5G+智能采煤、5G+智能輔助運輸、5G+無人機巡檢、5G+高清工業應用視頻、5G+智能視頻分析平臺……日前，5G+智慧礦山在晉能控股集團大放異彩。

鋪就智能開采“高速公路”

11月13日8時，在晉能控股煤業集團塔山礦調度指揮中心，技術工人魏志強開始他一天的采煤工作。

“采煤設備確認完畢，可以進行遠程操控。”幾秒鐘后，該礦綜采三隊黨支部書記李珂在井下8234智能化工作面利用5G可視手機向調度指揮中心進行了確認。只見魏志強輕點鼠標，井下的采煤機、運輸機、轉載機等綜采設備相繼聯動運轉。隨著調度指揮中心監控屏幕上數據的跳動，塔山礦8234智能化工作面源源不斷地將煤炭輸送到地面儲煤倉。

“這個5G可視手機的圖像和聲音都特別清晰，幾乎沒有時延。”魏志強說。

據介紹，該礦依托已經建成的井上、井下全覆蓋5G網絡，為全礦相關生產區隊配備了礦用本安型5G可視手機。該手機采用華為麒麟9905G SOC旗艦級芯片，搭載EMUI操作系統，網速是原來地面4G的15倍，保證了視頻和通話的流暢和穩定。

“基于5G高速網絡，我們實現了高清工業視頻、智能視頻分析平臺、巡檢機器人、NB無線傳感器等5G+應用，5G+智慧礦山走在了行業前列。”塔山礦機電副總經理張興說。

目前，塔山礦正積極探索5G技術與人工智能、云計算、大數據等新信息技術的融合，大力推進5G聯合實驗室和工業互聯網、數據中心建設，加快推進5G+智慧礦山等一系列重大項目。

在距離塔山礦大約8公里的同忻礦，5G+智慧礦山建設也取得了新的突破。截至目前，由煤炭技能大師楊繼彪帶領的研究生團隊已經完成了智能化綜放操作系統的第八次升級。

從2013年8月“千萬噸級高效綜采關鍵技術創新及產業化示范工程”立項啟動到2016年底正式運行，同忻礦建成國內首個智能化綜放工作面，填補了煤炭行業智能化綜放工作面生產空白，并獲得煤炭工業科技進步獎一等獎。

經過4年多的實踐探索，同忻礦智能化綜放工作面創新改進支護初撐力智能補壓、三角區域割煤參數制定、融合小煤柱開采、煤礦堅硬頂板地面壓裂控制等技術30多項，由最初的只能完成簡單的系統指令到如今的全系統智能融合，精確割煤、精準放煤，自主完成智能化綜放工作面操作系統版本從4.0到10.0的升級，三代智能化綜放工作面從最初的“水土不服”變為全面符合實際安全生產條件。

“我們把井下放煤控制設備全部搬到了地面聯合樓的創新工作室里，通過大屏幕可以實時觀看井下的采掘、運輸、檢修等情況，實現了井下放煤與地面操控同步推進。”同忻礦信息中心副主任宋春儒說。

5G建設項目相當于為8102智能化綜采工作面的數據傳輸和遠程控制開通了一條“高速公路”。

“利用5G網絡廣連接、大帶寬、超低時延的特性，井下可接入的設備更多了，我們從中獲取的數據將更全面、精準，可以更加及時、準確、高效地解決問題。”宋春儒指著調度指揮中心大屏幕說，“只要出現風險點，4K高清視頻畫面、NB傳感器等設備便會將看到的場景、感知到的數據精準迅速回傳至地面總調度室。同時，井上井下實時通話，指令下達沒有了時延，安全系數和生產效率都大大提高了。”

“以前放煤時，需要4個工人操作一個工作面100個放頂煤液壓支架，每個人需要按照經驗判斷時間，一個一個放，員工勞動強度很高，工作環境差。現在，有了可實時調整系統參數的全自動化放煤系統和5G網絡，100個放頂煤液壓支架只需1個人操作便可定時同時放下，更加安全高效。”說起放煤系統，該礦放煤操作員張鑫如數家珍。如今，矸石分離的效果更好了，原煤回收率提升了5個至6個百分點，原煤開采量每個班提升了10%。

5G網絡覆蓋后，應用變得十分關鍵。在該礦聯合樓五樓的創新工作室，圍繞智能系統應用，技術人員正在埋頭進行軟件平臺設計和應用設備的研發改造升級，加速5G網絡與礦井實際應用的深度融合。

“我們將5G技術開發作為智慧礦山建設的重要支撐。將來，我們還會開發信息化礦燈、傳感器、4K攝像儀等符合煤礦生產特點的應用設備，利用低時延的特點，提高控制速率，提高信息化程度。”宋春儒說。

