王海峰

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

對(duì)于通信網(wǎng)絡(luò)而言，在礦山開(kāi)采過(guò)程中采用通信5G技術(shù)不但順應(yīng)了5G技術(shù)的發(fā)展潮流，同時(shí)與主流的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了互通和融合，既提高了礦山開(kāi)采效果，同時(shí)也滿(mǎn)足了礦山開(kāi)展要求，使礦山在開(kāi)采過(guò)程中能夠根據(jù)開(kāi)采的具體要求和實(shí)際特點(diǎn)做好通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。礦山在開(kāi)采有效性和開(kāi)采全面性方面達(dá)到開(kāi)采目標(biāo)，通過(guò)對(duì)礦山開(kāi)采的了解，在礦山開(kāi)采過(guò)程中既要做好通信5G技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)也要保證礦山在開(kāi)采中能夠取得積極效果，為礦山的開(kāi)采奠定良好的基礎(chǔ)，保證礦山在開(kāi)采中能夠形成健全的通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)控制。

我國(guó)礦業(yè)資源豐富，礦業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，2018年礦業(yè)年產(chǎn)值超過(guò)6萬(wàn)億，占全國(guó)GDP比重約7%。人民日常生活中95%的能源，80%的原材料，70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都是由礦業(yè)提供的。我國(guó)礦業(yè)資源主要集中在煤炭和有色金屬行業(yè)，其中煤炭占我國(guó)能源主體地位，煤炭能源生產(chǎn)占比74.2%，消費(fèi)占比67.1%，每年開(kāi)采量約在 35億噸，85%來(lái)自井下開(kāi)采。目前全國(guó)約有 6000 余座煤炭礦山 ，從業(yè)人員超過(guò) 300 萬(wàn)人。

1 通信5G對(duì)礦山開(kāi)采的影響

1.1 提高了礦山開(kāi)采的安全性

對(duì)于礦山開(kāi)采而言安全性是礦山開(kāi)采不可忽視的重要因素，在安全管理過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)的通暢程度、網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度、傳輸效率以及傳輸效果對(duì)礦山的安全管理具有重要意義。結(jié)合礦山的開(kāi)采實(shí)際以及礦山開(kāi)采中發(fā)生安全事故的概率，應(yīng)用通信5G技術(shù)既能夠?qū)崿F(xiàn)礦山的安全開(kāi)采，同時(shí)也能及時(shí)的發(fā)現(xiàn)安全管理中存在的問(wèn)題，使礦山在安全管理過(guò)程中能夠依托5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的快速傳輸，有效解決信息傳輸過(guò)程中存在的信息延遲、信息傳輸質(zhì)量差和信息傳輸效率低的問(wèn)題。以此為基礎(chǔ)推動(dòng)通信5G技術(shù)的應(yīng)用，并根據(jù)礦山開(kāi)采的實(shí)際特點(diǎn)和具體要求做好礦山開(kāi)采工作，通過(guò)建立完善的通信5G網(wǎng)絡(luò)，使礦山開(kāi)采在具體實(shí)施環(huán)節(jié)能夠達(dá)到開(kāi)采目標(biāo)[1]。由此可見(jiàn)，礦山開(kāi)采需要關(guān)注開(kāi)采的安全性，需要將通信5G技術(shù)作為重要的支撐技術(shù)來(lái)看待，應(yīng)根據(jù)礦山開(kāi)采的實(shí)際特點(diǎn)以及礦山開(kāi)采的具體要求做好開(kāi)展工作，保證礦山開(kāi)采在具體實(shí)施環(huán)節(jié)能夠達(dá)到開(kāi)采目標(biāo)。所以，做好通信5G技術(shù)的應(yīng)用對(duì)礦山的安全開(kāi)采具有重要的影響。

目前已有的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都存在這樣或那樣的短板，不足以滿(mǎn)足智慧礦山通信的全部需求。例如 WiFi網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定，存在安全風(fēng)險(xiǎn);工業(yè)專(zhuān)用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，如 WA-PA/FA，WirelesHART，ISA10011，產(chǎn)業(yè)鏈較窄，部署成本高;現(xiàn)網(wǎng)的 2G/3G/4G無(wú)線帶寬容量不夠，也不支持實(shí)時(shí)性要求很高的業(yè)務(wù)。綜合來(lái)看，5G 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合光纖有線網(wǎng)絡(luò)，共同實(shí)現(xiàn)礦山的全面感知 ，實(shí)時(shí)互聯(lián) ，將是礦山通信技術(shù)的最佳選擇 ，是智慧礦山的網(wǎng)絡(luò)基石。

