5G技術在智慧煤礦自動化系統中的應用

郝長征 徐滿 吳兆陽

摘要：在信息化背景中，5G技術應運而生，由于存在較多的優勢，在礦業中使用有助于提升煤礦的智能化程度，而且可以應對傳統煤礦開采感知難度高、數據傳輸可靠性較差的情況，而且有助于設置完善的煤礦開采體系。互聯網與移動互聯網的不斷發展，各種新興技術在煤礦行業的不斷應用，有效提升了煤礦生產的效率與質量，也在一定程度上提升了安全性，但煤礦生產的諸多環節仍舊依賴人工操作，安全隱患問題仍舊不容忽視。然而，因為4G技術、WiFi技術本身的傳輸效率，諸多新興技術、設備的應用受到限制。5G時代的全面到來，廣連接、低延時的優勢，能夠為煤礦開采感知難度大、數據傳輸穩定性差、遠程控制延遲高等提供了有效的支持，基于5G技術推動智能煤礦建設就成為當前研究的熱點。

關鍵詞：5G技術;智慧煤礦;自動化系統;應用

中圖分類號： TP273：文獻標識碼：A

1、5G技術及優勢

5G技術，也就是第5代移動通信系統技術。與以往的第2代、第3代、第4代等單一的無線接入技術相比，5G技術有著特殊優勢，是全新的無線接入技術高度融合的重要技術類別，也是現階段最新的通信技術類型，在全世界范圍內受到了社會各界人士的廣泛關注。在5G技術的應用過程中，5G技術能夠應對多樣化場景下極端的、各式各樣的差異化性能需求，用各式各樣的技術糅合解決傳統模式下某單一技術為基礎的所有場景解決方案存在的不足。也就是說，5G技術創新來源于5G技術和網絡技術架構兩方面的高效融合，在無線技術領域，大規模的天線陣列技術、多址技術、全頻譜接入技術等成為5G關鍵技術的重要內容，而在網絡技術領域，基于軟件定義網絡和網絡功能虛擬化架構的模式，已然受到5G技術創新升級研究人員的關注與重視。此外，基于5G移動網絡通信系統的濾波正交頻分復用技術甚至靈活雙工技術、終端直通技術等也成為5G技術的關鍵內容。5G技術的應用使得第5代網絡通信系統的性能得到大幅度優化和提升。

2、5G技術在智慧煤礦自動化系統中的應用

2.1以5G技術為基礎的井下安全巡檢和防護工作

井下安全防護工作直接影響著工作人員的生命安全和煤礦工作區的財產安全，為了保障煤礦行業保持良好的發展狀態，就需要正確進行井下安全巡檢防護工作。使用5G技術能夠在井下實現精確的實時定位，借助高速數據傳輸實時的情況，而且會選擇借助端對端物聯來增強巡檢效果，進行全面的防護。例如選擇使用5G網絡來準確地定位井下的工作人員和設施設備，之后把各項信息數據傳遞給有關的部門和工作人員。該系統具備主動推送功能，能夠針對移動終端設備開展自動識別操作，按照相關的需求來把信息數據傳遞給相關的部門，保障井下安全巡檢防護工作能夠更加順利地進行。能夠看出，在井下安全巡檢防護時期，借助5G技術可以提升整體工作的安全性和可靠性，而且能夠帶來更多的經濟效益。

2.2以5G技術為基礎的生產遠程控制

在開展井下工作的時候，經營人員可以掌握的大多數信息主要來自數據的上傳下達，相關的指令層層傳遞給有關的部門。對于5G技術的使用，能夠幫助各部門獲取更加準確的信息，保障信息傳遞的實時性，而且可以增強對于各個部門工作的監督和管理，掌握井下生產的實際情況，及時地找出存在的各項問題，選擇合理的措施進行應對，保障井下工作安全，進而促進煤礦行業的發展和進步。

2.3、5G技術為基礎的精確定位和應用服務

煤礦行業在進行生產運營的時候，井下定位操作就是以藍牙和超寬帶等無線傳輸技術來進行各項工作。這部分無線傳輸技術切換時間比較長，覆蓋的范圍有限，寬度不高，在運行的時候難以避免產生這些問題。因此在生產經營的時候，容易影響到定位的準確性，工作人員無法做出正確的判斷和合理的決策。由于這些工作需要設置有關的基礎設施，定位信息的實時性難以得到保障。5G技術的主要優勢就是延時低，以5G技術為基礎的井下定位工作，可以實現準確的定位，獲取精確度更高的信息，可以幫助工作人員做出合理的判斷和決策，進而促進煤炭行業的發展。在這個時期，相關的服務系統也需要重視對于5G技術的使用，實現實時監控和有效的管理，增強對于井下車輛的管理，提升開采推進的準確性。如此以5G技術為基礎的精確定位和應用服務不僅能夠保障煤炭行業的高效運行，而且可以顯著減少整體的生產成本。

2.4以5G技術為基礎的井下遠程維護操作

隨著科學技術的發展和進步，在井下遠程監控和運營維護時期，無線技術得到了廣泛的使用。在未來發展過程中，煤礦井下裝備設備將更加完善，整體的智能化程度也會顯著提升。其中傳統的運營維護工作，相關的工作人員難以獨立完成井下維修工作，為了保障運營維護工作的順利進行，需要聘請專家來負責，經過專家的遠程協助，幫助工作人員來實時的操作，共同完成工作任務。5G技術有著較多的優勢，可以把井下現場的音頻信息及時地傳遞給遠端的專家，給遠端的專家提供更加清楚的信息。不僅如此，也能夠把有關的虛擬模型圖像傳遞到現場設備中開展虛擬操作，借助虛擬交互遠程專家和現場工作人員實現同步的操作。在特殊的情況下，能夠選擇借助智能的機器人幫助工作人員在井下開展運營維護工作。

2.5煤礦安全生產預警分析應用

煤礦安全生產預警分析應用是一種及自動化信息集成與業務管理信息于一體的綜合性系統與綜合自動化系統和礦機綜合業務管理系統，共同構成了煤礦信息化的核心框架，具有重要價值。必須采用這種方式才能夠增加安全性，建立一定的安全考核體系，也有利于自動化與管理信息聯動的綜合應用，實現安全生產的預警功能效果。

結束語

現階段煤礦業發展速度持續增快，從傳統的人工開采發展成了智能化的煤礦開采，煤礦行業的科學水平也在不斷提升，在煤礦行業發展時期，要想更好地應對各項機遇和挑戰，就需要合理地使用5G技術。通過5G技術的使用，增強煤礦生產經營能力和安全監管能力，提升煤礦行業的生產效率，保障煤礦安全的安全發展。

參考文獻

[1]王國亮.煤礦自動化智能化開采體系研究[J].中國石油和化工標準與質量，2021，41（09）：97-98.