走进​鑫​岩煤矿5G智慧矿山：加速矿井智能化 树立业界新标杆

5G商用为各个行业推进数字化、智慧化升级提供了新思路、新方法，国内矿山行业也早早地行动起来。2020年2月，煤炭大省山西宣布以10座煤矿、50个智能综采工作面为试点，加快智能煤矿落地，随后在9月又明确要求开展5G+智能矿井试点示范。到2020年底，山西省已经建成了2个5G+智能矿井示范项目，预计会在2022年底前进一步增至15个。吕梁市积极响应省政府战略规划，在5G+智能矿井领域取得了大量探索性成果。

在日前举行的“5G扬帆 绽放移动”山西媒体行活动中，记者实地采访了吕梁东义集团鑫岩煤矿5G智慧矿山项目，见证了我国煤矿行业在数字化、智能化转型方面的最新成绩。

破解四大挑战

长期以来，很多人对5G+行业应用存在不少偏见，比如不具有特别的重要性、必要性，只是可有可无的锦上添花等。不过对于煤矿产业来说，5G智慧化升级带来的却是实实在在的重要价值，能够帮助煤矿破解四大难题。

首先，煤矿安全性虽然已经有了比较严密的保障，但是仍然有继续提升的空间。在鑫岩煤矿，百万吨死亡率在最近10年下降了98.9%，特别是2019年的百万吨死亡率降低到了0.083，比2018年降低了0.01。不过这个数字仍然是美国的5倍，澳大利亚的11倍。要解决这个问题，需要逐步引入先进的智能技术来减少人工的使用，提高人员安全。

其次是矿山环境恶劣，招工困难。井下空气污浊、危险性高，人员的工作时间长、强度大；地面道路条件差，运输工作环境差而且容易出交通事故。在鑫岩煤矿，工人平均年龄超过了42岁，年轻人不愿意到煤矿工作。未来的趋势是用机器替代人，鑫岩煤矿的计划是在5年内退休一半工人，10年内井下不再有人工操作岗位，这些都需要提前进行智能化系统的摸索和部署。

第三是矿山急需无线巡检、无线远程控制系统。要实现无人矿井，就必须在井下部署实时的监控和远程控制系统，有线网络的部署困难大、成本高，而且在实际运用中容易损坏，无线方式无疑更加方便灵活。

四是现有的矿山ICT系统条块分割、各不相融、相通，不仅数据和信息难以融汇进行综合分析，对运维也带来了极大的麻烦。

根据煤矿行业多年来的研究和探索情况，鑫岩煤矿认为运用“5G+云+AI”的综合解决方案来部署企业数字化升级是自身发展的必由之路。在中国移动的支持下，鑫岩煤矿建设成为了国家首批智能化示范煤矿，也是吕梁地区第一个部署5G的煤矿。

建设5G智能化矿山

鑫岩煤矿共有井田面积19.601平方公里，资源储量为20920万吨，可采储量16099万吨，每年生产240万吨。根据鑫岩煤矿的实际情况和需求，中国移动山西公司采用“5G专网+边缘UPF”方案，为矿区提供了数据不出园的专网服务，并通过专网本地灾备技术实现了公网专用模式下的“大网断小网不断”的业务创新。

通过5G专网，鑫岩煤矿获得了融合网络通信接入、数据平台、终端应用、煤矿5G应用四大类服务。在井下，中国移动建设26个大巷RRU、21个胶带巷RRU，8个综采面RRU，并新建了边缘UPF提供边缘计算服务。在地面，中国移动部署了支持私有云、含小型虚拟化数据中心的矿融合通信系统、移动终端管理系统、智能视频管理系统等平台，为煤矿提供基于5G网络的综采面无人操作、掘进面无从操作、机电硐室巡检机器人、矿用AI高清视频回传、智能头盔等多项5G应用。

2020年10月，鑫岩煤矿综采工作面正式断开原井下工业环网，通过中国移动5G专用网络开始3刀煤远控试验生产。在此期间，系统以5G为主要链路，原有工业环网为备份，两套网络可以快速切换、热备连接，确保系统永远在线。试验共进行了3小时，整个系统表现稳定可靠。11月，鑫岩煤矿借助中国移动的5G专网实现了地面远程操作井下开采，单班安全生产11刀煤（循环），开采约1万吨煤。此次5G远程采煤的成功是“5G+智慧煤矿”发展的里程碑，证明了5G对于矿山行业的巨大价值，同时也使得国内矿山距离井下无人开采更近了一步。

长期运行，效益显著

据了解，鑫岩煤矿5G环网自2020年11月初投入使用以来，一直运行正常，实现了全天候井下智能工作面远程采煤。截至目前，整个5G网络稳定运行8000小时，累计产煤200余万吨。该项目的经济效益也非常好，原来一个综采工作面需要3名采煤机司机、4名液压支架工、5名清货工，现在只需1人在地面进行远程控制、2人做安全巡视即可，工作团队也从130人减至65人，减员幅度达50%，智能化率达90%以上。

原本“脏、苦、险、累”的井下工作，现在变成了在办公室动动手指就能完成的工作，全面改善了矿工的工作环境。鑫岩煤矿的5G应用在业界引起了巨大反响，在工信部组织的第四届“绽放杯”5G应用征集大赛中荣获了智慧矿山专题赛一等奖，还成功扩展了柳林寨崖底煤矿5G项目，并且正在与吕梁市兴县斜沟煤矿对接5G专网建设方案。2020年11月，鑫岩煤矿应工信部、湖北省人民政府邀请，作为唯一一家煤矿企业参加了2020中国5G+工业互联网大会，详细向参会者介绍了5G在煤矿生产中的应用情况。

接下来鑫岩煤矿将推进二期子系统建设，实现5G远程控制掘进机，并在2022年做到5G人员定位上线、5G切片规模应用。2022年以后，鑫岩煤矿将继续完善5G+智能化建设，实现矿区全面感知、全面智能化控制，建成国内5G+矿山的新标杆。