上行容量增強(qiáng)的另一個(gè)技術(shù)是載波聚合，即在上行鏈路上同時(shí)通過(guò)兩個(gè)或兩個(gè)以上載波來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，從而獲得更高的峰值速率。特別的是，如果載波聚合的兩方中，一方是TDD中頻段載波（比如35GHz），另一方是FDD低頻段載波（比如21GHz），那么可以通過(guò)創(chuàng)新的時(shí)頻雙聚合技術(shù)，終端發(fā)射天線靈活地在FDD/TDD載波之間切換，從而獲得最大的吞吐量增益。得益于FDD頻段良好的覆蓋特性 ，該技術(shù)不僅能增強(qiáng)上行的容量 ，而且對(duì)上行覆蓋也會(huì)帶來(lái)較大的增益。

1.2 降低了礦山開(kāi)采的安全風(fēng)險(xiǎn)

對(duì)于礦山開(kāi)采而言在具體實(shí)施環(huán)節(jié)既要根據(jù)礦山開(kāi)采的內(nèi)容和特點(diǎn)以及礦山開(kāi)采的安全管理要求做好安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別和分析，同時(shí)也要做好安全風(fēng)險(xiǎn)的管控，使礦山在開(kāi)采的有效性和安全性方面達(dá)標(biāo)，圍繞礦山開(kāi)采的實(shí)際特點(diǎn)以及礦山開(kāi)采的具體要求，在開(kāi)采過(guò)程中圍繞礦山開(kāi)采的生產(chǎn)目標(biāo)分析可能存在的安全風(fēng)險(xiǎn)，并制定可靠的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施。通信5G技術(shù)的應(yīng)用解決了安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別問(wèn)題，使安全風(fēng)險(xiǎn)能夠在識(shí)別過(guò)程中依托通信5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息的有效傳輸，做到各個(gè)管理節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)同步，滿(mǎn)足安全管理要求，使安全管理工作在具體實(shí)施過(guò)程中能夠解決安全風(fēng)險(xiǎn)的識(shí)別問(wèn)題，保證安全管理工作在落實(shí)效果和風(fēng)險(xiǎn)的管控方面達(dá)到管理要求。由此可見(jiàn)，在安全風(fēng)險(xiǎn)的管控過(guò)程中既要圍繞安全風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)際情況和安全管理的具體要求做好工作的落實(shí)，同時(shí)也要積極應(yīng)用新技術(shù)，使通信5G技術(shù)成為支撐礦山開(kāi)采安全管理工作的重要技術(shù)，滿(mǎn)足技術(shù)的發(fā)展要求，為技術(shù)的落地實(shí)施和技術(shù)的有效應(yīng)用提供有力支持。

1.3 解決了礦山開(kāi)采中的監(jiān)控問(wèn)題

對(duì)于礦山開(kāi)采而言實(shí)現(xiàn)有效的監(jiān)控并建立完善的監(jiān)控設(shè)備體系，對(duì)礦山的安全生產(chǎn)具有重要影響。礦山開(kāi)采需要在監(jiān)控設(shè)備的安裝、調(diào)試和具體運(yùn)行中達(dá)到監(jiān)控要求，避免礦山的監(jiān)控因采取的方法和措施不當(dāng)影響礦山開(kāi)采效果。與此同時(shí)，在礦山開(kāi)采過(guò)程中需圍繞礦山開(kāi)采的具體要求做好監(jiān)控系統(tǒng)的建立，應(yīng)用通信5G技術(shù)既能解決監(jiān)控系統(tǒng)的搭建問(wèn)題，同時(shí)也能保證監(jiān)控系統(tǒng)在工作效果和工作有效性方面達(dá)標(biāo)，保證監(jiān)控系統(tǒng)在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)提高監(jiān)控效果。通過(guò)通信5G技術(shù)的全面應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)的搭建，為監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作和監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸提供了必要的支持[2]。由此可見(jiàn)，解決礦山開(kāi)采中的監(jiān)控問(wèn)題是通信5G技術(shù)應(yīng)用的具體內(nèi)容，對(duì)礦山開(kāi)采效果的提升以及安全風(fēng)險(xiǎn)的防控具有重要影響。

