陽煤集團新元公司技術(shù)人員正在調(diào)試井下5G設(shè)備。

　　習(xí)近平總書記再次親臨山西視察,，要求“大力加強科技創(chuàng)新,，在新基建、新技術(shù),、新材料,、新裝備、新產(chǎn)品,、新業(yè)態(tài)上不斷取得突破”,。省委十一屆十次全會要求，全省上下要牢記領(lǐng)袖囑托,，以敢為人先的勇氣膽識和換道領(lǐng)跑的競爭姿態(tài),，奮力在新興產(chǎn)業(yè)上占據(jù)主動，堅決打贏打好“六新”攻堅戰(zhàn),、爭奪戰(zhàn),。全國首座5G煤礦在陽煤集團的落成，就是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展過程中在“率先”上搶先機,，聚焦應(yīng)用,、強化研發(fā)、完善技術(shù),，著力實現(xiàn)“六新”突破的生動實踐,。

　　陽煤新元調(diào)度室。人臉識別,，自動門緩緩開啟,。巨大的顯示屏，占滿整整一個墻面。

　　距離地面500多米,，采煤作業(yè)區(qū)一覽無余,。調(diào)度臺前，工作人員移動鍵盤,，輕點鼠標,。隨著一條條指令下達，無人值守的工作面,，巡檢機器人“眼”觀六路,，緩緩前行，一條條信息快速回傳,。

　　“此時此刻,，我所在的位置，是陽煤集團新元煤礦的井下采煤作業(yè)區(qū),，距離地面534米,。這里開通了世界首個煤礦井下5G網(wǎng)絡(luò)，也是世界上距離地表最深的5G網(wǎng)絡(luò),。這次井下直播,，是世界直播史上第一次……”今年6月，全國首座5G煤礦通過媒體的鏡頭與世界見面,。

　　印象中的煤炭企業(yè)模樣,，在新元顛覆。5G技術(shù)下井,，“新基建”和傳統(tǒng)行業(yè)深度融合,，正在有力推動著煤炭企業(yè)的質(zhì)量變革、效率變革,、動力變革,，從而開啟全省傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)內(nèi)核重塑、質(zhì)的飛躍,。

　　為什么要推動5G下井

　　53歲的楊惠社是一個“老煤礦”,，工作已經(jīng)34年，現(xiàn)在的工作是采煤隊綜采面電鉗工,。黝黑的面孔,，笑起來，一口白凈的牙齒,。

　　行走在地下幾百米深處的巷道里,，每隔幾米一盞的防爆燈，用淡薄的白光努力消除著幽深巷道里濃稠的黑暗,。20多度的“上山”路，比平地里走艱難了不少，楊惠社卻顯得十分從容,。

　　“干了多半輩子的礦工,，無論對自己還是對家人，最重要的兩個字,，安全,！”

　　煤炭行業(yè)作為傳統(tǒng)能源行業(yè)，具有環(huán)節(jié)多,、戰(zhàn)線長,、生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜、管理難度大等特點,，安全生產(chǎn)成為行業(yè)的最大痛點,。

　　著眼于安全、高效,，煤礦生產(chǎn)經(jīng)歷了人力落煤,、爆破開采、普通機械化開采,、綜合機械化開采,。“在礦上干了多年,，設(shè)備換了幾茬了,，反正就是機器干得越來越多，人干得越來越少,?！?/p>

　　新技術(shù)、新裝備,、新工藝對安全生產(chǎn)的重要支撐作用,，能夠大量減少復(fù)雜崗位、高危崗位工人數(shù)量,，是推進無人,、少人的重要手段。31歲的郝瑞祥工作13年,，是井下刮板運輸司機,，最大的夢想是：“有一天，井下能實現(xiàn)無人開采,，機器人往來穿梭,，忙而不亂……”

　　智能化是幾乎所有煤炭人的夢想。

　　32歲的冀杰研究生畢業(yè)后進入新元,，如今擔任新元公司智能化礦井辦公室主任,，在他看來,，煤礦實現(xiàn)智能化，目前好多方面都卡在通信上,。

　　煤礦井下地理條件復(fù)雜多變,，支護強度大，信號衰減快,。在工作面無人開采時,，工人需要在地面操作井下設(shè)備。在進行中,，井下機器的運行軌跡需要精準的定位,、實時的數(shù)據(jù)傳輸和大量的設(shè)備連接，如果出現(xiàn)延時的情況,，一系列的工作都會受到影響,。

