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专题
2022/12/9 14:31

5G零距离之智慧矿山——内蒙古老石旦煤矿5G全域覆盖,老矿换新颜

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传统印象中,煤矿井下又黑又脏,狭小的巷道时刻预示着危险,旷工则是"傻大粗",甚至被戏称为"黑领"。

内蒙古老石旦煤矿充分利用5G在少人化、无人化方面的独特优势,有步骤地将井下工人撤出,让他们在地面生产指挥中心通过操控按钮一键智能化采煤,实现从"黑领"到白领的彻底转变。

老石旦煤矿隶属于国家能源集团乌海能源有限责任公司,核定产能180万吨每年。煤矿建矿于1952年,已经有70年历史,先后经历了人工采煤、综合机械化采煤、智能化采煤的技术变革。

2019年,老石旦煤矿将5G+智能矿山列入年度工作计划当中,经过11轮方案敲定,选择中国移动作为老石旦煤矿的5G智慧合作伙伴。2020年底,中国移动与国家能源集团乌海能源有限公司签约合作,借助中国移动5G大带宽、低时延、广连接的特性,在大力推动智能化技术与煤炭产业融合发展的基础上,建成老石旦煤矿井上井下全域无死角覆盖的5G网络

井上调度,井下执行:5G全景工作面实现智能化采煤

老石旦煤矿综采队队长李伟伟介绍,矿区在没进行智能化改造之前,井下通讯、调度、广播主要依赖煤矿自建网络,时延高、带宽低,无法满足大量智能化设备数据回传的要求,且设备控制主要采用有线方式,线缆铺设复杂且易折断、维护困难。

为了解决这些痛点问题,中国移动为其搭建了5G智慧矿山平台。5G网络低延时、高可靠、免布线的特性,可以满足融合通讯调度、5G全景工作面、5G智能巡检等智能化应用的需求,实现矿下作业少人化、无人化,帮助设备末端"剪掉辫子",设备通信难题也一一化解。

老石旦煤矿井下380米的核心一线区域--16402工作面采煤区,是5G智慧矿山的最前端。在这里,原来的掘进、综采采用爆破和人工挖掘的方式,现在却几乎很少有人值守,大部分设备都是通过集中控制。5G摄像头实时将现场图像和传感数据统一发送到地面生产指挥中心,地面工作人员可以直接操控井下现场任意一台设备。设备改造前,综采队井下单班作业人员是19人,建成5G全景工作面后仅需5人即可,井下人员大幅减少,产量不降反增,一旦发生事故也能最大程度地减少人员伤亡。

可以说,地面生产指挥中心是整个煤矿的大脑和核心,其中的5G智能调度平台负责协调井下生产端的所有工作。5G+智慧调度平台采用模块化设计,打通公网和井下通信系统,通过配备5G智能单兵装备,实现有线、无线、广播、视频等系统的统一调度、管理和维护。依托5G大带宽的特性,终端可以实时回传井下移动高清视频,满足生产、维修、巡检需求。超融合调度采用GIS地图方式,全方位展示井下5G基站运行和5G终端使用情况,为调度指挥、故障分析提供全维视角。

煤炭出井,人员入井:双向值守确保安全生产

井上调度,井下执行,5G全景工作面智能化采煤让老石旦煤矿"老矿换新颜"。那么煤炭从地下开采出来后又是如何转运的呢?答案是主运皮带系统。

煤炭生产几乎是24小时不停工,开采出来的煤炭必须马上进行运输加工,否则会给井下的生产造成阻碍。主运皮带系统相当于人体当中的血管,一旦出现问题后果不堪设想,这就应用到了中国移动5G智慧矿山的另一套设备--5G+AI智能分析系统。

老石旦煤矿主运皮带的运输能力达到1500吨每小时,24小时不间断运行,因而需要巡查人员24小时值守,工作量大、强度高,即使这样也有一些问题很难发现。5G+AI智能分析系统将井下主运皮带的数据和视频通过5G网络接入AI智能分析平台,通过AI智能分析实现主运皮带各类异常情况的智能分析和判别,如皮带的跑偏、冒烟、堆煤,以及人员非法闯入、跨越等不安全因素的智能分析和报警,提升煤炭运输监管效率20%。

在地面的主运皮带仓,也有一项高科技的存在,就是悬挂在皮带仓上方的巡检机器人。巡检机器人由山西柯达生产,中国移动在原有巡检机器人的基础上搭载5G通信模块,配备高清拾音器、高分贝扬声器、高清摄像仪、多气体检测传感器和红外摄像仪等传感设备,能够提供数据交互、高清视频实时传输、巡检路线自由调整、设备温度和环境气体实时检测和报警等功能。巡检机器人全天候24小时精准巡检,解决了人工巡检成本高、准确率低的问题。

据介绍,老石旦煤矿的巡检机器人最初采用的是WiFi通信方式,但布置专用的WiFi基站需要架设光缆电缆,工程量大、工期长,严重占用现场资源,并且WiFi很容易受到现场环境的干扰,可靠性差,高延时也会对巡检工作产生很大的影响。基于5G通信模块,中国移动为老石旦煤矿打造出全新一代近乎完美的巡检机器人,更好地服务于智慧矿山作业。

煤炭要出井,工作人员却必须入井。每次下井之前必须要做的安全检查也是5G+AI的应用:摄像仪抓取前端信号,通过AI技术实现人员着装、行为以及入井装备的监管,违规即报警并拍照取证,减少对人工查验的依赖,同时避免人工查验不严格等问题。

老石旦煤矿副矿长贺新田介绍,目前老石旦煤矿固定岗位已经100%实现无人值守,形成了"统一巡检+机器人巡检"的管理模式,供电、通风、压风、注氮、供水、排水、主运输、洗选等8个系统11个固定岗位已由121人减员至39人,真正实现机械化换人、智能化减人,也践行了"少人则安、无人则安"的理念,矿井连续两年实现安全零伤害。

与少人化、无人化相对应的是,老石旦煤矿的煤炭产量不减、效益反增,员工幸福指数进一步提升,5G+智能化的建设已形成安全、高效、绿色、智能、幸福的现代化矿井。

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