2 通信5G技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

2.1 通信5G技術(shù)的特點(diǎn)

通信5G技術(shù)的特點(diǎn)在于具備良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，在應(yīng)用過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的有效升級(jí)，保證5G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、快速性和傳輸效果方面達(dá)到傳輸要求。5G技術(shù)與4G技術(shù)不同,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣确矫嬗辛速|(zhì)的飛躍。在網(wǎng)絡(luò)搭建數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性方面能夠滿(mǎn)足傳輸?shù)囊?，使?shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中根據(jù)數(shù)據(jù)的具體情況以及數(shù)據(jù)的傳輸特點(diǎn)采取有效的傳輸措施.通信5G技術(shù)應(yīng)用以來(lái)成為了網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的重要支持技術(shù)，在信號(hào)帶寬、數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)的傳輸快速性以及數(shù)據(jù)的具體傳輸過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，保證數(shù)據(jù)在傳輸中能夠根據(jù)傳輸?shù)木唧w特點(diǎn)和傳輸要求做好數(shù)據(jù)專(zhuān)屬工作。通過(guò)對(duì)5G技術(shù)的了解，5G技術(shù)的應(yīng)用成為了必然趨勢(shì)，對(duì)礦山開(kāi)采和礦山生產(chǎn)體系的完善具有重要影響。

2.2 通信5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

通信5G技術(shù)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同，通信5G技術(shù)不僅在數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛶挿矫婢哂忻黠@的優(yōu)勢(shì)，在物聯(lián)網(wǎng)的搭建方面也表現(xiàn)出了極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在具體實(shí)施過(guò)程中能夠根據(jù)通信的具體要求搭建完善的通信網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)通信應(yīng)用的具體需求對(duì)通信設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化，利用5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)建立健全的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系，使網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過(guò)程中能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體特點(diǎn)和實(shí)際要求以及網(wǎng)絡(luò)的具體形式做好5G技術(shù)的應(yīng)用。5G技術(shù)聯(lián)通之后的物聯(lián)網(wǎng)不但實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)，同時(shí)也建立起獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)體系，對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生了積極的影響。了解5G技術(shù)的特點(diǎn)以及5G技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的具體情況，對(duì)做好5G技術(shù)的應(yīng)用以及推動(dòng)5G技術(shù)的有效實(shí)施具有重要影響。在當(dāng)前的應(yīng)用方面，5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到了充分的認(rèn)可，在生產(chǎn)系統(tǒng)的建立以及生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化過(guò)程中做好5G技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要[3]。

3 通信5G在礦山開(kāi)采中的具體應(yīng)用

3.1 建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)

在礦山開(kāi)采過(guò)程中基于通信5G技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)做好通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建至關(guān)重要，通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要根據(jù)礦山開(kāi)采的生產(chǎn)要求和安全管理要求做好硬件設(shè)施的配套，5G網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)存在明顯的差異，在基站的建設(shè)數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備的安裝以及設(shè)備模塊的調(diào)試和應(yīng)用方面需要關(guān)注礦山開(kāi)采的具體要求，以礦山開(kāi)采的實(shí)際特點(diǎn)為基準(zhǔn)保證通信5G技術(shù)在礦山開(kāi)采中能夠得到有效應(yīng)用，確保通信技術(shù)應(yīng)用效果和應(yīng)用的有效性方面達(dá)標(biāo)。所以，建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)是做好通信技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，也是保證礦山開(kāi)采能夠達(dá)到開(kāi)展目標(biāo)和要求的關(guān)鍵。在具體實(shí)施中需要根據(jù)礦山開(kāi)采的具體要求以及礦山開(kāi)采的特點(diǎn)做好5G通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使5G通信網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建的有效性以及全面性方面達(dá)到構(gòu)建要求。

