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新元煤礦總調度室

　　山西日報新媒體記者杜建偉報道：“幾乎每天都有人來考察，而我們人力又不足，只能把大家集中到一起下礦……”作為全國首個5G煤礦，陽煤集團新元煤礦近期“人滿為患”，5G智能化辦公室主任冀杰感嘆。近段時間，每天都有國內、省內的大礦業同行要求參觀，大家一起坐著膠輪車，到地下500米深處看真相，以期解決或改進自身的信息化，不被5G帶來的能源革命落下……

　　地底500米深處

　　有個5G機器人在巡邏

　　7月15日，換好礦工服后，記者與來自省內外多家礦業企業的相關負責人一道，坐著膠輪車下了礦井。膠輪車以善于爬坡著稱，在兩邊路燈照射下，在平坦向下的地底道路上一直行駛，不時，鳴笛聲響起，是在錯車。地下交通網縱橫，半個小時行駛4公里后，到達井下機電硐室。此地離地面垂直距離534米。

　　機電硐室燈光明亮，在一段120米的頭頂軌道上，一個小小的5G機器人正在來回移動，進行360度視頻監測、音頻采集、紅外熱成像。“這是無人巡檢機器人，還能精準記錄設備故障發生的時間、地點以及參數。通過5G網絡回傳到數據中心。”新元煤礦5G智能化辦公室主任冀杰說，原來配電室都是靠人檢查，憑的是經驗;但機器可以24小時巡查，不是人力可以比的。“巡檢機器人代替人在井下巡檢的意義在于，可以逐步實現井下減人、少人，實現煤礦安全生產和效益雙贏。”

　　陽煤集團新元公司井下5G網絡建設是由陽煤集團、中國移動、華為公司三方合作，克服5G技術礦井工業應用的種種困難建成的全國首個5G煤礦專網，于2019年9月開始研發，今年6月18日舉行了落成儀式。

　　華為公司山西代表處5G行業總監韓韋海一直忙于新元煤礦的工作。“陽煤集團5G煤礦建設是華為公司的最重要項目之一，項目開始前，華為就組建了一個200多人的團隊并成立了5G陽煤突擊隊來研發相關技術，并解決了溫度、水對設備的影響等問題。可以說，井下井上的設備都是量身定制的。”

　　“這個攝像頭看起來一般，卻可以實現人工智能、4K拍攝、5G回傳等功能。”指著5G機器人旁邊的攝像頭，韓韋海說：“在5G加持下，攝像頭能做的事情很多，需要更多的研發。華為公司想通過這一項目推動行業伙伴發展、孵化更多行業項目。”

這個鐵盒子就是礦用5G基站

　　井下一個“鐵盒子”

　　頂得上半個縣城的5G網

　　沿著巷道行走，在離無人巡檢機器人大約100米的地方，地面上安裝著一個鐵盒子。山西移動能源行業5G技術總監呂樂說：“不要小看這個鐵盒子，井下的網絡容量全部來自它，形象地說，這個盒子的容量能頂半個縣城的5G網絡。”

　　三方共同成立新元“5G+智能礦山”創新實驗室是技術研發的核心部門。呂樂解釋：這個鐵盒子叫PTN，旁邊的另外一個盒子叫BBU，井下其他地方安裝的鐵盒子相當于地面上的普通5G基站。從容量來講，一張PTN環網容量是100Gbps，可以承載20個BBU的業務;而一個BBU又可以把容量分給9個以上的基站。也就是說，井下的這張PTN環網可以至少承載180個5G基站，相當于半個縣城的5G網絡容量。目前，除井下的PTN外，新元煤礦井上還有2個PTN，共同構成大環網，任何單一故障都不會影響全礦業務的正常運行，充分保障了井下通信的安全性。

　　“鐵盒子實際上是特別研發的防爆殼，真正的基站在里邊，很小。但這個防爆殼很主要，因為5G下井，防爆是首要問題。三方研發人員對5G基站進行特殊防爆改造后，才真正研發出首款礦用5G基站。”

