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全世界最深的5G网络设在了山西煤矿

对于别的行业,5G技术是锦上添花,而对于采煤行业来说,5G技术是雪中送炭,只有它可以满足智能煤矿的大带宽、实时性和可靠性要求,把人解放出来,井下要减人直到无人,最难的问题留给了5G。

采煤业已有千余年历史,如今矿井下工作环境仍然极端艰苦、危险。据统计,2011年—2020年,全国煤矿事故死亡7733人。煤矿能不能实现智能化,走向少人化、无人化?5G正给这一切的改变带来希望。

“最难的问题留给5G”

任正非到山西挖煤。和众多的通讯技术企业一样,他看中的是5G可能给煤矿带来的革命性变化,及其背后的巨大机会。“中国有5300多座煤矿、2700多座金属矿,如果能把这8000多座矿山做好,我们就有可能给全世界的矿山提供服务。”

作为我国一次能源的主要部分,煤炭能源生产占比超70%,每年开采量约35亿吨,85%左右来自井下。

“从上世纪70年代到现在,我国煤矿经历了机械化到自动化再到目前的智能化初期的发展过程。在此过程中,信息技术的作用功不可没。”中国煤炭科工集团常州研究院首席专家霍振龙说。

但几百米下的矿井深处,人仍不免与危险狭路相逢。对中国矿业大学(北京)信息工程研究所所长孙继平来说,这种“危险”非常具象。作为国务院安全生产事故调查专家组组长,从2004年开始,他去过十几次煤矿事故现场,都是由于爆炸和火灾。108、105……最少30,他清楚记得那些事故的遇难人数。

一方面,井下作业人数越多,同样事故情况下死亡人数就越多,另一方面,人是最不安全的因素,技术、心情、责任感的波动都可能带来违章,井下人越多,发生事故概率越高。

要想把人撤出来,先要把人与人、人与机器、机器与机器之间连起来。这个过程涉及大量设备的接入、海量数据的传输、足够低时延的远程操控,对网络传输的质量和能力提出前所未有的严苛要求。

传统有线传输的方式虽然信号稳定,但井下地形复杂,设备繁多,给布线造成很大的困难。况且设施时时移动,哪里有煤往哪走,线缆多次折叠易断裂,数据传输却禁不起中断。

退一万步,即使解决了布线难、信号抗干扰能力弱等问题,传输的延时也是矿山“无人化”过不去的坎。

地下几百米处,采煤机碰到岩石,采煤机司机会调节割截滚筒高度,但远程操控场景下,因为信号传输延迟、地面指令无法第一时间传来,采煤机将继续“硬碰硬”,从而造成大型设备的磨损。

采煤行业必须用现代技术装备替代传统工作模式,用智能化实现无人值班、无人巡检、配置减员。

用煤矿信息化老兵孙继平的话说,对于别的行业,5G技术是锦上添花,而对于采煤行业来说,5G技术是雪中送炭。

第一座5G煤矿

“我现在所在的是井下机电硐室,信号很好,设备运行一切正常。”

山西省晋中市寿阳县。潞安化工新元公司综采队技术员郗书博正在井下534米的采煤面上与调度中心视频连线。小屏里,巡检机器人在他身边灵活地进行着360度音视频采集回传。这种如今每天可见的场景,在几年前是不可想象的。

在阳煤集团、中国移动、华为公司的联手努力下,2019年6月18日,阳煤集团新元煤矿成为全国第一座5G煤矿。这里部署了147个5G基站,有全世界最深的5G网络。人在井下,可以随时随地打电话、通视频。实时信号在五百米纵深的岩石间以可以忽略不计的时延穿梭。

2019年9月,新元煤矿井下5G网络开始研发。11月,井下打通第一个5G电话。潞安化工新元公司党群部部长乔鸿波说,如今井下设备出现故障后,视频电话甚至可以直接打到远在北京的设备商,请人“远程诊断”,很快修好复产。

在5G网络的加持下,井下的水泵房、中央变电所、基电硐室等固定岗位的工作,也已经逐渐被摄像头、传感器等替代,数据实时回传,“蓝领”矿工变“白领”,在窗明几净的调度中心远程操控,肩头卸下危险。

孙继平说,目前井下固定岗位的减人已经没有任何技术障碍,全国三百万煤矿工人,如果可以全部实现固定岗位的机械化、智能化替代,约有三分之一可以告别矿井。从有人岗到无人岗,新元煤矿的井下作业人数已经减少了三百多。井下交错的巷道中,掘进机、采煤机、皮带机、液压支架等大量机械设备兢兢业业地进行采掘、运输、生产辅助等作业,作业数据实时传输到调度中心,井下风吹草动,地上一看便知。

矿业与通信的“拉郎配”

今年4月,华为成立“煤炭军团”,把基础研究的科学家、技术专家、销售专家等全都汇聚在一个部门。煤炭是华为第一个采用军团模式的领域。

5G下井,首先要解决设备防爆问题,同时还要“螺蛳壳里做道场”,在保证功能的前提下尽量把基站做小。项目正式开始前,华为就组建了一个200多人的团队,成立了研发相关技术的5G阳煤突击队,井下的一切设备都要满足防爆要求,需要“量身打造”。为此,三方共同成立了新元“5G+智能矿山”创新实验室,成功研发出首款矿用5G基站。

2020年12月7日,任正非来到山西,提出愿意与山西联合建立一个“煤矿人工智能创新实验室”,通过ICT技术与煤炭开采技术的结合,帮助煤炭行业进行数字化、智能化转型,实现“安全、少人无人、高效”的生产模式,也让煤矿工人以后工作可以“穿西装打领带”。

今年2月9日,意愿落地,任正非再次亲赴山西。华为与晋能控股集团有限公司、山西云时代技术有限公司等联合成立的“智能矿山创新实验室”在太原揭牌。

从“样板间”到“商品房”

成为“样板间”后,万千同行来到新元煤矿取经。

“5G能解决的问题太多了,可以准确、清晰地获取井下安全生产数据和环境视频,实现井上井下高清音视频通话、各种数据快速传输、设备远程智能控制等。”有矿企负责人说,“这个时代,我们不能被落下。”山西、河南、山东、内蒙古……截至目前,全国已建成400余个智能化采煤工作面。工信部表示,将持续推进采矿业“5G+工业互联网”创新突破,加快从“样板间”向“商品房”的复制推广。

过去,山西的煤矿作业面乌漆麻黑,喧吼声隆隆不息,人在井下与世隔绝,重复不见天日的劳动,更可怕的是危险。如今在中国智能化程度靠前的煤矿,基本都是地上无煤尘,空中无煤粉,“采煤运煤不见煤”。随着技术升级,煤矿的将来一定安全、高效、绿色、智能。

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