　　“有些領(lǐng)域，時延高一些影響不大,，但是真正的煤礦智能化,、無人化開采或者安全生產(chǎn)，沒有實時控制和低時延做支撐,，是實現(xiàn)不了的,。”

　　陽煤集團董事長翟紅認為,，原有的井下數(shù)字通信技術(shù),，對于實現(xiàn)煤礦智能化支撐不足，“恰恰是5G技術(shù)廣連接,、大帶寬,、低時延的三大特性，契合了煤礦智能化發(fā)展需求”,。

　　5G下井,，適應(yīng)煤炭企業(yè)發(fā)展的現(xiàn)實需求，同樣得益于政策的強力推動,。

　　5月20日,，工業(yè)和信息化部新聞發(fā)言人、信息通信發(fā)展司司長聞庫在國務(wù)院新聞發(fā)布會上表示,，將加速5G應(yīng)用由2C向2B的拓展,，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，開啟我國數(shù)字經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的新篇章,。

　　我省作為首個國家資源型經(jīng)濟轉(zhuǎn)型綜改試驗區(qū),，在深化能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、構(gòu)建清潔低碳用能模式,、推進能源科技創(chuàng)新等方面具有厚重的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和資源優(yōu)勢,。去年8月,，《山西省加快推進數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的實施意見》中明確提出，讓5G與實體經(jīng)濟協(xié)同發(fā)展,，其重點領(lǐng)域之一就是“5G+”智能礦井,。

　　陽煤集團高層敏銳捕捉到了國家大力發(fā)展“新基建”的政策利好，深刻洞察到了5G之于煤炭行業(yè)發(fā)展的巨大潛力,，堅持“與能人攜手、與巨人同行”的理念,，主動出擊,，先后赴中國移動、華為公司進行交流研討,，希望通過強強聯(lián)合,，推動5G與煤礦的“聯(lián)姻”。

　　2019年9月5日,，陽煤集團,、中國移動、華為公司成立5G通信煤炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)用創(chuàng)新聯(lián)盟,。

　　2019年9月21日至10月1日,，經(jīng)過多次研討，確定新元公司為5G技術(shù)礦井應(yīng)用試點,。

　　5G下井,，克服了哪些困難

　　皮膚白凈，戴一副眼鏡,。32歲的冀杰有著同齡人少有的沉穩(wěn),。

　　2019年10月，冀杰辦公室門外新掛了一個牌子——“5G+智能化礦井辦公室”,。作為辦公室主任,，冀杰說，“從未感覺到的一種無形壓力”,。

　　“選擇在新元,，一是這是一座年輕的煤礦，信息化,、智能化基礎(chǔ)較好,；二是新元屬于煤與瓦斯突出礦井，開采條件相對復(fù)雜,，在這里試點成功,，后續(xù)具有較強的推廣價值?！?/p>

　　5G與煤礦的結(jié)合應(yīng)用,，業(yè)內(nèi)尚屬空白,，加之井下環(huán)境復(fù)雜，面對諸多“第一”,，冀杰說,，最大的困難是“未知”。

　　“一切都是未知,。井下是個龐大的系統(tǒng),，從哪個系統(tǒng)入手？你不知道技術(shù)路徑的選擇是不是合理,，你不知道前面是直道還是有意料不到的暗渠,。”

　　跨行業(yè)合作讓雙方都面臨挑戰(zhàn)：通訊公司技術(shù)人員對煤礦運行不清楚,，煤礦技術(shù)人員對專業(yè)數(shù)據(jù)不熟悉,。受疫情影響，網(wǎng)絡(luò)成為交流的基本途徑,?！靶老病⑹捶磸?fù)復(fù)”,，回憶這段日子,，技術(shù)團隊所有人員都感覺興奮而疲憊。

