近日，神东煤炭集团首个基于5G网络的高级智能化综采工作面在大柳塔煤矿完成1个月试运行，形成“自主割煤+无人跟机+智能决策”的采煤模式，自动化率高达90%以上；8月7日，华为公司宣布在山西焦煤马兰矿实现重大突破，5G智能煤矿迈入新的上行千兆时代；不久前，华阳新材料科技集团完成煤矿5G系统及成套组网设备设计制造及取证工作，获得自主搭建煤矿5G组网资质……当前，煤炭行业正在加速布局5G。
基于高速率、低时延、大连接等特征，5G技术可服务于智能采掘、无人驾驶、自动巡检等环节，为煤矿减人提效奠定基础。但在采访中，记者也时而听到5G技术在煤矿“无用论”的声音。部分观点认为，受限于井下复杂条件、技术成熟度等因素，实际应用场景有待挖掘，目前大规模推行5G显得激进。5G下井，到底是“快了”还是“慢了”？
有的矿井主动先行先试，有的认为现在布局为时过早
根据国家发改委、能源局等四部委联合印发的《能源领域5G应用实施方案》，“智能煤矿+5G”是指建设煤矿井上井下5G网络基础系统，搭建智能化煤矿融合管控平台、企业云平台和大数据处理中心等基础设施，打造“云-边-端”的矿山工业互联网体系架构，重点应用场景包括井下巡检和安防、无人驾驶、智能采掘及生产控制等。
部分矿井已先行试水。记者在晋能控股集团塔山煤矿调度中心看到，井下摄像头采集的高清图像、视频在大屏幕上实时显示，井下人员可使用5G防爆手机与井上调度视频通话。“过去有突发状况，先打应急电话到调度室，再派人下井查看，一来一去耽误时间，现在直接通过视频对话、同步排除故障。借助5G技术，新上的无轨胶轮车智能调度系统还能实现车辆高效调度。工人们使用手机软件申请用车，调度人员井上派车，车辆通过高精度定位到达位置，就像平时坐网约车一样方便。”相关负责人赵泽潭举例。
西安重装智慧矿山公司总经理任跃武告诉记者，5G应用是煤矿智能化建设的关键一环。“智能化是新一代信息技术与煤炭开采的有机结合，很多新的要求和问题在传统4G、Wi-Fi条件下是难以解决的。比如，井下越来越多的传感器使用、大量图像及视频数据采集传输等，均需要搭建5G平台，实现更流畅的监、管、控一体化。”
对此业内也有不同观点。记者了解到，部分矿井认为5G建设成本高、应用场景有限，暂不具备大规模推广的条件。“很多矿井停留在自动化、半自动化阶段，距真正实现智能化还很远，现有通信技术足够使用。即便早早布局，用不起来也是浪费，好像西装没做完就先配好领带，往哪里系呢？”一位不愿具名的煤企负责人称。
5G矿井，到底能带来什么？
支撑矿井转型
近百年来，矿山安全问题始终是全球性的巨大挑战。中国矿业联合会会长彭齐鸣认为，“智能化将从根本上解决矿山安全问题，是全球矿业发展的必由之路。”
“截至目前，全国已建设5G+工业互联网项目已超过800个，预计年底有望突破1500个。5G+工业互联网融合创新、互促共进、叠加倍增的发展态势初步形成。”工信部通信管理局副局长邵道新在近日举行的“5G+智能矿山”论坛上介绍，今年以来，山西阳煤集团、焦煤集团等领先企业与基础电信企业深入合作，已经在多个矿区开展5G技术应用，支撑矿山转型升级。
原国家发改委经济体制与管理研究所主任史炜认为，5G+智能矿山是新生产力的标志。5G与以往4G通讯传输最大的不同在于，海量带宽和低时延背后对工业行为的解析，对智能矿山行为的解析。
“实现矿卡无人驾驶，提高矿车作业效率，减少现场人员数量，提升矿区生产作业的安全性；建设井下的5G专网，实现井下高清视频回传，瓦斯浓度、环境、温度及机电设备的运行实时远程监控和管理，不仅助力企业自身提质提质降本增效，也产生了良好的示范效应。”邵道新指出，工业互联网和5G正迎来前所未有的创新活跃期、战略窗口期和关键发展期。
