郭衛(wèi)冬

山西忻州神達(dá)棲鳳煤業(yè)有限公司 山西 忻州 036700

1 煤礦行業(yè)智能化概述

煤炭行業(yè)智能化應(yīng)當(dāng)具有如下特點(diǎn):

(1)能夠感知外界信息,實(shí)時完成對各項(xiàng)信息的快速、精準(zhǔn)采集。

(2)可以對感知采集到的各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行分析、判斷、學(xué)習(xí)和決策。

(3)具備自自主判斷與決策的執(zhí)行能力。

煤礦智能化開采就是自主學(xué)習(xí)和自動決策等功能合理加入到信息系統(tǒng)中,對煤礦井下的環(huán)境發(fā)生的變化,周圍條件變化、以及各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行控制,智能感知、智能決策、智能控制是煤礦智能化開采作業(yè)的三項(xiàng)關(guān)鍵要素。煤礦智能化開采的主要特點(diǎn)是煤機(jī)設(shè)備在運(yùn)行期間具有自主學(xué)習(xí)和決策能力,在煤礦開采中具備自我感知、分析、控制、修正各項(xiàng)功能,通過自適應(yīng)方式完成開采作業(yè)。只有具備自適應(yīng)煤礦開采能力的智能化綜采設(shè)備廣泛應(yīng)用時,才能依據(jù)煤礦具體環(huán)境實(shí)時改變,實(shí)現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)時實(shí)現(xiàn)智能化開采,在相對有限條件下實(shí)現(xiàn)無人開采作業(yè)。該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間要將自動化作為條件基礎(chǔ),嵌入智能化理念,對煤礦開采過程中的各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時采集,傳輸、并通過可視化、自動化操作的方式實(shí)現(xiàn)能化系統(tǒng)。

2 5G技術(shù)應(yīng)用在煤礦智能化中的必要性

5G技術(shù)的三大應(yīng)用場景,分別為Enhanced Mobile Broadband,e MBB(增強(qiáng)型移動寬帶)、Ultra R eliable Low Latency Communica-tions,ur LLC(超可靠低時延)、Massive Machine Type Communications,m MTC(海量機(jī)器通信)。在5G技術(shù)中對e MBB場景中技術(shù)的合理支撐,滿足煤礦開采期間涉及到的超高清視頻傳輸對于寬帶的業(yè)務(wù)需求;針對ur LLC場景技術(shù)的支撐能力,可以滿足煤礦開采中采用的無人挖掘機(jī)、無人采礦車等各種不同類型的設(shè)備在運(yùn)行時滿足信息傳輸方面的需求;而通過對m MTC場景技術(shù)支撐能力的應(yīng)用,能夠更好支撐不同煤礦開采時,實(shí)現(xiàn)煤礦安全檢測作業(yè)在傳感數(shù)據(jù)采集方面的需求。由此可見,要通過合理方式將5G通過技術(shù)應(yīng)用在煤礦智能化開采作業(yè)中,是未來煤礦行業(yè)信息化改造的必由之路,也能夠推動煤礦智能化發(fā)展,從而全面實(shí)現(xiàn)煤礦智能化開采和鋪平“網(wǎng)絡(luò)通信”建設(shè)道路。同時,現(xiàn)階段采用的主流煤礦無線通信技術(shù)中,常用的WIFI和4G技術(shù)都無法支撐煤礦智能化開采作業(yè)進(jìn)行時的處理需求和數(shù)據(jù)傳輸要求。

3 以5G技術(shù)的煤礦智能化開采技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的分析

3.1 通信技術(shù)發(fā)展于煤礦開采間的具體關(guān)系 煤炭行業(yè)一直都以探索煤礦開采技術(shù)與實(shí)踐為關(guān)鍵,煤礦生產(chǎn)方式逐漸朝著智能化、自動化方向發(fā)展。從煤礦開采行業(yè)整體發(fā)展情況來看,采掘技術(shù)升級都受通信技術(shù)影響顯而易見,通信技對于開采技術(shù)的進(jìn)步由小到大,逐漸朝著萬物互聯(lián)、智能化無人開采的方向發(fā)展。在多源傳輸、融合控制階段,相應(yīng)技術(shù)也由初期引進(jìn)、集成,最終實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。