解決問題更及時精準

今年8月18日，塔山礦8222工作面順利通過了國家“十三五”資源領域重點研發項目——“千萬噸級特厚煤層智能綜放開采關鍵技術及示范”中期檢查驗收，智能化工作面建設取得了階段性成效。

“這是我國年產1500萬噸特厚煤層智能化綜放工作面建設示范工程，從2019年2月正式投入生產至今，累計生產原煤1400萬噸。智能化讓煤炭開采更加安全高效。”塔山礦監控中心主任張慧說，“我們還應用了產量平衡時空預警系統、無軌膠輪車智能調度系統、安全雙重預防管理信息系統和智能巡檢機器人等一大批達到世界先進水平的科技成果，礦井基本實現了人員、設備、環境實時動態數據的基礎感知。”

截至目前，塔山礦已完成4個智能化綜放工作面的建設，智能化工作面占比達到100%，實現了效率、效益的雙提升。

在塔山礦調度指揮中心，工作人員正緊盯大屏幕監控井下采掘、通風、運輸等實時數據，分析判斷當前井下的生產狀態。在這里，全礦安全生產各類實時數據一目了然，在三維模擬的情況下，井下生產更立體、更直觀。綜合調度、生產管理、機電管理、位置服務等模塊系統多維關聯，實現了綜采設備的遠程自動化控制及“監、管、控一體化”全流程數字化運行。

“礦山云圖智能決策大數據平臺集中了煤礦開采的各項數據，實現了數據、網絡平臺與應用系統的融合;通過三維模擬，一分鐘就可以掌握井上井下安全生產環節的情況;通過綜合調度模塊，可以實時了解工作面設備的開停狀態;通過計量設備模塊，盤區主風機等數據全部都能實時調取出來……有什么問題，一目了然，解決問題更方便、更精準了。”張慧說。

在同忻礦調度室旁的數據中心控制室里，15臺電腦正在實時分析和采集井下的各種安全數據，為調度中心的安全決策提供依據。數字化智慧調度管理中心集成了“一通三防”、主扇運行、瓦斯抽放監測等24個綜合安全監測監控系統的數據，井上井下實現了遠程集中自動化控制，安全全面可控。

同忻礦智能化系統研發負責人陳軍介紹，該團隊開發了設備終身數據庫，設備維檢人員通過設備信息APP，就可自動采集、統計、分析和反饋設備實時運行數據，并精準、快速查明設備故障原因，及時消除安全生產隱患。

同時，同忻礦的大學生技術團隊通過數據比對，對生產過程中的各種詳細數據進行分析研究，先后完成了智能化工作面礦壓監測及頂板斷裂位置研究、特厚煤層堅硬頂板條件下孤島工作面小煤柱留設寬度的研究應用、智能化工作面頂板斷裂方式及礦壓規律研究等項目。

安全管理人員對采集的大數據進行分析，創新采用“三支架+木垛”聯合尾巷支護、圍巖壓力和圍巖變形在線遠程實時監測、錨桿組合間合理排距等方案，創造近千萬元經濟效益的同時，實現了礦井安全可靠化、管理高效化、效益最大化。

制定智慧礦山建設“路線圖”

“我們計劃利用3年的時間來打造5G+智慧礦山。2020年，重點完善綜合自動化、基礎平臺及應用系統，建成統一完備的傳輸網絡、數據管理平臺、系統平臺、智能分析平臺。2021年，深度融合自動化與信息化，提升礦山智能化的應用水平。2022年，完成智能分析、智能聯動、智能決策平臺軟件的應用，最終實現礦井‘管控營’一體化、安全可靠化、管理高效化、效益最大化的目標。”宋春儒說。

根據智慧礦山建設規劃，塔山礦計劃通過40個項目、花3年的時間來完成智慧礦山建設，今年計劃完成18個項目。

目前，晉能控股集團正圍繞礦山智慧大腦綜合基礎平臺、智能裝備和機器人、煤礦大數據三大方向，構建起5G+萬兆工業環網有線無線雙網融合的網絡大平臺;規劃建設一個集數據實時共享、各專業快速聯動于一體的智能化調度指揮中心，使其成為智慧礦山的“大腦”。

同時，依托5G+智能化聯創實驗室，晉能控股集團規劃在人工智能、工業機器人、工業物聯網、智慧能耗管理、基于無人駕駛的井下智慧交通、基于萬物互聯的煤礦大數據分析等方面，深入開展5G+研究，切實推動人工智能技術與現代煤炭開發利用深度融合，全面推進5G+智慧礦山建設，全面打造具有自主感知、自主決策的集成智慧礦山示范礦井。