　　就是在這樣一次次的思想碰撞中,，一個個技術(shù)難題被攻克,，也創(chuàng)造了煤礦5G的多個第一。

　　在中國礦業(yè)大學(xué)(北京)原副校長,、教授孫繼平看來,，5G下井，首要的是解決防爆問題,，否則,，極可能引發(fā)瓦斯爆炸，好事變壞事,。

　　針對設(shè)備安全問題,，創(chuàng)新聯(lián)盟對5G基站進行了特殊防爆改造，成功研發(fā)出首款礦用5G基站,，于2020年4月28日獲得全國首張5G基站防爆,、煤安雙認證。

　　“過去,，我們開發(fā)應(yīng)用的5G基站,，主要應(yīng)用在地表。雖然也做了很強的防水,、防塵,、防鹽等方面的防護工藝,，但當設(shè)備應(yīng)用到井下時，環(huán)境變得更加復(fù)雜,，除了滿足防爆要求之外,，還要通過結(jié)構(gòu)化改造，對設(shè)備其他方面的防護等級進一步升級,。另外,，井下環(huán)境狹小，要求我們把基站做得盡量小型化,，但功能盡量強大,。”華為公司全球5G市場部部長趙志鵬介紹,。

　　同樣的困難來自如何實現(xiàn)“精準授時”。

　　傳統(tǒng)的地面5G基站,，需要使用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行精準的同步授時,。“在井下500多米,，無法接收衛(wèi)星信號,。如果時間不能同步，設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸就會產(chǎn)生誤差,，如同生活中兩個人握手,，一個已經(jīng)伸出了手，另一個的手卻還靜靜袖著——對于工業(yè),，則失之毫厘,，謬以千里?！敝袊苿由轿鞣止灸茉葱袠I(yè)5G技術(shù)總監(jiān)呂樂說,，“專門研發(fā)的井下5G基站網(wǎng)絡(luò)同步授時，解決了這一技術(shù)難題,。精度為100納秒以下,，保證了網(wǎng)絡(luò)的高可靠性、高可控性,、超高安全性”,。

　　百米井下，巡檢機器人有多聰明,？調(diào)度室,，工作人員一個指令，機器人要通過感知,、判斷,、分析,，將相關(guān)信息歸納總結(jié)，全部傳回,。而要實現(xiàn)這一目標,，信息通道如何布局同樣是一道必須攻克的技術(shù)難題。

　　冀杰舉了一個很形象的例子：“井上的5G是下行的要求比較多,，上行的要求比較少,，主要是用于娛樂。但是對于井下的5G來說,，煤礦井下現(xiàn)場的高清視頻數(shù)據(jù)量非常大,，需要的是上行的比較多。打個比方,，帶寬是10車道,，地面上8個車道是下行，2個車道是上行,。對于煤礦井下來說,，8個車道是上行，2個車道是下行,?！?/p>

　　新元公司采用每400米安裝一個基站的辦法，實現(xiàn)了5G信號超千兆上行無線傳輸,。

　　與此同時,，圍繞數(shù)據(jù)安全的全國首個“獨立組網(wǎng)+邊緣計算”，為保證5G網(wǎng)絡(luò)性能的大功率分體式礦用基站和礦用大增益天饋,，逢山開道,，遇水架橋，通過技術(shù)團隊的不懈努力,，一道道難題被克服,。

　　在500多米深的井下，5G網(wǎng)絡(luò)依舊能夠安全,、穩(wěn)定運行,，并且成功解決基站設(shè)備安全、網(wǎng)絡(luò)授時,、上行數(shù)據(jù)傳輸,、礦山信息安全等難題，中國礦業(yè)大學(xué)(北京)校長葛世榮說,，“這為礦山5G技術(shù)的應(yīng)用闖出了一條新路”,。

　　　5G下井，現(xiàn)在能做什么

　　井下機電硐室。一個小小的巡檢機器人正沿著軌道自主行走,。別看它個頭不大,，本領(lǐng)卻不小，能夠360度視頻監(jiān)測,、音頻采集,、紅外熱成像，精準記錄設(shè)備故障發(fā)生的時間,、地點以及故障類型,。

　　基于5G技術(shù)，它“看到”的所有場景都能夠以4K高清視頻畫面的方式,、“感知”到的所有數(shù)據(jù)都能夠精準迅捷地回傳到地面總調(diào)度室,，便于井上對硐室環(huán)境、設(shè)備進行遠程監(jiān)測,；同樣是基于5G技術(shù),，在地面，就可以對機器人的動作進行遠程實時控制,。

