5G时代的采矿技术

何奕彤

摘要：众所周知，煤炭行业的寿命主要取决于其所拥有的煤炭储量，为不可再生的重要资源。地区不同，煤炭企业发展的不平衡性在行业内也显得不同。而且由于煤炭的生产条件的限制，所以在各国的开采行业中煤矿的事故死亡率也是最高的。因此把多数的煤矿搬离到远离城区和经济发达的区域。在我国，人工开采在煤矿生产能力中占90%的比例，其中高瓦斯和突出矿井所占全国煤矿矿井比重最大;而且，90%的矿井有煤尘爆炸的危险性。

关键词：煤炭储量;发展趋势;5G时代采煤

第1章  新时代新技术的重要性

1.1 我国煤矿开采的现状

安全问题是我国煤炭开采面临的最大问题，我国的煤炭产量和事故死亡人数比例相差很大，究其原因，还是因为煤炭开采和生产技术不过关。根据我在相关网站查看的资料，据相关部门的统计，近10年来，我国煤矿死亡人数约4万人。煤矿生产中生产技术的落后就是困扰煤矿安全生产的最大因素。我国煤矿开采中，由于井下空气流通不好，常出现一氧化碳，二氧化氮，硫化氢的中毒事故;设备智能化低，瓦斯爆炸伤亡多;顶板脱落造成冒顶塌方事故等，都是现在煤矿开采中存在的安全隱患。这些安全事故中，大多原因是开采技术、开采工艺、采矿技术落后造成的，这些技术的落后和缺陷，造成了严重的安全事故，让一个有一个鲜活的生命成为这些技术落后的陪葬。

1.2 采矿新技术对煤炭开采的意义

有利于提高经济效益，经济效益是企业的追求，也是煤炭行业的最求，煤炭行业大多作为国有企业，经济效益对于民族和社会发展也有很大帮助，新技术提高生产的效率、提升产量对经济效益的达成有很大作用。在开采时，更多的运用机械化的操作，可以大大降低人力的劳动。随着新技术的不断更新换代，开采的效率会步步提高。新技术得使用，机械化程度的加大，会使劳动力成本减少，开采取得的经济效益也会逐步增加。

1.3 我国煤矿5G技术发展趋势

随着5G时代的到来，煤矿开采作为我国重要的工业化活动，5G对煤矿发展的应用是必然趋势，是我国工业化大大提高重要举措。“5G采矿”是现代人人都会想的发展方向。但是，“5G智能"要实现，需要大量高科技人员的投入和研发。“5G智能”采矿概念牵引，各个环节配合，我国煤炭产业才能得到跨越式的发展。作为煤炭大国，我国矿业发展的未来目标就是实现互联网“+”、实现“5G智能”化采矿。

（1）“5G智能”采矿就是将5G数字化运用到煤矿开采、生产中，以开采数字化、生产遥控化、经营信息化等为特质，完成经济高效、安全、环保的煤炭生产过程。

（2）“5G智能”采矿，大大减少了采矿工人井下作业，可以大量减少下井人员实地操作，降低生产成本和人力成本的同时解放劳动力，加强生命安全，提升生产和开采效率。

（3）“5G智能”采矿对工人的技术和知识要求更高，用更少的人挣更多的工资，有利于工人的知识学习。

第2章  我国的5G降临和应用

2.1 我国的“5G智能”采矿技术

我国“5G智能”采矿技术由河南跃薪智能机械有限公司、华为技术有限公司在第十三届中国河南国际投资贸易洽谈会上达成协议，并宣布开发出首家无人采矿5G。2017年，成功研发出无人采矿设备，并首次试验成功，后来河南跃薪与洛钼集团合作建设的国内首个无人矿山，至今已经成功营近五年，现在，“5G智能”已经成功运用在采矿领域。这使采矿规范化和智能化管理得到大大地提高，人员安全和财产安全有了很好的保证，大大提高了企业的竞争力。