3.2 改造現(xiàn)有的通信設(shè)備

由于5G技術(shù)對(duì)硬件設(shè)備要求較高，在建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)之后需要對(duì)礦山的機(jī)器設(shè)備以及通信設(shè)備進(jìn)行必要的改造，使礦山設(shè)備體系的建立和優(yōu)化以及具體設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信功能方面能夠達(dá)到通信要求，避免網(wǎng)絡(luò)搭建之后因通信設(shè)備的問(wèn)題影響網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)揮。除此之外，在通信設(shè)備的應(yīng)用過(guò)程中能夠根據(jù)應(yīng)用的特點(diǎn)和要求以及應(yīng)用的具體情況做好網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使通信設(shè)備在具體應(yīng)用方面能夠圍繞通信設(shè)備的具體要求和特點(diǎn)以及通信設(shè)備的實(shí)際情況做好現(xiàn)有設(shè)備的改造，以此為基礎(chǔ)推動(dòng)礦山開(kāi)采設(shè)備的有效升級(jí)，為礦山開(kāi)采設(shè)備的有效應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)[4]。

3.3 增加設(shè)備自動(dòng)化控制模塊

在礦山開(kāi)采過(guò)程中設(shè)備的自動(dòng)化程度越高，礦山開(kāi)采的效率越高，礦山開(kāi)采的安全性越好。應(yīng)用通信5G技術(shù)的目的在于提高設(shè)備的自動(dòng)化控制效果，保證設(shè)備在自動(dòng)化控制過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，降低安全管理風(fēng)險(xiǎn)。為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)化控制以及遠(yuǎn)程信號(hào)傳輸，需要增加設(shè)備自動(dòng)化控制模塊，使設(shè)備在自動(dòng)化控制中能夠以設(shè)備的具體型號(hào)和設(shè)備的功能增加相應(yīng)的硬件配置和軟件配置，使礦山開(kāi)采設(shè)備在自動(dòng)化控制模塊的安裝方面能夠達(dá)到控制要求。所以，增加設(shè)備自動(dòng)化控制模塊對(duì)解決設(shè)備的自動(dòng)化功能問(wèn)題和推動(dòng)設(shè)備的有效升級(jí)具有重要影響，在設(shè)備具體應(yīng)用環(huán)節(jié)需要關(guān)注設(shè)備的應(yīng)用特點(diǎn)及設(shè)備的具體情況，保證設(shè)備在應(yīng)用環(huán)節(jié)能夠解決應(yīng)用問(wèn)題，推動(dòng)設(shè)備應(yīng)用工作的有效實(shí)施。

3.4 建立全天候安全監(jiān)控系統(tǒng)

通過(guò)對(duì)5G通信技術(shù)的了解，在安全監(jiān)控領(lǐng)域需要建立全天候的安全監(jiān)控系統(tǒng)，保證礦山開(kāi)采在安全監(jiān)控方面能夠有完善的監(jiān)控設(shè)備作為支持解決設(shè)備的應(yīng)用問(wèn)題，同時(shí)也能提高設(shè)備的監(jiān)控效果，使礦山在開(kāi)采中能夠通過(guò)5G技術(shù)的有力支持實(shí)現(xiàn)全天候的安全監(jiān)控，既擴(kuò)大了安全監(jiān)控范圍，同時(shí)也消除了安全監(jiān)控的死角，使安全監(jiān)控在具體實(shí)施中能夠達(dá)到監(jiān)控目標(biāo)。所以，做好安全監(jiān)控系統(tǒng)的建立對(duì)推動(dòng)礦山開(kāi)采技術(shù)的升級(jí)以及做好礦山開(kāi)采工作具有重要影響，在具體實(shí)施過(guò)程中能夠根據(jù)礦山開(kāi)采的具體內(nèi)容和要求做好工作的落實(shí)。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)礦山開(kāi)采的了解，通信5G技術(shù)作為重要的支撐技術(shù)，對(duì)礦山開(kāi)采產(chǎn)生了積極的影響。了解礦山開(kāi)采的要點(diǎn)以及礦山開(kāi)采的具體情況，并圍繞礦山開(kāi)采的要求全面應(yīng)用通信5G技術(shù)，對(duì)做好礦山開(kāi)采工作以及提高礦山開(kāi)采的效果具有重要意義。因此，應(yīng)結(jié)合礦山開(kāi)采的實(shí)際要求和特點(diǎn)制定合理的通信5G技術(shù)應(yīng)用方案，確保礦山在開(kāi)采的有效性和開(kāi)采的全面性還能達(dá)標(biāo)，實(shí)現(xiàn)礦山的安全可持續(xù)開(kāi)采。