5G助力智慧礦山數(shù)字化轉(zhuǎn)型

談明強

（青海黃河礦業(yè)有限責(zé)任公司，青海 西寧 810008）

礦山行業(yè)在我國社會發(fā)展的過程當(dāng)中占據(jù)非常重要的地位，并且在礦山開采的過程當(dāng)中往往會出現(xiàn)各種各樣的安全事故，并且導(dǎo)致安全事故出現(xiàn)的因素也存在著極大的不確定性。如果在礦山行業(yè)發(fā)展的過程當(dāng)中將5G技術(shù)合理的應(yīng)用到井下作業(yè)過程當(dāng)中，這將會帶動我國礦山行業(yè)生產(chǎn)水平提升一個檔次。在礦山開采的過程當(dāng)中實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型能夠讓各種危險因素變得可控，從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷發(fā)展，第五代移動通信技術(shù)將在我國得到普及，相較于4G來說5G技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中具有更為系統(tǒng)的接收模塊和抗干擾模塊，如果能夠?qū)⑦@項技術(shù)合理的應(yīng)用到其中那么對于我國礦山井下作業(yè)的傳輸效率來說具有非常重要的幫助。為了能夠讓這項技術(shù)得到合理的應(yīng)用，這就需要相關(guān)的工作人員能夠不斷地的加強這方面的研究，積極的采取相應(yīng)的措施讓5G技術(shù)充分的融入到礦山開采活動當(dāng)中，為人們的人身安全提供一定的保障，同時也能夠在一定程度上讓我國所獲得經(jīng)濟效益得到不斷地提升。

1 5G技術(shù)與智能礦山之間的概念

1.1 5G技術(shù)

5G技術(shù)通俗的來說就是第五代移動通信技術(shù)，這是繼4G之后又一種新興蜂窩移動通信技術(shù)，在實際應(yīng)用的過程當(dāng)中具備非常大的優(yōu)勢，相較于4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度來說5G的傳輸速度更快，并且?guī)捀鼜V泛，數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中延遲較小。就目前為止5G技術(shù)已經(jīng)在我國社會當(dāng)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智能交通等等一些方面的應(yīng)用都非常廣泛。并且在對抗疫情的過程當(dāng)中也發(fā)揮出了其獨有的作用。讓我國的醫(yī)療建設(shè)變得更加智能。在各行各業(yè)當(dāng)中的正常應(yīng)用可以看出在未來5G技術(shù)將和4G一樣貫穿于我們的日常生活當(dāng)中，并且也是未來發(fā)展的趨勢。在我國礦山建設(shè)工作開展的過程當(dāng)中合理的應(yīng)用5G技術(shù)能夠帶動礦山的發(fā)展朝著更加智能的方向發(fā)展下去，進而讓礦山產(chǎn)業(yè)變得更加規(guī)?；?。因此可以看出在礦山發(fā)展的過程當(dāng)中將5G技術(shù)合理的應(yīng)用到其中對于我國未來的發(fā)展來說具有非常重要的作用。

1.2 智能礦山

智能礦山主要指的就是在礦山開采工作進行的過程當(dāng)中將云計算、大數(shù)據(jù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)等一些技術(shù)進行有效的結(jié)合，讓這些技術(shù)融合在一起，從而實現(xiàn)礦山設(shè)計、開采、運輸?shù)鹊纫恍┉h(huán)節(jié)的自主規(guī)劃，實現(xiàn)自我感知、自我決策、自己運行這樣就能夠讓礦山在生產(chǎn)的過程當(dāng)中自身的生產(chǎn)效率得到不斷提升，并且還能夠通過監(jiān)控來實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，將礦山在運行的過程當(dāng)中整體的運行狀態(tài)及時的反饋到主操控室，并且通過監(jiān)控對礦山系統(tǒng)進行全面的監(jiān)控也能夠讓礦山在開采工作進行的過程當(dāng)中始終維持在一個較為正常的水平。智能礦山的主要體系包含的就是基礎(chǔ)系統(tǒng)，過程自動化控制系統(tǒng)，生產(chǎn)過程執(zhí)行系統(tǒng)，智能決策系統(tǒng)這幾個方面。

