目前煤矿井下综采工作面的控制系统,大多以单一有线链路通信为主,有线链路带宽较低、延时较高,难以满足高水平煤矿安全高效开采的需求,同时控制器之间架间线缆数量繁多,拖拽于整个工作面,造成空间、成本等方面的巨大浪费,隐藏了极大的安全隐患。极少数井下综采工作面尝试另外搭建一条由若干个5G基站组成的无线链路,电液控制系统通过在端头或者端尾配置转换设备,将系统的数据经过转换设备传递给5G基站,5G基站负责将数据上传。这种通信方式既繁琐又因为是单一的5G通信链路,造成通信不稳定、延时高。为了解决上述问题,依托试点煤矿进行电液控制系统内部5G化改造研究,将5G模组集成到液压支架电液控制器中,在实现5G模块本安化的同时,能够完成综采工作面5G信号的全覆盖。研究5G组网技术及特点,设计工作面的有线-无线网络冗余的拓扑结构,研究华为鸿蒙系统与综采控制系统融合,利用鸿蒙系统分布式软总线和设备虚拟化完成矿用设备互联应用场景。最后通过试点煤矿5G专网环境下的5G控制系统测试,证明设计的控制系统满足当前工作面对液压支架控制系统的高带宽、低延时的要求,可以彻底去掉控制器之间的架间线缆,达到节省空间、节约成本、消除安全隐患的目的。将5G技术与液压支架电液控制系统首次融合,通过将5G模组内置于煤矿综采工作面液压支架控制器中,填补了综采工作面设备无法直连5G的空白,推动了整个煤炭行业的技术革新和产业升级,是煤炭行业向数字化、智能化转型的重要标志。

冯沛.基于5G通信的液压支架电液控制系统研究与设计[J].煤矿机电,2024,45(6):12-20.