　　在地面，5G更多的是承載下行需求;而在500米深的礦井則正好相反，視頻等監測數據上傳量需求更大。因此，三方攜手創新研發，將傳統大下載的上/下行2:8時隙配比研發調整為大上傳上/下行3:1時隙配比，實現了全球首個5G基站上行峰值速率達到1100Mbps(兆比特每秒)以上，下行峰值速率達到300Mbps以上，滿足了工業上傳下控需求。“由于采取了這樣的數據處理方式，在井下，數據的上傳比地面快多了。”

　　2019年，呂樂、薛軍、李慧娟等人受命建設新元煤礦5G網，疫情期間的半年多時間“吃住行”在新元煤礦。望著井下的5G網絡，呂樂說起了全國首座5G煤礦的幾個時間節點：2019年11月，克服重重困難，打通井下第一個5G電話;今年1月8日，到上海、常州兩個國家煤炭設備的安檢中心開通5G測試基站;4月底，完成了基站設備的煤安認證，完成了井下5G網絡的組網。

　　對于5G煤礦的革命性作用，呂樂深有感觸：“我剛參加工作時，曾經參與過2010年的王家嶺煤礦事故的救援通信保障工作，親眼見證過115人遇險9晝夜獲救的生命奇跡，但同時也深深感受到了煤礦井下工作的危險性。現如今，5G正革新著傳統井下作業模式，可以從井上‘身臨其境’看清井下，并使得在地面遠程控制井下成為可能;可以為末端設備輕松‘剪辮子’，減少井下線纜，并最終實現井下所有系統一張網，信息相互隔離成為過去。助力煤礦加快實現井下少人化、智能化，讓我們的礦工兄弟們遠離危險，悲劇不再重演。”

工作人員調試井下機電硐室巡檢機器人

　　首個5G煤礦誕生

　　成了中國礦業界的焦點

　　“自從新元煤礦上馬5G網后，我感覺成了整個中國礦業界的焦點。5月份就有很多煤礦的負責人過來參觀，6月份更密集，我們實在忙不過來，只能把大家集中到一起下礦。”冀杰說，不僅僅是煤礦，鐵礦、鋁礦等其他礦業的負責人也來參觀，包括河南的中鋁、唐山的首鋼等，都是想在礦業信息化方面走在前面。

　　不完全統計，在一個多月時間里，來新元煤礦考察的有幾百家礦業企業，包括全國各地。另外，省內外的能源局、工信局、應急局等管理部門也熱情高漲，想更快了解新技術，希望更新對礦業的管理模式。

　　參觀過程中，來自西山煤電與另外一家省外礦業企業的相關負責人不斷詢問著5G的一些細節。一礦企負責人講，隨著礦業自動化、智能化開采技術的應用，井下設備會產生大量數據，但受網絡帶寬的限制，井下作業不能實時監控，5G提供的新技術能解決問題太多了。

　　另一位礦企負責人的關注點在線纜和維護上。“實際上，煤礦的信息化一直都是做得最好的，但井下布線復雜。如果能上馬5G，井下線纜會大量減少。遠程維護也很重要，很多維修工作可以交給計算機了。”

　　對于大家普遍關心的5G挖煤，冀杰說，5G出現使得遠程綜采成為可能。“以前的挖煤現場都是塵土飛揚，雖有信息化操作，但需要人在現場控制。現在，利用5G技術和攝像頭提供的熱成像、激光掃描等技術，可以將數據回傳到地面，通過遠程控制來挖煤。將來，隨著技術的研發，遠程控制還可以升級為機器人控制——無需人腦，達到智能化挖煤的目標。”

　　目前，新元煤礦全礦井都在進行智能化實驗，在機電、掘進、綜采等方面已卓有成效。三方共同成立新元“5G+智能礦山”創新實驗室還在孵化更多井下技術。

　　井下考察過程中，這些礦業界人士共同表達著一個觀點：工業互聯網要想進一步發展，關鍵是5G。