2 5G技術(shù)在智能礦山建設(shè)中的應(yīng)用

2.1 礦區(qū)安防系統(tǒng)

5G技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中優(yōu)勢是非常明顯的，其中快速的傳輸和端端捂臉等優(yōu)勢是非常重要的一個方面，那么在礦山安防工作進行的過程當(dāng)中就可以將5G技術(shù)充分的應(yīng)用到其中。能夠利用5G技術(shù)對井下進行作業(yè)的工作人員進行實時的定位，并且還能夠準(zhǔn)確的知道其位置所在，將所獲得的信息和井下的信息進行共享，并且還能夠通過這項技術(shù)對露天開采進行工作的工作人員進行相應(yīng)的管控，如果工作人員在工作開展的過程當(dāng)中出現(xiàn)了那些工作不到位，管理缺失等問題就可以利用這些監(jiān)控措施將問題證據(jù)收集起來，做到有理可循。智能終端的主動推送和自動的識別功能能夠?qū)Ω鞣N信息進行篩選和識別，將需要進行推送的技術(shù)進行共享。相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸來說，5G模式的傳輸效率更高，并且自身的延時相對來說較短。具備較高的可靠性。根據(jù)相關(guān)科學(xué)研究表明，5G技術(shù)在應(yīng)用的過程當(dāng)中相較于4G網(wǎng)絡(luò)其傳輸效率能夠達(dá)到10Gbps，那么這就代表人們在進行信息傳輸?shù)倪^程當(dāng)中可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺進行高清影像的實時傳輸工作，并且還能夠覆蓋整個礦區(qū)，做到監(jiān)控?zé)o盲點，巡查系統(tǒng)無死角，出現(xiàn)問題就能夠快速相應(yīng)的安全管理體系。因此可以看出將5G技術(shù)合理的應(yīng)用到礦區(qū)的安防系統(tǒng)當(dāng)中能夠讓安全事故發(fā)生的概率不斷地降低，保護人們的生命和財產(chǎn)安全。

2.2 爆破作業(yè)與礦山機器人應(yīng)用

5G技術(shù)不單單能夠在安防系統(tǒng)當(dāng)中起到非常重要的作痛，勇士在需要進行頻繁爆破的掙扎哈卓爾露天礦也具有非常重要的作用，土方的剝離工作需要采取穿孔爆破的方式才能夠進行運輸，并且在這一地區(qū)進行爆破的過程當(dāng)中爆破點往往在三處以上，這就難免會讓工作人員在操作的過程當(dāng)中面臨著巨大的安全威脅，即使工作人員在進行操作的過程當(dāng)中完全按照相應(yīng)的規(guī)章來進行操作也難免會出現(xiàn)各種各樣的問題，承擔(dān)著非常高的安全風(fēng)險。而礦山機器人的應(yīng)用就能夠有效的代替工作人員來進行操作，礦山機器人能夠?qū)⑷斯げ僮魍耆娲?，并且具有靈活、可移動等一些特性。在對礦山機器人進行操控的過程當(dāng)中需要依托通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在未來礦山發(fā)展的過程當(dāng)中井下作業(yè)將會出現(xiàn)越來越多的機器人來替代人工進行操作，在云端對機器人進行控制，并且將計算所得到結(jié)果及時的反饋到云端，然后云端的工作人員在根據(jù)反饋的信息進行行動策略部署。5G技術(shù)在整個過程當(dāng)中所起到的主要作用就是將機器人和云端的處理器進行有效的鏈接，降低延遲，滿足云端處理器和傳輸之間不會超過100ms的延遲，這樣就能夠?qū)C器人進行指令發(fā)布，讓機器人按照相關(guān)的指令來進行操作，其次就是還能夠利用5G高清云臺攝像頭來對操作進行監(jiān)控，實現(xiàn)良好的現(xiàn)場爆破工作，從而讓人們的生命財產(chǎn)安全得到有效的保障。

