5G通信技术及其在煤矿的应用研究

杨杨

摘要：煤炭行业的工作环境非常特殊，为了保证工人的安全，减少安全事故，我国煤矿已经开始实施安全生产引进自动化技术，提高开采效率，减少人员参与，保证特殊稳定的生产能力环境。近年来，Wi-Fi，4G通信技术已成为我国煤矿无线通信系统中的首选。伴随着煤矿智能化建设的发展，煤矿无线通信系统的性能目前还不能满足煤矿智  能化发展的需求。与上一代移动通信技术相比，本文介绍了第五代移动通信技术的关键技术和优势性能。煤矿5G系统通信网络配置。根据5G通信技术的特点和煤矿智能化发展的要求，介绍了5G通信技术在煤矿井下无人智能运输，定位服务，遥控设备等方面的应用。远程故障诊断，大规模数据传输服务，煤矿拖控机，煤矿安全监测信息采集;指出该技术在煤炭工业中的应用需要不断挖掘和完善。煤矿行业根据现状和自身需要，对部署成本的估算，建设5G煤矿的通信网络。

关键词：5G通信技术;煤矿;智能化;自动化;低时延;高带宽;安全监测监控;排水系统;通风系统

1 5G通信技术在排水自动化控制中的应用

1.1矿井监控系统在实际操作中的作用

矿井监控系统是实现矿井排水自动化的基础。排水系统可以实时接收相应的水位信号，实时监测排水系统的运行状态，为管理者根据当前的水位和运行方案进行决策提供依据。随着移动网络技术的发展，开始支持传输信号实时监控功能。但由于带宽和网络速度的限制，当时能够支持监控的图像质量有限。有了高清通讯技术监控设备，可在监控区域内实现24小时不间断高清晰度数据传输，使控制中心能从不同地区的现状及时掌握，通过清晰的图像质量判断图像特征，为正确判断奠定了良好的基础，使监理人员真正发挥远程监控系统的作用。各工作由计算机辅助设备软件控制，大量传感器布置，实时监测井下设备运行环境，监测对象状态。通过移动传输网络及时发送到控制中心的信息，保证控制中心收集到的信息能够在极短的时间内不断更新。确保控制中心人员及时获取地下排水系统参数的所有相关信息。确保排水系统既能完成规定的任务，又能控制完成任务过程中的能耗。从而防止系统在高负荷下长时间运行，导致内部器件的过度磨损和老化，影响系统的稳定性。

1.2矿井监控系统的操作模式

矿井井下排水十分重要，一般处于全自动状态控制。在这种情况下，控制来自操作系统的信息傳输和程序的运行。信息系统高速运行，根据程序给出工作指令，与员工的运作模式相比，终端的操作是由计算机完成的控制点，整个过程非常有效，不仅可以大大减少人为失误造成的事故，而且可以提高工作效率，减轻工作人员的劳动强度，改善工作环境，实现实时数据交换，及时反馈。另一种工作方式是半自动模式。虽然核心工作仍然是自动进行的，但在关键部分存在工作人员干预和控制的联系和机制，工作人员在特定情况下进行干预和控制。除了这两种模式之外，还有一种纯粹的手工操作模式。该模式运行时间最短，工作效率无法与前两种模式相比。但在特殊情况下，特别是自动控制系统发生故障或工作不稳定时，仍有必要。

2 5G通信技术在矿井通风系统中的作用

2.1通风构筑物通风设施的智能化分析

目前矿井通风结构自动化水平较低，原因是在利用环境的复杂对抗中，信号传输网络容易丢失。同时，没有通风控制系统，只能以被动方式机械驱动。同时，由于煤矿井下布置的管路压缩空气，后期安装、供电丰富方便，调试和维护比较简单。煤矿智能通风结构的研究主要集中在实际条件下的机构反馈监控，而相应的控制功能研究和具体成果较少，实现智能控制还有很长的路要走。因此，首先要打破网络监控与网络监控之间的技术壁垒，使信息能够直接对实际设备进行监控和控制，改进速度反馈系统。

2.2智能通风系统的研究在5G时代的发展前景

智能通风系统的研究在5G时代具有良好的发展前景。在信息网络的基础上，机器存储系统被集成到生产设施中，以便将它们集成到最动态的物理系统中。在该系统中，不仅可以完成高速交换系统的信息，而且可以根据信息的不同特点精确调整设备的具体流程。生产系统的各个部分都可以模块化的形式加入到生产系统中，大大提高了生产系统的兼容性。此外，它具有较强的获取外部信息的能力，系统有很大的改进和更新空间。现代信息技术不仅是提高工作效率的工具，而且延伸到整个生产方式，促进内部结构的适应。使内部生产方式更好地适应信息时代工业生产的新需求。

3 5G通信技术在矿井提升系统中的作用

3.1全矿井位置服务

目前，针对单一需求的地下定位系统或跟踪系统仅能满足国内商业领域某些场合的需要。伴随着地下过程的人员活动减少，对定位服务的需求越来越明显，要求更加精确，反应更加及时。5G技术广泛应用的高频通信天线技术特点实现高定位精度提供技术支持。

3.2设备远程操控

远程遥控系统是煤矿智能化的重要组成部分。设备远程控制的实现对网络的实时性要求很高，地下通信网控制设备长链路，环境恶劣。5G技术引入的高可靠性，超低时延监测网是保证设备底层正常运行的前提。同时，地下采矿过程伴随着大量数据的产生，用于采集掘进机，挖掘机，液压支架等关键设备实时状态参数信息的设备高精度传感器，高清晰度摄像机收集工作墙煤的视频和图像。

4结语

煤矿通信技术的发展还有很多前景，5G性能优良的通信技术，是矿山无线通信的发展方向。但目前相关产业链还不完善，在网络结构，设备形式和媒体部署等方面还存在一些不确定性。技术在煤炭工业5G景观中的应用需要不断挖掘和完善。此外，由于对载体网络的需求很高，煤矿需要对部署成本进行估算，对煤矿的通信网络进行建设。

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