基于5G技术的煤矿智能化开采关键技术探索

2021-07-20郭卫冬

探索科学(学术版) 2021年6期

关键词：远程煤矿传输

郭卫冬

山西忻州神达栖凤煤业有限公司山西忻州 036700

1 煤矿行业智能化概述

煤炭行业智能化应当具有如下特点:

(1)能够感知外界信息,实时完成对各项信息的快速、精准采集。

(2)可以对感知采集到的各项信息内容进行分析、判断、学习和决策。

(3)具备自自主判断与决策的执行能力。

煤矿智能化开采就是自主学习和自动决策等功能合理加入到信息系统中,对煤矿井下的环境发生的变化,周围条件变化、以及各项控制参数进行控制,智能感知、智能决策、智能控制是煤矿智能化开采作业的三项关键要素。煤矿智能化开采的主要特点是煤机设备在运行期间具有自主学习和决策能力,在煤矿开采中具备自我感知、分析、控制、修正各项功能,通过自适应方式完成开采作业。只有具备自适应煤矿开采能力的智能化综采设备广泛应用时,才能依据煤矿具体环境实时改变,实现对煤矿生产时实现智能化开采,在相对有限条件下实现无人开采作业。该系统在实际运行期间要将自动化作为条件基础,嵌入智能化理念,对煤矿开采过程中的各项信息内容进行实时采集,传输、并通过可视化、自动化操作的方式实现能化系统。

2 5G技术应用在煤矿智能化中的必要性

5G技术的三大应用场景,分别为Enhanced Mobile Broadband,e MBB(增强型移动宽带)、Ultra R eliable Low Latency Communica-tions,ur LLC(超可靠低时延)、Massive Machine Type Communications,m MTC(海量机器通信)。在5G技术中对e MBB场景中技术的合理支撑,满足煤矿开采期间涉及到的超高清视频传输对于宽带的业务需求;针对ur LLC场景技术的支撑能力,可以满足煤矿开采中采用的无人挖掘机、无人采矿车等各种不同类型的设备在运行时满足信息传输方面的需求;而通过对m MTC场景技术支撑能力的应用,能够更好支撑不同煤矿开采时,实现煤矿安全检测作业在传感数据采集方面的需求。由此可见,要通过合理方式将5G通过技术应用在煤矿智能化开采作业中,是未来煤矿行业信息化改造的必由之路,也能够推动煤矿智能化发展,从而全面实现煤矿智能化开采和铺平“网络通信”建设道路。同时,现阶段采用的主流煤矿无线通信技术中,常用的WIFI和4G技术都无法支撑煤矿智能化开采作业进行时的处理需求和数据传输要求。

3 以5G技术的煤矿智能化开采技术相关内容的分析

3.1 通信技术发展于煤矿开采间的具体关系煤炭行业一直都以探索煤矿开采技术与实践为关键,煤矿生产方式逐渐朝着智能化、自动化方向发展。从煤矿开采行业整体发展情况来看,采掘技术升级都受通信技术影响显而易见,通信技对于开采技术的进步由小到大,逐渐朝着万物互联、智能化无人开采的方向发展。在多源传输、融合控制阶段,相应技术也由初期引进、集成,最终实现自主创新。

5G技术在发展过程中一定程度上推动了物联网技术发展,物联网技术在不断发展过程中也促进了大数据的发展,从而带动了人工智能和云计算发展,而5G技术能够为人工智能和与计算提供了各项信息的传输通道。总而言之,随着科技的不断发展,相信在不久的将来,人工智能和计算机将会成为煤矿开采作业进行的关键工具。通过对5G技术而实现万物互联互通,全面融合云计算、人工智能、大数据等各项技术,形成5G技术生态。

3.2 以5G技术为基础的智能化开采发展趋势采煤技术是煤矿生产作业开展过程中一项核心技术,该项技术的突破可以带动煤矿生产建设关键技术及各项技术的发展与进步。通过5G技术生态的应用,能够促进智能化无人开采技术发展,技术突破的重点方向是多源数据融合和视频传输以及精准定位,针对煤矿智能化开采技术发展起到支撑作用。高可靠、低延迟是5G技术的一项关键能力,采煤机在运行过程中,采煤机的速度、姿态、识别煤岩能力都要采取一系列动作和判定都要在逻辑控制程序中完成,口空时延和端对端时延应当达到毫秒级,而且要具有高可靠性。5G具有的高可靠、低延迟能够使煤矿开采作业进行期间采用设备运行更加精准、可靠,进而保证各项设备在应用时能够采取智能方式联动。

4 5G技术在煤矿开采过程中的具体应用场景

4.1 以5G技术为基础的高精度实时定位与服务现阶段,煤矿开采期间,矿井定位系统更多都是以蓝牙、超宽带、Zig Bee等各种无线传输技术进行应用,这能够提高定位的精准度,同时,能够单独布设各项基础设时,并且难以确保实时性。5G技术的低延迟作为基础,开发5G网络井下定位与定用服务系统都是未来一段时间发展的主要方向,加强对煤矿开采精度和各种车辆管理应用,从而使煤矿开采中,各项移动装备管理难度和实时控制得到解决。

4.2 实现远程生产控制传统远程控制系统要经过多种协议和多路由才能将各项信息汇集在一起,通过集控中心交互传输到远程控制中心。因此,仅有部分对于实时性要求不高的功能可以通过远程控制方式实现,而对于实时要求均较高的要求。5G技术具有低延时特性,可以上述难题得到解决,基于5G井上全功能远程控制能够得以实现。