2.3 在生產(chǎn)設(shè)備遠(yuǎn)程控制中進行應(yīng)用

在礦山開采工作開展的過程當(dāng)中最為重要的一個方面就是要解決遠(yuǎn)程智能化操控開采的難題。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在使用的過程當(dāng)中需要采用多種協(xié)議的方式才能夠有效的將各種信息收集起來，然后傳送到遠(yuǎn)程控制中心當(dāng)中。因此，過去僅僅有一部分對實時性的要求不高的功能才能夠通過遠(yuǎn)程控制中心來實現(xiàn)，實時性的要求高的功能出于安全性的角度一直沒有被考慮到實際工作當(dāng)中。在井下進行礦山作業(yè)開采的過程當(dāng)中，生成的數(shù)據(jù)相對來說較大、具有較快的變化速度，在低延時高寬帶的影響之下能夠有效地解決這一存在的問題。因此可以看出為了能夠讓遠(yuǎn)程控制設(shè)備得到更好的應(yīng)用，發(fā)揮出更加良好的作用這就需要相關(guān)的工作人員在實際工作開展的過程當(dāng)中不斷地加強這方面的研究，將5G技術(shù)合理的應(yīng)用到其中，從而更好地為我國社會的發(fā)展打下良好的經(jīng)濟基礎(chǔ)。并且還能有讓人員的傷亡降到最低，確保人們的生命和財產(chǎn)安全得到保障。

2.4 在有色金屬礦山中的應(yīng)用

據(jù)了解，普朗銅礦位于香格里拉市東北部，海拔3400至4500米。引入5G技術(shù)建設(shè)智能礦山，是迪慶有色打造世界級銅礦的重大戰(zhàn)略思路之一。2020年，為充分發(fā)揮先進采礦技術(shù)和裝備能力，進一步提升規(guī)?；a(chǎn)優(yōu)勢，迪慶有色年初開始建設(shè)“5G+智能礦山”。一年來，迪慶有色與中鋁智能科技等單位緊密合作，完成了需求調(diào)研、設(shè)計研究、5G建設(shè)、技術(shù)驗證等一系列工作，構(gòu)建了5G工業(yè)專網(wǎng)。今年5月至6月，進行了礦山生產(chǎn)智能設(shè)備和智能控制系統(tǒng)的調(diào)試，在礦山成功實施了5G智能采礦的工業(yè)應(yīng)用。經(jīng)過5G智能控制采礦設(shè)備、5G+無人軌道交通系統(tǒng)、5G+無人鏟運機系統(tǒng)、5G+井下vta視頻通話、5G+井下安全六大系統(tǒng)、5G+尾礦庫安全在線監(jiān)控系統(tǒng)、5G+人員智能安全管理系統(tǒng)等技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，開啟了地下礦脈開采作業(yè)的自動化、智能化模式，可提高井下采礦設(shè)備效率和生產(chǎn)的基礎(chǔ)安全水平，減少井下巡檢工作。逐步實現(xiàn)“少人，無人”的目標(biāo)，具有重要的現(xiàn)實意義。

3 關(guān)于礦山5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的建議

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)工作開展的過程當(dāng)中需要注重的就是要不斷的加強對成本方面的管理工作，因為5G網(wǎng)絡(luò)的部署和運營在實際環(huán)境當(dāng)中往往需要投入大量的資金，在智能礦山建設(shè)進行的過程當(dāng)中就需要相關(guān)的工作人員能夠采用各種有效的技術(shù)手段來降低在進行建設(shè)過程當(dāng)中的成本消耗問題。例如在進行建設(shè)的過程當(dāng)中將電價的優(yōu)惠措施來降低總的運行和維護成本。積極調(diào)動供應(yīng)商以及各個企業(yè)參與到礦山5G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)活動當(dāng)中。鼓勵電信運營商參與礦山5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，不僅可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，還可以有效控制成本和費用，提高網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用性能。鼓勵企業(yè)參與5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，建設(shè)覆蓋礦區(qū)、醫(yī)院、工地、港口等各方面的5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以集約化的5G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開展各項業(yè)務(wù)。有利于提高數(shù)據(jù)信息處理的效果，保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。智能礦業(yè)大數(shù)據(jù)中心成立，形成智能礦業(yè)數(shù)據(jù)倉庫，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系和數(shù)據(jù)分析平臺，充分利用數(shù)據(jù)資源，充分發(fā)揮數(shù)據(jù)的潛在價值。多維度、多層次、多角度發(fā)展。數(shù)據(jù)挖掘和分析，使生產(chǎn)和應(yīng)用數(shù)據(jù)得到有效利用，達(dá)到資源共享的目的。為公司的決策和生產(chǎn)管理提供了科學(xué)依據(jù)。構(gòu)建智能礦山可視化平臺，將大數(shù)據(jù)分析決策平臺的分析結(jié)果以多維可視化方式展示，形成聯(lián)動數(shù)據(jù)屏，為決策提供新的視角，使決策更加生動快捷，提升安全生產(chǎn)管理水平。