2.2 华为的5G 采矿技术

华为的5G智能技术，可以减少人工实地下井操作，无人操控系统使矿下工人能真正的远离巷道危险的环境，使工人的安全和健康得到的极大的保证。我们在操作台上就可以工作，而且实际效率也的得到了极大的提高，通过5G网络屏幕，在操作台实际进行控制，就相当于，看到远在千里之外的矿区环境。然后，就只需要在操作台上控制着的操作杆，就能完美的完成工地的采矿挖掘，更甚至与装卸和运输等等！这样操作的人员，不但让驾驶的人员避免面对矿区的恶劣复杂的环境，甚至可以坐在家中吹着空调，就可以通过5G远程操控着各个工地的采掘机作业。

2.3应用典型场景

2.3.1  5G 的精准实时定位应用

在现在使用的精准度差、稳定性受限的如蓝牙、红外等传统的无线传输技术在我们使用时受限很大，不能很好的为我们采矿定位服务，实时性难保障，对我们采矿生产效率造成了很大影响，对我们人员安全更是无法保证。5G 网络却不一样，他的时效性、精准性给我们生产生活带来了很大效益和帮助，“5G智能”井下定位应用服务系统绝对是未来的方向，可以极大的提高精准推进、产生车辆管理等。

2.3.2  5G 的虚拟交互应用

（VR）与（AR）是可以颠覆传统人机交互的技术。应用可分为 3 个阶段：①主用于三维建模与虚拟展示，如裸眼等技术，需求为 20 Mbps 带宽+50 ms 延时，现有的 4G+WiFi 可以满足。②主用于互动模拟和可视化设计，多人井下培训，其需求为 40 Mbps 带宽+20 ms延时，Pre5G 基本满足。③主用于混合现实、云端实时渲染和虚实融合操控，如虚拟开采、协同运维等，其基本需求为100 Mbps ～ 10 Gbps 带宽+2 ms 延时要求，需 5G 或更先进技术才可以。

2.3.3生产远程实时控制

“5G 智能”的即使性和它的超宽带传输信息数字化给我们的生产提供量极大的可能，这使得地面的操控可以及时的反馈到地下的生产无人机器中，真正实现一人低万马。

2.3.4井下远程协同运行维护

未来的“5G智能”采矿系统，可以实现一人多管，系统越来越复杂，要求的工作人员越来越专业，有的可能要借助远程专家协助完成。大家可以通过5G 网络视频传输至远终端进行交流，通过虚拟技术可实现专家与现场同样的视场与操作，虚拟模型可虚拟到现场设备上，甚至可用机器人代替在井下维修，到时我们可能会迎接真正的井下无人作业。

2.4 5G技术，给煤矿带来什么

“5G智能”采矿一方面提高了采矿技术的效率、可以快速、机械化生产;另一方面，它给采矿工人带来了安全，智能化的生产不仅可以在危险的时候代替人工，更可以精准的定位人的位置，在生产中及时定位人员;第三可以及时传达信息和指令，给智能化煤矿快速发展的支持，实现煤矿本质安全目标相符合，是煤矿智能技术的主要动力。

结论

随着当代中国互联网时代5G智能互联网的发展，传统的矿业急需转型，这意味着必须要转型成为智慧型矿山，且这样的新时代已经来临。5G的商业用途也越来越多，探索发展、推广普及已经成为了5G成功商用的重中之重。随着5G技术的商业用途的快速发展，要把5G技术应用于各种矿山行业、各种煤矿井下工作面中，这样既可以使井下、井上实现完美的对接，并且助力于无人采矿设备的运行，从而完成无人矿山目标，又可以从根本上避免了员工的伤亡。

参考文献：

[1]李东嵘.采矿工程设计与施工中注意问题与对策[J].当代化工研究，2020（20）：30-31.

[2]袁立坤，孙玉河，姜立伟.采矿工程设计与施工中应注意的问题与对策[J].内蒙古煤炭经济，2020（02）：184.

[3]刘晨生.采矿工程设计与施工中应注意的问题与对策[J].中外企业家，2019（34）：67

身份证号码：211382199006010210  河北联合大学轻工学院