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作為當前創新最密集、增長最活躍的領域，5G和工業互聯網的融合正在催生前所未有的新產業、新業態和新模式。“5G+智能礦山”已成為“5G+工業互聯網”最典型的應用場景之一，5G賦能智能煤礦，將解決哪些問題？
支撐礦井轉型
近百年來，礦山安全問題始終是全球性的巨大挑戰。中國礦業聯合會會長彭齊鳴認為，“智能化將從根本上解決礦山安全問題，是全球礦業發展的必由之路。”
“截至目前，全國已建設5G+工業互聯網項目已超過800個，預計年底有望突破1500個。5G+工業互聯網融合創新、互促共進、疊加倍增的發展態勢初步形成。”工信部通信管理局副局長邵道新在近日舉行的“5G+智能礦山”論壇上介紹，今年以來，山西陽煤集團、焦煤集團等領先企業與基礎電信企業深入合作，已經在多個礦區開展5G技術應用，支撐礦山轉型升級。
原國家發改委經濟體制與管理研究所主任史煒認為，5G+智能礦山是新生產力的標志。5G與以往4G通訊傳輸最大的不同在于，海量帶寬和低時延背后對工業行為的解析，對智能礦山行為的解析。
“實現礦卡無人駕駛，提高礦車作業效率，減少現場人員數量，提升礦區生產作業的安全性；建設井下的5G專網，實現井下高清視頻回傳，瓦斯濃度、環境、溫度及機電設備的運行實時遠程監控和管理，不僅助力企業自身提質提質降本增效，也產生了良好的示范效應。”邵道新指出，工業互聯網和5G正迎來前所未有的創新活躍期、戰略窗口期和關鍵發展期。
盡管智能技術正在成為未來礦山建設的支撐，我國礦業科技創新也取得一定成效，但依然存在不少問題。彭齊鳴指出，一方面，在關鍵技術研發、關鍵元部件制造方面還存在短板，制約了行業發展步伐；同時，新技術研發應用還需要機制創新，需要政策引導與激勵。當前，包括大數據、人工智能、物聯網、自動駕駛等在內的關鍵新興技術，正在或即將顛覆包括礦業在內的所有行業的發展模式。
簡化采煤系統
“傳統煤炭系統實在是太復雜了，而最簡化的系統智能化以后才是最可靠的。因此，要將采煤系統進行簡化，再和5G通信技術對接。”中國科學院院士、中國礦業大學（北京）何滿潮指出，作為主體、戰略性能源，煤礦的很多問題有待解決。
據介紹，煤礦井工開采的傳統121工法源于1706年的英國，這種開采方法雖然帶來很多財富，但也存在不少問題。
“用這種工法，平均煤礦采出率不到50%，基本上是采一半、扔一半，資源損失巨大。”何滿潮進一步分析，以我國每年近40億噸的產量計算，意味著扔掉的煤柱也有約40億噸，按目前港口煤炭價格計算，造成的經濟損失約2萬多億元。同時，這種工法由于巷道掘進量特別大，也導致成本居高不下。據統計數據，如果萬噸掘進率平均34米，按照目前生產規模計算，年煤巷掘進約13000千米。“這個長度相當于在地球直徑方向將地球打穿，掘進及相關成本超過千億元。”
傳統工法需要打巷道，由此帶來很大的安全問題，統計數據顯示，91.25%的事故發生在巷道里。此外，還造成生態破壞，據不完全統計，121工法造成的全國生態破壞面積已達2200萬畝，并以每年105畝的速度增加。
“因此，改變這種現狀尤為迫切，需要科學技術提供支持。”何滿潮介紹，他所在團隊提出了解決思路，用110和N00工法，自成巷、無煤柱，這樣可以省去掘進系統，只剩下采煤系統及其相關系統，系統簡化后，再實現通訊、智能化就方便了。
搶救資源和生命
記者進一步了解到，采礦工法將不斷優化。110工法取消了工作面煤柱和充填柱，少打一半巷道，多采一個煤柱；1G N00工法在采煤過程中帶出一個巷道，礦井回收率達90%以上；2G N00工法不再需要打巷道，取消掘巷和煤柱，采留一體化，為智能化N00礦井奠定基礎；3G N00工法取消了井底大巷、井底車場，不再需要維持井下強大的物流運輸系統；4G N00工法將實現井下自動化、無人化，解決瓦斯災害問題，實現煤與瓦斯共采；到5G N00工法，將與雙5G通信結合構建智能化系統，實現全礦井智能控制、自動采煤、智能決策。
據悉，從110工法到N00工法覆蓋主要煤炭產區，已影響產能約23.6億噸，涉及63%的礦區。
“N00工法與雙5G通信對接將分5步走，初步對接是一個礦山，把單體礦上的井上控制系統和井下控制系統對接；第二步在一個礦區內進行多礦井融合；第三步，進行區域融合，一個指揮中心指揮若干礦區；第四步是多區域的高度的融合；最后一步，進行國際化的煤炭行業融合。”何滿潮表示，“想得好，更要從腳下做起。目前建立2G和3G N00工法工業化實驗基地，還將進一步推進，規劃在2021-2025年將5G N00工法落地，搶救資源、搶救生命、生態保護。”
另外，邵道新表示，下一步工信部通信管理局將加快5G+工業互聯網的新型基礎設施建設，加強5G+工業互聯網應用創新探索，完善5G+工業互聯網產業生態環境，深化5G+工業互聯網的開放合作交流。 （中國能源報武曉娟）
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