郭衛(wèi)冬

山西忻州神達(dá)棲鳳煤業(yè)有限公司 山西 忻州 036700

1 煤礦行業(yè)智能化概述

煤炭行業(yè)智能化應(yīng)當(dāng)具有如下特點(diǎn):

(1)能夠感知外界信息,實(shí)時(shí)完成對(duì)各項(xiàng)信息的快速、精準(zhǔn)采集。

(2)可以對(duì)感知采集到的各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行分析、判斷、學(xué)習(xí)和決策。

(3)具備自自主判斷與決策的執(zhí)行能力。

煤礦智能化開采就是自主學(xué)習(xí)和自動(dòng)決策等功能合理加入到信息系統(tǒng)中,對(duì)煤礦井下的環(huán)境發(fā)生的變化,周圍條件變化、以及各項(xiàng)控制參數(shù)進(jìn)行控制,智能感知、智能決策、智能控制是煤礦智能化開采作業(yè)的三項(xiàng)關(guān)鍵要素。煤礦智能化開采的主要特點(diǎn)是煤機(jī)設(shè)備在運(yùn)行期間具有自主學(xué)習(xí)和決策能力,在煤礦開采中具備自我感知、分析、控制、修正各項(xiàng)功能,通過自適應(yīng)方式完成開采作業(yè)。只有具備自適應(yīng)煤礦開采能力的智能化綜采設(shè)備廣泛應(yīng)用時(shí),才能依據(jù)煤礦具體環(huán)境實(shí)時(shí)改變,實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦生產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)智能化開采,在相對(duì)有限條件下實(shí)現(xiàn)無人開采作業(yè)。該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行期間要將自動(dòng)化作為條件基礎(chǔ),嵌入智能化理念,對(duì)煤礦開采過程中的各項(xiàng)信息內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)采集,傳輸、并通過可視化、自動(dòng)化操作的方式實(shí)現(xiàn)能化系統(tǒng)。

2 5G技術(shù)應(yīng)用在煤礦智能化中的必要性

5G技術(shù)的三大應(yīng)用場景,分別為Enhanced Mobile Broadband,e MBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、Ultra R eliable Low Latency Communica-tions,ur LLC(超可靠低時(shí)延)、Massive Machine Type Communications,m MTC(海量機(jī)器通信)。在5G技術(shù)中對(duì)e MBB場景中技術(shù)的合理支撐,滿足煤礦開采期間涉及到的超高清視頻傳輸對(duì)于寬帶的業(yè)務(wù)需求;針對(duì)ur LLC場景技術(shù)的支撐能力,可以滿足煤礦開采中采用的無人挖掘機(jī)、無人采礦車等各種不同類型的設(shè)備在運(yùn)行時(shí)滿足信息傳輸方面的需求;而通過對(duì)m MTC場景技術(shù)支撐能力的應(yīng)用,能夠更好支撐不同煤礦開采時(shí),實(shí)現(xiàn)煤礦安全檢測作業(yè)在傳感數(shù)據(jù)采集方面的需求。由此可見,要通過合理方式將5G通過技術(shù)應(yīng)用在煤礦智能化開采作業(yè)中,是未來煤礦行業(yè)信息化改造的必由之路,也能夠推動(dòng)煤礦智能化發(fā)展,從而全面實(shí)現(xiàn)煤礦智能化開采和鋪平“網(wǎng)絡(luò)通信”建設(shè)道路。同時(shí),現(xiàn)階段采用的主流煤礦無線通信技術(shù)中,常用的WIFI和4G技術(shù)都無法支撐煤礦智能化開采作業(yè)進(jìn)行時(shí)的處理需求和數(shù)據(jù)傳輸要求。

3 以5G技術(shù)的煤礦智能化開采技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的分析

3.1 通信技術(shù)發(fā)展于煤礦開采間的具體關(guān)系 煤炭行業(yè)一直都以探索煤礦開采技術(shù)與實(shí)踐為關(guān)鍵,煤礦生產(chǎn)方式逐漸朝著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。從煤礦開采行業(yè)整體發(fā)展情況來看,采掘技術(shù)升級(jí)都受通信技術(shù)影響顯而易見,通信技對(duì)于開采技術(shù)的進(jìn)步由小到大,逐漸朝著萬物互聯(lián)、智能化無人開采的方向發(fā)展。在多源傳輸、融合控制階段,相應(yīng)技術(shù)也由初期引進(jìn)、集成,最終實(shí)現(xiàn)自主創(chuàng)新。