　　從遠程監(jiān)測到遠程監(jiān)控,，井下機電硐室的作業(yè)方式被徹底顛覆，實現(xiàn)了無人值守,、無人巡檢。

　　“目前正在小列車集控室,，進風巷工作面情況正常,。”新元公司,，跟班隊長郗書博開始一天的工作,，在地下500多米，“搭乘”5G網(wǎng)絡(luò)向井上做視頻匯報,?？傉{(diào)碩大的電子顯示屏上，實時顯示井下瓦斯?jié)舛?、溫濕度和高清采煤場景,，技術(shù)人員在進行遠程監(jiān)控操作。

　　5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)袂“出演”,，革新著傳統(tǒng)井下作業(yè)模式,，讓這座煤礦實現(xiàn)著智能化嬗變。

　　采訪中,，記者在500多米深的井下見到了全國技能大師李瑞兵,，從業(yè)20多年的他沒有想到，5G智能化開采這么快就來到了身邊。

　　李瑞兵說,，以前的時候,，所有的配電室都是專人值守、專人巡檢,，來回往返,，每個開關(guān)的信息、狀態(tài)都要記錄,，工作量大不說,，有時還會因人為因素造成漏檢、誤檢?，F(xiàn)在有了5G+無人巡檢,，再也沒有這方面的擔心了。

　　新元公司總調(diào)大屏幕上,，實時顯示著全國首臺“5G+綜掘機”的運行狀態(tài),。這臺設(shè)備遠在千里之外的上海，對它進行操作的是總調(diào)現(xiàn)場的陽煤集團技術(shù)人員,。能夠完成這樣的遠程監(jiān)控,，正是因為有了5G。

　　陽煤集團新元公司智能化辦公室技術(shù)員劉亮亮一邊操作一邊說：“我們現(xiàn)在先控制一下截割臂的起升,?？矗馗畋垡呀?jīng)升起來了,。我們測試了一下,，遠端控制的延時控制在了20毫秒以內(nèi)?！?/p>

　　新元公司副總經(jīng)理王海鋼介紹：“目前我們在新元煤礦,，主要推出機電硐室無人巡檢、掘進面無人操作,、綜采面無人操作三項5G應(yīng)用,，實現(xiàn)了采煤智能化和遠程操控，有效解決傳統(tǒng)人工作業(yè)操作危險系數(shù)大,、勞動強度高的問題,，同時提升生產(chǎn)效率?！?/p>

　　機電硐室無人巡檢應(yīng)用,，針對解決煤礦企業(yè)機電設(shè)備在長期運行過程中易發(fā)生故障的問題量身定制，降低了工作人員的勞動強度和風險,，提高巡檢質(zhì)量與效率,。

　　掘進面無人操作應(yīng)用解決了傳統(tǒng)人工作業(yè)操作危險系數(shù)大、勞動強度高的問題，可進行遠程操作截割和支護作業(yè),，實現(xiàn)了掘進作業(yè)的遠程安全精準操控,。

　　綜采面無人操作應(yīng)用，解決了井下設(shè)備運行過程中線纜維護量大,、信號經(jīng)常缺失等問題,，為遠程操作人員提供全景高清作業(yè)視野，既有效降低危險作業(yè)區(qū)域安全事故發(fā)生率,，也節(jié)省大量人力物力,。

　　“近年來，陽煤集團以新元公司為代表,，推廣綜采自動化,。新元井下系統(tǒng)已減少321人，5G技術(shù)的應(yīng)用,，有望在產(chǎn)能進一步提升的同時,，再減少1000人?！钡约t表示,。

　　　5G下井，未來還需要做什么

　　新元公司,，乳化液泵站,，41歲的郝建軍開始了一天的工作。雖然在煤礦工作已經(jīng)20多年,，但是面對越來越多的新設(shè)備,，他還是好奇而興奮。

　　距離新元公司40公里處,，陽泉市,，陽煤集團三礦二號井采煤隊,。2006年新元公司投產(chǎn)之前,，郝建軍在這兒有6年采煤經(jīng)歷。而今,，這座老礦經(jīng)歷111年風雨,，已經(jīng)關(guān)閉。