尽管智能技术正在成为未来矿山建设的支撑，我国矿业科技创新也取得一定成效，但依然存在不少问题。彭齐鸣指出，一方面，在关键技术研发、关键元部件制造方面还存在短板，制约了行业发展步伐；同时，新技术研发应用还需要机制创新，需要政策引导与激励。当前，包括大数据、人工智能、物联网、自动驾驶等在内的关键新兴技术，正在或即将颠覆包括矿业在内的所有行业的发展模式。
简化采煤系统
“传统煤炭系统实在是太复杂了，而最简化的系统智能化以后才是最可靠的。因此，要将采煤系统进行简化，再和5G通信技术对接。”中国科学院院士、中国矿业大学（北京）何满潮指出，作为主体、战略性能源，煤矿的很多问题有待解决。
据介绍，煤矿井工开采的传统121工法源于1706年的英国，这种开采方法虽然带来很多财富，但也存在不少问题。
“用这种工法，平均煤矿采出率不到50%，基本上是采一半、扔一半，资源损失巨大。”何满潮进一步分析，以我国每年近40亿吨的产量计算，意味着扔掉的煤柱也有约40亿吨，按目前港口煤炭价格计算，造成的经济损失约2万多亿元。同时，这种工法由于巷道掘进量特别大，也导致成本居高不下。据统计数据，如果万吨掘进率平均34米，按照目前生产规模计算，年煤巷掘进约13000千米。“这个长度相当于在地球直径方向将地球打穿，掘进及相关成本超过千亿元。”
抢救资源和生命
记者进一步了解到，采矿工法将不断优化。110工法取消了工作面煤柱和充填柱，少打一半巷道，多采一个煤柱；1G N00工法在采煤过程中带出一个巷道，矿井回收率达90%以上；2G N00工法不再需要打巷道，取消掘巷和煤柱，采留一体化，为智能化N00矿井奠定基础；3G N00工法取消了井底大巷、井底车场，不再需要维持井下强大的物流运输系统；4G N00工法将实现井下自动化、无人化，解决瓦斯灾害问题，实现煤与瓦斯共采；到5G N00工法，将与双5G通信结合构建智能化系统，实现全矿井智能控制、自动采煤、智能决策。
据悉，从110工法到N00工法覆盖主要煤炭产区，已影响产能约23.6亿吨，涉及63%的矿区。
“N00工法与双5G通信对接将分5步走，初步对接是一个矿山，把单体矿上的井上控制系统和井下控制系统对接；第二步在一个矿区内进行多矿井融合；第三步，进行区域融合，一个指挥中心指挥若干矿区；第四步是多区域的高度的融合；最后一步，进行国际化的煤炭行业融合。”何满潮表示，“想得好，更要从脚下做起。目前建立2G和3G N00工法工业化实验基地，还将进一步推进，规划在2021-2025年将5G N00工法落地，抢救资源、抢救生命、生态保护。”
挑战是什么？最重要的是研究如何用来解决煤矿面临的实际问题
“5G作为一种通信工具，最重要的是研究如何用来解决煤矿面临的实际问题，而不是走‘两极化’——全面神化或全面否定。”王国法进一步称，目前，各煤炭企业及科技公司、运营商、设备商等，针对5G应用场景展开多项探索。这些研究虽然尚未获得规模化应用，有些甚至不确定对于煤矿是否真的有用，但是为5G技术在煤矿解决实际问题提供了宝贵经验。
5G技术条件下场景驱动特征明显，涉及技术研发、供应链改造、基础设施建设、智能终端及商业运营等系列环节，这是一个产业生态，而非单纯的网络建设问题。5G与煤炭开发利用技术的融合，无疑会衍生出一系列新业态、新岗位，传统技术和管理模式将被打破，思维和管理模式也需随之改变。
井下互联装备升级改造进展缓慢、通信协议不规范，以及智能感知、自动控制、网络连接、工业软件等产业基础薄弱，导致针对不同应用场景和环境的5G布设方案尚未完善，也是亟需补齐的短板。随着5G应用场景不断完善，相关主管部门和检验结构需提早调研、规划，尽快制定应用于远程操控、无人驾驶等方面的5G产品审核发放规则和产品检验方法，并完善标准规范。
文章来源： 中国能源报，全国能源信息平台
