5G通信技術及其在煤礦的應用研究

楊楊

摘要：煤炭行業的工作環境非常特殊，為了保證工人的安全，減少安全事故，我國煤礦已經開始實施安全生產引進自動化技術，提高開采效率，減少人員參與，保證特殊穩定的生產能力環境。近年來，Wi-Fi，4G通信技術已成為我國煤礦無線通信系統中的首選。伴隨著煤礦智能化建設的發展，煤礦無線通信系統的性能目前還不能滿足煤礦智? 能化發展的需求。與上一代移動通信技術相比，本文介紹了第五代移動通信技術的關鍵技術和優勢性能。煤礦5G系統通信網絡配置。根據5G通信技術的特點和煤礦智能化發展的要求，介紹了5G通信技術在煤礦井下無人智能運輸，定位服務，遙控設備等方面的應用。遠程故障診斷，大規模數據傳輸服務，煤礦拖控機，煤礦安全監測信息采集;指出該技術在煤炭工業中的應用需要不斷挖掘和完善。煤礦行業根據現狀和自身需要，對部署成本的估算，建設5G煤礦的通信網絡。

關鍵詞：5G通信技術;煤礦;智能化;自動化;低時延;高帶寬;安全監測監控;排水系統;通風系統

1 5G通信技術在排水自動化控制中的應用

1.1礦井監控系統在實際操作中的作用

礦井監控系統是實現礦井排水自動化的基礎。排水系統可以實時接收相應的水位信號，實時監測排水系統的運行狀態，為管理者根據當前的水位和運行方案進行決策提供依據。隨著移動網絡技術的發展，開始支持傳輸信號實時監控功能。但由于帶寬和網絡速度的限制，當時能夠支持監控的圖像質量有限。有了高清通訊技術監控設備，可在監控區域內實現24小時不間斷高清晰度數據傳輸，使控制中心能從不同地區的現狀及時掌握，通過清晰的圖像質量判斷圖像特征，為正確判斷奠定了良好的基礎，使監理人員真正發揮遠程監控系統的作用。各工作由計算機輔助設備軟件控制，大量傳感器布置，實時監測井下設備運行環境，監測對象狀態。通過移動傳輸網絡及時發送到控制中心的信息，保證控制中心收集到的信息能夠在極短的時間內不斷更新。確保控制中心人員及時獲取地下排水系統參數的所有相關信息。確保排水系統既能完成規定的任務，又能控制完成任務過程中的能耗。從而防止系統在高負荷下長時間運行，導致內部器件的過度磨損和老化，影響系統的穩定性。

1.2礦井監控系統的操作模式

礦井井下排水十分重要，一般處于全自動狀態控制。在這種情況下，控制來自操作系統的信息傳輸和程序的運行。信息系統高速運行，根據程序給出工作指令，與員工的運作模式相比，終端的操作是由計算機完成的控制點，整個過程非常有效，不僅可以大大減少人為失誤造成的事故，而且可以提高工作效率，減輕工作人員的勞動強度，改善工作環境，實現實時數據交換，及時反饋。另一種工作方式是半自動模式。雖然核心工作仍然是自動進行的，但在關鍵部分存在工作人員干預和控制的聯系和機制，工作人員在特定情況下進行干預和控制。除了這兩種模式之外，還有一種純粹的手工操作模式。該模式運行時間最短，工作效率無法與前兩種模式相比。但在特殊情況下，特別是自動控制系統發生故障或工作不穩定時，仍有必要。

2 5G通信技術在礦井通風系統中的作用

2.1通風構筑物通風設施的智能化分析

目前礦井通風結構自動化水平較低，原因是在利用環境的復雜對抗中，信號傳輸網絡容易丟失。同時，沒有通風控制系統，只能以被動方式機械驅動。同時，由于煤礦井下布置的管路壓縮空氣，后期安裝、供電豐富方便，調試和維護比較簡單。煤礦智能通風結構的研究主要集中在實際條件下的機構反饋監控，而相應的控制功能研究和具體成果較少，實現智能控制還有很長的路要走。因此，首先要打破網絡監控與網絡監控之間的技術壁壘，使信息能夠直接對實際設備進行監控和控制，改進速度反饋系統。

2.2智能通風系統的研究在5G時代的發展前景

智能通風系統的研究在5G時代具有良好的發展前景。在信息網絡的基礎上，機器存儲系統被集成到生產設施中，以便將它們集成到最動態的物理系統中。在該系統中，不僅可以完成高速交換系統的信息，而且可以根據信息的不同特點精確調整設備的具體流程。生產系統的各個部分都可以模塊化的形式加入到生產系統中，大大提高了生產系統的兼容性。此外，它具有較強的獲取外部信息的能力，系統有很大的改進和更新空間。現代信息技術不僅是提高工作效率的工具，而且延伸到整個生產方式，促進內部結構的適應。使內部生產方式更好地適應信息時代工業生產的新需求。

3 5G通信技術在礦井提升系統中的作用

3.1全礦井位置服務

目前，針對單一需求的地下定位系統或跟蹤系統僅能滿足國內商業領域某些場合的需要。伴隨著地下過程的人員活動減少，對定位服務的需求越來越明顯，要求更加精確，反應更加及時。5G技術廣泛應用的高頻通信天線技術特點實現高定位精度提供技術支持。

3.2設備遠程操控

遠程遙控系統是煤礦智能化的重要組成部分。設備遠程控制的實現對網絡的實時性要求很高，地下通信網控制設備長鏈路，環境惡劣。5G技術引入的高可靠性，超低時延監測網是保證設備底層正常運行的前提。同時，地下采礦過程伴隨著大量數據的產生，用于采集掘進機，挖掘機，液壓支架等關鍵設備實時狀態參數信息的設備高精度傳感器，高清晰度攝像機收集工作墻煤的視頻和圖像。

4結語

煤礦通信技術的發展還有很多前景，5G性能優良的通信技術，是礦山無線通信的發展方向。但目前相關產業鏈還不完善，在網絡結構，設備形式和媒體部署等方面還存在一些不確定性。技術在煤炭工業5G景觀中的應用需要不斷挖掘和完善。此外，由于對載體網絡的需求很高，煤礦需要對部署成本進行估算，對煤礦的通信網絡進行建設。

參考文獻：

[1]劉佩艷.5G技術在煤礦智能化中的應用研究[J].山西電子技術，2020（6）：67-68.

[2]李藝，劉春平，武曉雪.基于5G技術的智能礦山研究及應用[J].中國煤炭，2020，46（11）：42-48.

[3]軒紅新.5G技術在煤礦的應用研究—評《5G移動通信系統及關鍵技術》[J].礦業研究與開發，2020，40（10）：186-187.

[4]霍振龍，張袁浩.5G通信技術及其在煤礦的應用構想[J].工礦自動化，2020，46（3）：1-5.