智能無人采礦車在智能采礦生產(chǎn)線中發(fā)揮著越來越重要的作用。采礦卡車首先從距離垃圾填埋場一公里遠(yuǎn)的地方撿起被丟棄的礫石，然后根據(jù)預(yù)先設(shè)定的路線自己開車回去傾倒礫石，并以厘米的精度返回?，F(xiàn)場采用人工遙控找平，可有效節(jié)省人力物力，盡快完成相應(yīng)任務(wù)。

事實上，無人采礦設(shè)備可以提高整體生產(chǎn)力。無人駕駛采礦機器和設(shè)備可以經(jīng)常不知疲倦地連續(xù)工作，大大降低了高風(fēng)險甚至危及生命的錯誤風(fēng)險。如果設(shè)備卡在礦井里，工人可以稍后再處理，不用擔(dān)心他們的“生命”。目前，許多采礦公司正在采用“數(shù)字采礦”系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中，設(shè)備相互連接，通過智能技術(shù)實施分散控制，以確保進度并最大限度地減少人力需求。

礦用機器人作為礦業(yè)的前沿技術(shù)產(chǎn)品，不僅在技術(shù)集成上非常成熟，而且應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。目前的采礦機器人包括各種類型，如鑿巖、采礦、地下噴射混凝土、氣體和低壓檢測、水下采礦等。每種類型對應(yīng)一個單獨的挖掘鏈接，從而完全覆蓋所有鏈接。隨著技術(shù)和材料的不斷進步，礦用機器人將發(fā)揮越來越重要的作用。

投資采礦自動化在非洲并不少見。全自動卡車已經(jīng)在南非北開普省的芬奇鉆石礦運營了10多年。2014年，英美資源集團在南非林波波省的Venetia地下鉆石礦投資了全自動卡車、鉆機和運輸列車。

在加拿大，越來越多的礦業(yè)公司正在使用數(shù)字工具和技術(shù)來提高生產(chǎn)能力。在嘉能可的Onaping Depth礦，數(shù)字系統(tǒng)用于計劃輪班任務(wù)、跟蹤延遲、監(jiān)控任務(wù)進度和設(shè)備可用性。目標(biāo)是使用基于人-過程技術(shù)集成的方法來減少操作可變性并提高生產(chǎn)率。

目前，國內(nèi)近40%的礦用設(shè)備來自國外，大型高端設(shè)備進口比例很高。雖然中國也可以向國外輸送一些采礦設(shè)備，但這些設(shè)備的技術(shù)水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。一些關(guān)鍵技術(shù)也掌握在發(fā)達(dá)國家手中，國內(nèi)大部分企業(yè)只能生產(chǎn)低端產(chǎn)品。要扭轉(zhuǎn)這種局面，還需要在技術(shù)創(chuàng)新上扎扎實實的努力。基于這種情況，國內(nèi)大型露天礦山開始在礦區(qū)建設(shè)和測試無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)等系統(tǒng)。積極為智能礦山的美好明天做出更大的貢獻(xiàn)。

4 結(jié)束語

總而言之在實際工作開展的過程當(dāng)中如果想要讓礦山的智能化得到更進一步的發(fā)展，這就需要將5G技術(shù)合理的應(yīng)用到其中，從而才能夠更好的為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。