　　從百年老礦到現(xiàn)代化新元,，郝建軍想到最多的詞是“蟬蛻和新生”,，而5G將賦予自己工作什么樣的改變，郝建軍說：“這是一個永遠想不清楚的未來,?！?/p>

　　而對于冀杰來說，5G在煤礦井下作業(yè)場景的成功部署應(yīng)用，標志著“5G+智慧礦山”建設(shè)已邁出關(guān)鍵一步,?！皬?到1實現(xiàn)后，下一步就是從1到N”,，一切僅僅是個開始,，挑戰(zhàn)無處不在。

　　“對于煤礦智能化來說,，5G技術(shù)是賦能的,。高速公路修好了，還要建服務(wù)區(qū),，要有車輛,、監(jiān)控設(shè)備等，需要5G各種應(yīng)用場景的技術(shù),，后面開發(fā)的工作還很多,。”

　　5G落地如何應(yīng)用,，牽涉整個煤炭上下游產(chǎn)業(yè)鏈,。

　　6月9日，陽煤集團與中國煤炭工業(yè)協(xié)會簽署協(xié)議,，借助陽煤示范項目的原創(chuàng)和先發(fā)優(yōu)勢,，雙方將共同研究制定煤礦5G總體網(wǎng)絡(luò)框架、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺及相關(guān)技術(shù)要求標準,。

　　“智能礦山,，標準先行?！敝袊禾抗I(yè)協(xié)會副會長劉峰表示,，“標準化應(yīng)用是煤礦5G應(yīng)用和智能礦山建設(shè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)?！庇绕涫切枰鞔_井下5G專用頻段,、組網(wǎng)架構(gòu)、多網(wǎng)融合等關(guān)鍵性問題,。

　　5G下井,，將推動煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的巨大變革。而5G工業(yè)應(yīng)用研發(fā)投入大,，涉及領(lǐng)域廣,，需要政府、行業(yè),、企業(yè)通力合作,，互有重點，互通有無,，擴大5G+智能煤礦產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈,。

　　可喜的是，為引導(dǎo)資源共建共享,，加快關(guān)鍵核心技術(shù)突破,，中國移動聯(lián)合清華大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京),、陽煤集團,、中煤科工、華為公司等70多家單位,，已于6月18日正式成立“5G智慧礦山聯(lián)盟”,。

　　對此中國移動表示，下一步將在應(yīng)急管理部,、國家煤監(jiān)局和山西省委,、省政府的指導(dǎo)支持下，一方面全面實施“5G+”計劃,，充分發(fā)揮5G智慧礦山聯(lián)盟作用,，構(gòu)建資源共享、生態(tài)共生,、互利共贏,、融通發(fā)展的5G新生態(tài)。

　　另一方面,，共同推動產(chǎn)學(xué)研用深度融合,，努力將一流技術(shù)、優(yōu)質(zhì)資源,、創(chuàng)新產(chǎn)品快速落地并規(guī)模推廣,，不斷催生智慧礦山新模式、新業(yè)態(tài),、新場景,，加快礦山行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，推動5G真正成為社會信息流動的主動脈,、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的加速器,、數(shù)字社會建設(shè)的新基石,。

　　巡檢機器人,、5G基站，一個又一個的“方盒子”加入到了采掘一線的奮戰(zhàn)中,。郝建軍頭燈的光柱指向了新來的“戰(zhàn)友”,，看著它們,，郝建軍憨憨地笑著。

　　頭燈搖曳,、數(shù)據(jù)奔涌,，和身邊的工友一樣，郝建軍也是這場信息化變革中的探路者,、先行者,。“5G將帶領(lǐng)大伙走向何處,？”不小的問題在郝建軍的心中生根發(fā)芽,，但他知道，5G給煤礦帶來的將是安全生產(chǎn),、將是無限可能,。

　　聚焦“六新”率先突破，是我省在轉(zhuǎn)型發(fā)展上率先蹚出一條新路來的方向目標,、路徑要求和戰(zhàn)略舉措,，直道沖刺、彎道超車,、換道領(lǐng)跑,，手執(zhí)先行先試的“尚方寶劍”，站在風口的“新基建”,，必將為我省蓄勢賦能,，在轉(zhuǎn)型發(fā)展上率先蹚出一條新路。