全球首套矿用高可靠5G专网系统启用 400米深矿井实现“无人开采”

5G是当前全球新一轮科技革命的重点领域，是数字经济发展的制高点，对重点产业在未来的发展产生重大影响。近年来，为抢抓5G发展机遇，赋能数字经济发展，山东围绕5G及其相关产业，开展了一系列工作。

全省16个设区市均已开展5G网络建设。在工业互联网、智慧交通、智慧码头、文体旅游、智慧医疗、智慧农业、智慧能源等领域涌现了海尔智能制造工厂、济南轨道交通3号线、青岛港、泉城马拉松、青大附院、海洋牧场、兖矿智慧矿山等一大批5G典型应用场景。

在山东能源集团鲍店煤矿地面智能集控中心，地面控制中心按下启动按钮后，只需要0.025秒，距离地面400多米的井下采掘设备就能接收到指令，按预设程序自动运行。

由于整个矿井覆盖了稳定的5G信号，使得矿井内数据传输从4G网络的延时三到四秒压缩到了不到20毫秒，实现了地面远程实时操控地下的无人智能化采煤。山东能源兖州煤业鲍店煤矿副矿长 徐长厚说，原来的时候像这种工作面最少14人，有的时候甚至能达到20人，我们目前参与生产的人员，每个班只需要七个人。人员已经减幅达到50%以上，但它的人工工效翻了一番。

山东能源兖州煤业鲍店煤矿副矿长、总工程师 郭英表示，对于瓦斯超限等危险区域的井下作业，我们都可以用远程控制，无人开采。这不仅大大减少了现场的安全风险，关键还能降低一线工人的作业难度和劳动强度。

智能化采煤得益于企业在技术和装备上的持续改造，过去采煤急需要工人在现场对机器进行操作，而现在则可以根据煤层情况实现智能进行切割。鲍店煤矿综采二区区长 牛庆俊说，挖煤机走到哪个位置，达到什么样的速度，然后这个挖煤机可以完全学习下来，到下一刀的时候，打开记忆切割模式，进入这个系统，挖煤机就会继续按照原来的路线自主切割，不需要人去操作。

不仅如此，采煤机切割后的煤炭还能实现无人自动回运，支架自动跟进。山东能源兖州煤业鲍店煤矿矿长 刘海全告诉记者，支架有压力传感、行程传感器、红外传感器、倾角传感器。这几个传感器来控制检测支架的状态，控制支架的移动量。

不仅是采掘，5G巡检机器人的上马，让巡检人员也解放了出来。通过机器人上的传感器和高清摄像头，可以将现场画面和压力、温度等信息实时传送到控制中心。鲍店煤矿综采二区技术主管 柳岩说，一旦发生设备故障或者说宣传器故障，它可以第一时间发出语音报警，然后我们就安排人员进行那个现场的一个处理。在没安装这个机器人之前，我们这边呢是24小时三班倒，也比较花费比较大的人力物力。

日前，由山东能源集团自主研发的全球首套矿用高可靠5G专网系统在北京发布。我国虽然已正式发放5G商用牌照，但在矿用5G设备研发和应用领域国内外尚无先例。

矿用5G技术并不是简单的将地面技术移至井下。过去由于煤矿开采都是地下作业，生产环节多，地质条件经常变化，线缆极易发生断裂，对井下通信系统及设备的可靠性要求极高，采煤机、掘进机、运输车辆等生产设备需要无线网络实时监测和远程控制。山东能源集团兖矿信息化中心 总工程师 刘坤说，把服务器首次把边缘计算引入了煤矿井下，推进到煤矿井下生产的最前端。它这里边实现了5G的数据面和控制面的下沉。这样的话有两个好处：一个好处是延时更低，我们在鲍店煤矿的实测上，我们惯导数据的传输6个毫秒，就实现了低延时。目前是业内最低的一个延时水平；第二个呢，我们把控制面也放到井下，更是全球唯一实现这个功能的。既是工作环境再恶劣，都断了，它能保证一个关键独立场景。我的采煤工作面正常运行，而不受限于上面网络的影响。

现在我国部分煤矿都在尝试采用通信运营商的通用5G网络，但数据传输路径长风险大，会出现信号不稳定、指挥不到位、操控不精准的情况。

山东能源集团此次自主研发的高可靠5G专网，不仅实现了一个矿井内数据信号的独立运行，并且防爆防潮防尘，还能抵抗煤矿井下环境变动造成的线路故障以及来自井下电器设备电磁干扰。

和其他矿用5G产品相比，山东能源集团自主研发的矿用5G专网系统，不仅设备体积小重量轻，还能够准确快速清晰地实现井上井下各种安全生产数据和环境视频传输设备远程智能控制，为煤矿无人化设备远程操作等提供了可靠保障。山东能源集团兖矿信息化中心 总工程师 刘坤介绍，创新性采用了环形组网结构。这个呢。这是目前其他系统所不具备的，这个也是我们高可靠系统的一个关键组成部分，它可以实现冗余的环形。因为下面光缆和电缆非常容易受现场恶劣条件的影响，非常容易损坏，这个时候即使一个点坏了，它不会影响整个系统的运行。

十三五以来，山东能源集团投入科研经费177亿元，建成煤炭行业首家煤矿智能开采工程研究中心和煤炭工业互联网联合创新中心，累计装备投入200多亿元，实施装备制造三年提升工程，加快智能化装备升级换代。山东能源集团党委常委、副总经理 张宝才表示，党的十九届五中全会提出，坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑。未来咱们山东能源集团将继续以智能产业化为主题，打造煤炭行业工业互联网平台和5G+智能矿山解决方案，全面加强与高科技公司、知名院士团队以及高校的科研院所战略合作，强化关键技术装备攻坚突破，推动高端装备智能化升级换代，为全国煤炭行业智能化建设贡献咱们的山能力量。

中国工程院院士 王国法表示，煤矿的这个5G网实际上是为智能化煤矿铺就的一个“高速公路网”。是煤炭工业第四次重大技术变革，或者叫技术革命。

煤炭行业作为我国能源支柱产业，历来是保障能源安全稳定供应的“压舱石”。山东能源集团作为省属国企领头羊，“大力实施煤矿智慧化建设和智能化改造”，既是实现煤炭行业高质量发展，也是助力全省新旧动能转换的现实需要。

近年来，山东牢牢把握新一轮科技革命和产业变革重大机遇，抢先谋划推动5G、工业互联网、人工智能等新型基础设施建设，依托山东雄厚的产业基础和广阔的应用场景，在全国率先建立“现代优势产业集群+人工智能”推进机制。山东已成为全国工业互联网等领域发展的“排头兵”和产业赋能的“试验田”。

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