5G技術(shù)在發(fā)展過程中一定程度上推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在不斷發(fā)展過程中也促進(jìn)了大數(shù)據(jù)的發(fā)展,從而帶動(dòng)了人工智能和云計(jì)算發(fā)展,而5G技術(shù)能夠?yàn)槿斯ぶ悄芎团c計(jì)算提供了各項(xiàng)信息的傳輸通道。總而言之,隨著科技的不斷發(fā)展,相信在不久的將來,人工智能和計(jì)算機(jī)將會(huì)成為煤礦開采作業(yè)進(jìn)行的關(guān)鍵工具。通過對(duì)5G技術(shù)而實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)互通,全面融合云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等各項(xiàng)技術(shù),形成5G技術(shù)生態(tài)。

3.2 以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的智能化開采發(fā)展趨勢 采煤技術(shù)是煤礦生產(chǎn)作業(yè)開展過程中一項(xiàng)核心技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的突破可以帶動(dòng)煤礦生產(chǎn)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。通過5G技術(shù)生態(tài)的應(yīng)用,能夠促進(jìn)智能化無人開采技術(shù)發(fā)展,技術(shù)突破的重點(diǎn)方向是多源數(shù)據(jù)融合和視頻傳輸以及精準(zhǔn)定位,針對(duì)煤礦智能化開采技術(shù)發(fā)展起到支撐作用。高可靠、低延遲是5G技術(shù)的一項(xiàng)關(guān)鍵能力,采煤機(jī)在運(yùn)行過程中,采煤機(jī)的速度、姿態(tài)、識(shí)別煤巖能力都要采取一系列動(dòng)作和判定都要在邏輯控制程序中完成,口空時(shí)延和端對(duì)端時(shí)延應(yīng)當(dāng)達(dá)到毫秒級(jí),而且要具有高可靠性。5G具有的高可靠、低延遲能夠使煤礦開采作業(yè)進(jìn)行期間采用設(shè)備運(yùn)行更加精準(zhǔn)、可靠,進(jìn)而保證各項(xiàng)設(shè)備在應(yīng)用時(shí)能夠采取智能方式聯(lián)動(dòng)。

4 5G技術(shù)在煤礦開采過程中的具體應(yīng)用場景

4.1 以5G技術(shù)為基礎(chǔ)的高精度實(shí)時(shí)定位與服務(wù) 現(xiàn)階段,煤礦開采期間,礦井定位系統(tǒng)更多都是以藍(lán)牙、超寬帶、Zig Bee等各種無線傳輸技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用,這能夠提高定位的精準(zhǔn)度,同時(shí),能夠單獨(dú)布設(shè)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)時(shí),并且難以確保實(shí)時(shí)性。5G技術(shù)的低延遲作為基礎(chǔ),開發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)井下定位與定用服務(wù)系統(tǒng)都是未來一段時(shí)間發(fā)展的主要方向,加強(qiáng)對(duì)煤礦開采精度和各種車輛管理應(yīng)用,從而使煤礦開采中,各項(xiàng)移動(dòng)裝備管理難度和實(shí)時(shí)控制得到解決。

4.2 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程生產(chǎn)控制 傳統(tǒng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)要經(jīng)過多種協(xié)議和多路由才能將各項(xiàng)信息匯集在一起,通過集控中心交互傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心。因此,僅有部分對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高的功能可以通過遠(yuǎn)程控制方式實(shí)現(xiàn),而對(duì)于實(shí)時(shí)要求均較高的要求。5G技術(shù)具有低延時(shí)特性,可以上述難題得到解決,基于5G井上全功能遠(yuǎn)程控制能夠得以實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié)語

5G技術(shù)的快速發(fā)展大幅度促進(jìn)了大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能技術(shù)融入在了一起,最終匯集成了5G技術(shù)生態(tài),其對(duì)于煤礦智能化開采的轉(zhuǎn)型與發(fā)展可以起到促進(jìn)作用,從而為煤礦智能化開采作業(yè)的進(jìn)行提供一套合理解決方案,促進(jìn)我國煤礦行業(yè)發(fā)展。