于潞安化工集團(tuán)有限公司，位于山西省晉中市壽陽(yáng)縣朝陽(yáng)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(kāi)拓方式和傾斜長(zhǎng)壁式、走向長(zhǎng)壁式綜合機(jī)械化采煤，無(wú)軌膠輪車輔助運(yùn)輸。近年來(lái)，國(guó)家要求加快推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展，然而煤礦實(shí)現(xiàn)智能化落地仍面臨一些難題：一是煤礦井下開(kāi)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(jìn)環(huán)節(jié)需人工井下作業(yè)，作業(yè)危險(xiǎn)性較高、工作強(qiáng)度大；是傳統(tǒng)有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在時(shí)延、速率、可靠性等方面無(wú)法滿足智能化煤礦業(yè)務(wù)需求，建設(shè)運(yùn)維工作量大。為了解決傳統(tǒng)煤礦行業(yè)痛點(diǎn)，新元煤礦聯(lián)合華為開(kāi)展5G體解決方案探索，助力煤礦實(shí)現(xiàn)少人化、智能化生產(chǎn)。為滿足礦山智能化轉(zhuǎn)型對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求，本案例解決方案采用三層實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，分別為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。其中感知層通過(guò)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、環(huán)境、員工等信息，進(jìn)行協(xié)同處理和智能組網(wǎng)。作為整個(gè)系統(tǒng)的終端，感知層要具備工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線、4G/5G、藍(lán)牙、Zigbee等網(wǎng)絡(luò)傳輸接口，將現(xiàn)場(chǎng)各類傳感器、攝像儀、定位識(shí)別卡、礦燈等設(shè)備信息及時(shí)準(zhǔn)確上傳至網(wǎng)絡(luò)層；網(wǎng)絡(luò)層對(duì)采集到的感知信息進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)信息的交互共享，并進(jìn)行各種有效的處理。依托無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，支撐實(shí)現(xiàn)感知層數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析、挖掘、理解及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為；應(yīng)用層利用經(jīng)過(guò)分析處理的感知數(shù)據(jù)為管理者提供豐富的特定服務(wù)和決策依據(jù)，通過(guò)將礦井所有信息充分融合，實(shí)現(xiàn)綜合監(jiān)控、智能聯(lián)動(dòng)、設(shè)備故障預(yù)警、應(yīng)急預(yù)案等融合應(yīng)用落地。煤礦5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決方案總體架構(gòu)通過(guò)在“34115G5G面采煤機(jī)、液壓支架、三機(jī)等設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，以及工作面視頻的回傳顯示。該場(chǎng)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(duì)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(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置，甲烷、風(fēng)向、風(fēng)速等傳感器采集的實(shí)時(shí)信息借助5G網(wǎng)絡(luò)上傳至指揮中心。指揮中心工作人員可通過(guò)大屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下設(shè)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(jìn)行處理，降低安全事故風(fēng)險(xiǎn)。該場(chǎng)景依托5G電困難、數(shù)據(jù)傳輸易丟失等問(wèn)題。NB物聯(lián)網(wǎng)井下應(yīng)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(tái)將信息錄入由線下轉(zhuǎn)至線上，并依托5G網(wǎng)絡(luò)上傳至中心云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全、施工質(zhì)量、工程驗(yàn)收等數(shù)據(jù)的全流程管控，如電氧焊，貫通閉墻，設(shè)備巡檢、登高等作業(yè)。當(dāng)前該場(chǎng)景已應(yīng)用于井下泵房、配電室、工作面等多個(gè)場(chǎng)景，基本實(shí)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(tái)應(yīng)用在井下9#煤中央配電室和西區(qū)皮帶巷安裝巡檢機(jī)器人，機(jī)器人搭載5G模組，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控視頻、紅外監(jiān)測(cè)、環(huán)境參數(shù)等信息的實(shí)時(shí)傳輸以及控制，實(shí)現(xiàn)井下固定崗位的無(wú)人巡檢。巡檢機(jī)器人5G+4K5G網(wǎng)絡(luò)上MEP部署視頻分析軟件，實(shí)現(xiàn)人員不戴安全帽、揮手、摔倒等危險(xiǎn)行為識(shí)別，以及皮帶跑偏、異物等作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)異常場(chǎng)景識(shí)別。視頻AI智能識(shí)別（一）經(jīng)濟(jì)效益案例取得以下三方面的經(jīng)濟(jì)效益：一是減人提效。通過(guò)在機(jī)電固定硐室、采掘工作面分別落地部署巡檢機(jī)器人和遠(yuǎn)程操控等應(yīng)用，減少固定崗位人員20本約300萬(wàn)元/年；二是降低事故率。通過(guò)智能視頻對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控和健康狀態(tài)分析，設(shè)備故障率降低15%，節(jié)省設(shè)備修理費(fèi)用約200萬(wàn)元/年；三是節(jié)省材料成本。統(tǒng)計(jì)液壓支架電液控制系統(tǒng)內(nèi)部通訊線纜2000余根，5G無(wú)線替代后，全礦井可減少幾千條通訊線纜維護(hù)，總成本減少約100萬(wàn)/年。（二）環(huán)境和社會(huì)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(jī)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(yīng)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(huì)-“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(shí)，作為典型案例入選了《5G+煤礦智能化白皮5G揚(yáng)帆遠(yuǎn)航-5G融合應(yīng)用實(shí)踐精編》等書(shū)籍。 新元公司針對(duì)煤礦現(xiàn)有復(fù)雜多樣的環(huán)境，依托先進(jìn)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(yīng)用切入，更好的滿足礦井機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化和智能化開(kāi)采需求。通過(guò)建設(shè)井下5G實(shí)現(xiàn)井上、井下的無(wú)縫對(duì)接。通過(guò)搭建集音頻、視頻、數(shù)據(jù)為一體的“人、