5G技術(shù)在發(fā)展過程中一定程度上推動了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不斷發(fā)展過程中也促進(jìn)了大數(shù)據(jù)的發(fā)展,從而帶動了人工智能和云計算發(fā)展,而5G技術(shù)能夠?yàn)槿斯ぶ悄芎团c計算提供了各項(xiàng)信息的傳輸通道。總而言之,隨著科技的不斷發(fā)展,相信在不久的將來,人工智能和計算機(jī)將會成為煤礦開采作業(yè)進(jìn)行的關(guān)鍵工具。通過對5G技術(shù)而實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)互通,全面融合云計算、人工智能、大數(shù)據(jù)等各項(xiàng)技術(shù),形成5G技術(shù)生態(tài)。

3.2 以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化開采發(fā)展趨勢 采煤技術(shù)是煤礦生產(chǎn)作業(yè)開展過程中一項(xiàng)核心技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的突破可以帶動煤礦生產(chǎn)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。通過5G技術(shù)生態(tài)的應(yīng)用,能夠促進(jìn)智能化無人開采技術(shù)發(fā)展,技術(shù)突破的重點(diǎn)方向是多源數(shù)據(jù)融合和視頻傳輸以及精準(zhǔn)定位,針對煤礦智能化開采技術(shù)發(fā)展起到支撐作用。高可靠、低延遲是5G技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵能力,采煤機(jī)在運(yùn)行過程中,采煤機(jī)的速度、姿態(tài)、識別煤巖能力都要采取一系列動作和判定都要在邏輯控制程序中完成,口空時延和端對端時延應(yīng)當(dāng)達(dá)到毫秒級,而且要具有高可靠性。5G具有的高可靠、低延遲能夠使煤礦開采作業(yè)進(jìn)行期間采用設(shè)備運(yùn)行更加精準(zhǔn)、可靠,進(jìn)而保證各項(xiàng)設(shè)備在應(yīng)用時能夠采取智能方式聯(lián)動。

4 5G技術(shù)在煤礦開采過程中的具體應(yīng)用場景

4.1 以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的高精度實(shí)時定位與服務(wù) 現(xiàn)階段,煤礦開采期間,礦井定位系統(tǒng)更多都是以藍(lán)牙、超寬帶、Zig Bee等各種無線傳輸技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,這能夠提高定位的精準(zhǔn)度,同時,能夠單獨(dú)布設(shè)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)時,并且難以確保實(shí)時性。5G技術(shù)的低延遲作為基礎(chǔ),開發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)井下定位與定用服務(wù)系統(tǒng)都是未來一段時間發(fā)展的主要方向,加強(qiáng)對煤礦開采精度和各種車輛管理應(yīng)用,從而使煤礦開采中,各項(xiàng)移動裝備管理難度和實(shí)時控制得到解決。

4.2 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程生產(chǎn)控制 傳統(tǒng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)要經(jīng)過多種協(xié)議和多路由才能將各項(xiàng)信息匯集在一起,通過集控中心交互傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心。因此,僅有部分對于實(shí)時性要求不高的功能可以通過遠(yuǎn)程控制方式實(shí)現(xiàn),而對于實(shí)時要求均較高的要求。5G技術(shù)具有低延時特性,可以上述難題得到解決,基于5G井上全功能遠(yuǎn)程控制能夠得以實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語

5G技術(shù)的快速發(fā)展大幅度促進(jìn)了大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能技術(shù)融入在了一起,最終匯集成了5G技術(shù)生態(tài),其對于煤礦智能化開采的轉(zhuǎn)型與發(fā)展可以起到促進(jìn)作用,從而為煤礦智能化開采作業(yè)的進(jìn)行提供一套合理解決方案,促進(jìn)我國煤礦行業(yè)發(fā)展。