在采矿业 , 安全生产是底线、红线 , 更是关乎每一位采矿工人的生命线 。 在采矿作业中 , 工人时常面临恶劣工作环境 。 例如在露天采矿环境中 , 山石坠落易引发开采人员伤亡事故 , 多层重叠采空区常出现塌方、滑坡、瓦斯爆炸、冲击地压等风险;而在井下 , 面对高温、高湿、多粉尘的恶劣工作环境 , 工人长时间高强度的作业对身体健康造成较大危害 。 5G与工业互联网在采矿业的深入应用 , 让这个行业的工作方式开始朝着高危环境少人化、无人化转变 , 让工人坐在空调房里采矿 , 不仅提升作业质量、效率 , 更能有效保障工人的身体健康与生命安全 。
近年来 , 5G在采矿业主要拓展出以下几个方面的应用:一是5G与煤矿开采结合 , 通过部署5G智能采煤的一系列装备 , 利用5G高精度惯导定位装置 , 实现工作面自动取直、超高清智能视频分析 , 对工作面设备实现一键启停、远程操控 , “支、采、放、运”设备群协同控制与常态化智能作业 。
相较于4G网络 , 5G网络具有大带宽、低时延、高可靠性等诸多优势 。 矿井内数据传输从以往4G网络3~4秒的时延压缩至5G网络的不到20毫秒 , 实现了地面远程实时操控地下的无人智能化采煤 。 工作人员在地面智能集控中心操作后 , 可以在不到0.1秒的时间内 , 使距离地面400米的井下采掘设备接收到相应指令 , 并按照预设程序自动开启采煤工作 。 同理 , 5G技术还能让掘进工作更加智能化 , 利用5G网络对工作面的状态进行实时监测 , 掘进机自身也可以实现远程操作 , 让井下作业少人化 , 甚至无人化 。
二是5G辅助运输 。 5G加持打造全方位立体化管控的井上、井下智能交通系统 , 例如在井下电机车无人驾驶场景中 , 通过搭建5G网络环境 , 增设轨道称重系统、列车脱节监测系统、障碍物监测系统等系列辅助系统 , 实现装矿、运输、卸矿流程的自主、遥控 , 同时还实现列车运行自动调度和生产数据实时传输功能 。 这类应用将井下装矿工、电机车司机等工作岗位由井下转移至地面集控室 , 并实现了多岗位集中操作 , 最大限度地减少操作人员数量 , 让每名工人都尽可能地了解不同操作技能 。 在提高装矿速度的同时 , 对工人的身体健康也有积极作用 。
据了解 , 在国内矿企中已经有诸多落地应用 。 例如山东黄金集团大力推动5G、大数据、人工智能等新一代信息技术与行业的深度融合发展 , 通过5G赋能智慧矿山 , 生产效率提高两成以上 , 减少现场作业人员超过250人 , 累计年直接经济效益达8000多万元 。
三是5G可以实现多工种联合作业 。 基于5G搭建多台矿山设备群控作业管理平台 , 在露天采矿场景中 , 允许挖掘机和矿卡之间实时交互信息 , 自动联合作业 , 自主规划路线和规避乱石等障碍物 , 提升作业效率 , 实现矿山设备安全、智能和高效运营 。
此外 , 包括无人抓机、地质模型搭建 , 乃至自动驾驶等均已在5G的加持下于采矿业落地并诞生了一批“样板”式的应用 。
事实上 , 采矿业的智能化建设在近年来越来越受到重视 。 2020年3月 , 国家八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》 , 指出要将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发利用深度融合 , 形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统 , 实现煤矿开拓、采掘(剥)、运输、通风、洗选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行 , 对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义 。 山东、山西、内蒙古等省区先后推出煤矿智能化建设实施方案 , 煤矿智能化建设如火如荼展开 。
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