北京
陕北高原，沿着毛乌素沙漠边缘前行，一片错落有致的建筑映入眼帘，仿佛苍茫大地上生长出的金属森林。一个直径达8.5米的巨大井钻拔地而起，正忙碌有序地作业着。这就是位于陕西省榆林市榆阳区小纪汗乡的可可盖煤矿。
千万吨级的大型煤矿在国家能源保供中发挥着重要作用，但受传统建井技术影响，建设周期往往较长，一般需要10年左右，有的光打井筒就耗费近10年。而可可盖煤矿仿佛按下了“加速键”：2018年办理前期手续，2021年开工建设，2024年计划投产。
是什么让这座年产量1500万吨的煤矿建井工期大幅缩短？
算力下沉 打井也能“不下井”
对于矿区建设而言，建井筒的工程量只占5%至10%，工期却占50%以上，是入地的“咽喉”工程，往往工期长、劳动强度高、作业环境恶劣。针对智能化建井空白，中国联通联合延长石油历时4年对建井技术进行攻关，实现网业融通，在可可盖率先研发斜井的TBM施工技术装备体系及立井的一钻完井技术装备体系。该体系将MEC边缘计算技术下沉至企业生产矿区，在满足现有工业视频监控系统及生产调度通讯系统的同时，还能实现多个智能化无人建井场景，掘进过程实现自主感知、远程操作、一键启动，大幅减少井下作业人员，机械化程度和安全性更高。
在5G大带宽、广连接、低时延的助力下，斜井方面，超长敞开式全断面掘进机在井下快速推进，三次打破世界纪录，创造了月进尺812.6米的吉尼斯世界纪录；立井方面，所有工序实现地面操作，全程自动化机械破岩，500米大埋深立井“一钻完井”，建成我国西部地区采用钻井法打的第一口大埋深立井井筒。多个智能化场景的联合应用开创了“有人安全巡视、无人掘进操作”的智慧建井新模式，建井工期比原计划缩短2年，预计节省投资20多亿，助力实现高效化、经济化、现代化建井。
融合创新5G信号处处“满格”
井下作业，时间就是生命线。“以往在建井时，基站延伸建设存在滞后性，机器得等信号，时常干一会儿、停一会儿。”中国联通榆林分公司总经理张翔宇介绍说，“我们通过为可可盖煤矿建设5G专网实现核心网下沉，为建井过程中的快速掘进提供实时的通信保障。”借助下沉的5GC核心网，还能实现高速调姿和同步定位，从而提升掘进机组装速度，创造出45天完成地面组装的新纪录。
在井下，巷道拐弯区域的信号覆盖也是一大难点，中国联通创新实践了无源电磁超表面定向加强信号技术，一组“镜状”无源电磁超表面装置能够提供充足的信号增益，实现无源安装、随挂随用、实时补盲，对5G信号进行加强延伸，解决了信号“跟随”难题，满足井下各个点位的通信需求。
此外，还率先探索了5G+UWB本安型融合基站的研发应用。基站在原基础上新融合应急广播，形成集5G/WiFi6、UWB、应急广播一体化的本安型设计，一台设备便可实现多种功能应用，且将4套设备、4套电源融合为一，化百公斤重物人拉肩抬为便携式安装，既保障了井下设备的可靠性，又提升了安装维护的便捷性。
“勇”不止步 赋能多元场景应用
在开发一系列5G+智能建井应用场景基础上，可可盖煤矿的技术变革也驱动了管理模式的转变。由中国联通开发建设的5G+人因安全管理系统，针对不同安全等级设备终端，应用不同细化程度的安全策略匹配机制，建立多个自适应切片安全服务模型，通过主动性网络功能异常检测机制实现预测性通信攻击检测，扫除安全盲点，保障了建成万米斜井、千米立井高效安全生产零事故。
基于5G专网，针对煤矿建井阶段，中国联通与延长石油又相继研发了5G+超前探水、5G+掘喷锚一体、5G+盾构工艺智能调节等系统，为智能化建井添翼；针对煤矿开采阶段，研发设计了5G+数字孪生生产平台、5G+无人值守皮带运输系统，开创了煤矿系统智慧、高效、绿色、科学的全产业链运行新模式。
得益于新技术、新工艺的应用，西北戈壁摇身变为前沿智能矿区。当前，相关技术已推广至煤矿、建筑、铁路等多个行业企业，实现了项目设计、装备制造、现场施工全产业链的广泛应用。未来，中国联通将持续在井上下关键设备高速互联、高效互通及智能控制等领域持续发力，通过算网融合激活产业智能化效应，取得更多场景的煤矿5G应用的示范成果，促进煤炭行业迈向更好未来。（撰稿 曹一菲）
本文来源：商讯
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