通信5G在礦山開采中的應(yīng)用

王海峰

（甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）

對于通信網(wǎng)絡(luò)而言，在礦山開采過程中采用通信5G技術(shù)不但順應(yīng)了5G技術(shù)的發(fā)展潮流，同時與主流的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了互通和融合，既提高了礦山開采效果，同時也滿足了礦山開展要求，使礦山在開采過程中能夠根據(jù)開采的具體要求和實際特點做好通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。礦山在開采有效性和開采全面性方面達到開采目標(biāo)，通過對礦山開采的了解，在礦山開采過程中既要做好通信5G技術(shù)的應(yīng)用，同時也要保證礦山在開采中能夠取得積極效果，為礦山的開采奠定良好的基礎(chǔ)，保證礦山在開采中能夠形成健全的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)設(shè)備的自動控制。

我國礦業(yè)資源豐富，礦業(yè)在我國國民經(jīng)濟中占有重要地位，2018年礦業(yè)年產(chǎn)值超過6萬億，占全國GDP比重約7%。人民日常生活中95%的能源，80%的原材料，70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料都是由礦業(yè)提供的。我國礦業(yè)資源主要集中在煤炭和有色金屬行業(yè)，其中煤炭占我國能源主體地位，煤炭能源生產(chǎn)占比74.2%，消費占比67.1%，每年開采量約在 35億噸，85%來自井下開采。目前全國約有 6000 余座煤炭礦山 ，從業(yè)人員超過 300 萬人。

1 通信5G對礦山開采的影響

1.1 提高了礦山開采的安全性

對于礦山開采而言安全性是礦山開采不可忽視的重要因素，在安全管理過程中網(wǎng)絡(luò)的通暢程度、網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸速度、傳輸效率以及傳輸效果對礦山的安全管理具有重要意義。結(jié)合礦山的開采實際以及礦山開采中發(fā)生安全事故的概率，應(yīng)用通信5G技術(shù)既能夠?qū)崿F(xiàn)礦山的安全開采，同時也能及時的發(fā)現(xiàn)安全管理中存在的問題，使礦山在安全管理過程中能夠依托5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的快速傳輸，有效解決信息傳輸過程中存在的信息延遲、信息傳輸質(zhì)量差和信息傳輸效率低的問題。以此為基礎(chǔ)推動通信5G技術(shù)的應(yīng)用，并根據(jù)礦山開采的實際特點和具體要求做好礦山開采工作，通過建立完善的通信5G網(wǎng)絡(luò)，使礦山開采在具體實施環(huán)節(jié)能夠達到開采目標(biāo)[1]。由此可見，礦山開采需要關(guān)注開采的安全性，需要將通信5G技術(shù)作為重要的支撐技術(shù)來看待，應(yīng)根據(jù)礦山開采的實際特點以及礦山開采的具體要求做好開展工作，保證礦山開采在具體實施環(huán)節(jié)能夠達到開采目標(biāo)。所以，做好通信5G技術(shù)的應(yīng)用對礦山的安全開采具有重要的影響。

目前已有的移動通信網(wǎng)絡(luò)都存在這樣或那樣的短板，不足以滿足智慧礦山通信的全部需求。例如 WiFi網(wǎng)絡(luò)性能不穩(wěn)定，存在安全風(fēng)險;工業(yè)專用的無線網(wǎng)絡(luò)，如 WA-PA/FA，WirelesHART，ISA10011，產(chǎn)業(yè)鏈較窄，部署成本高;現(xiàn)網(wǎng)的 2G/3G/4G無線帶寬容量不夠，也不支持實時性要求很高的業(yè)務(wù)。綜合來看，5G 無線網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合光纖有線網(wǎng)絡(luò)，共同實現(xiàn)礦山的全面感知 ，實時互聯(lián) ，將是礦山通信技術(shù)的最佳選擇 ，是智慧礦山的網(wǎng)絡(luò)基石。

上行容量增強的另一個技術(shù)是載波聚合，即在上行鏈路上同時通過兩個或兩個以上載波來發(fā)送數(shù)據(jù)，從而獲得更高的峰值速率。特別的是，如果載波聚合的兩方中，一方是TDD中頻段載波（比如35GHz），另一方是FDD低頻段載波（比如21GHz），那么可以通過創(chuàng)新的時頻雙聚合技術(shù)，終端發(fā)射天線靈活地在FDD/TDD載波之間切換，從而獲得最大的吞吐量增益。得益于FDD頻段良好的覆蓋特性 ，該技術(shù)不僅能增強上行的容量 ，而且對上行覆蓋也會帶來較大的增益。

1.2 降低了礦山開采的安全風(fēng)險

對于礦山開采而言在具體實施環(huán)節(jié)既要根據(jù)礦山開采的內(nèi)容和特點以及礦山開采的安全管理要求做好安全風(fēng)險的識別和分析，同時也要做好安全風(fēng)險的管控，使礦山在開采的有效性和安全性方面達標(biāo)，圍繞礦山開采的實際特點以及礦山開采的具體要求，在開采過程中圍繞礦山開采的生產(chǎn)目標(biāo)分析可能存在的安全風(fēng)險，并制定可靠的風(fēng)險應(yīng)對措施。通信5G技術(shù)的應(yīng)用解決了安全風(fēng)險的識別問題，使安全風(fēng)險能夠在識別過程中依托通信5G網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的有效傳輸，做到各個管理節(jié)點數(shù)據(jù)同步，滿足安全管理要求，使安全管理工作在具體實施過程中能夠解決安全風(fēng)險的識別問題，保證安全管理工作在落實效果和風(fēng)險的管控方面達到管理要求。由此可見，在安全風(fēng)險的管控過程中既要圍繞安全風(fēng)險的實際情況和安全管理的具體要求做好工作的落實，同時也要積極應(yīng)用新技術(shù)，使通信5G技術(shù)成為支撐礦山開采安全管理工作的重要技術(shù)，滿足技術(shù)的發(fā)展要求，為技術(shù)的落地實施和技術(shù)的有效應(yīng)用提供有力支持。

1.3 解決了礦山開采中的監(jiān)控問題

對于礦山開采而言實現(xiàn)有效的監(jiān)控并建立完善的監(jiān)控設(shè)備體系，對礦山的安全生產(chǎn)具有重要影響。礦山開采需要在監(jiān)控設(shè)備的安裝、調(diào)試和具體運行中達到監(jiān)控要求，避免礦山的監(jiān)控因采取的方法和措施不當(dāng)影響礦山開采效果。與此同時，在礦山開采過程中需圍繞礦山開采的具體要求做好監(jiān)控系統(tǒng)的建立，應(yīng)用通信5G技術(shù)既能解決監(jiān)控系統(tǒng)的搭建問題，同時也能保證監(jiān)控系統(tǒng)在工作效果和工作有效性方面達標(biāo)，保證監(jiān)控系統(tǒng)在具體應(yīng)用環(huán)節(jié)提高監(jiān)控效果。通過通信5G技術(shù)的全面應(yīng)用實現(xiàn)了5G網(wǎng)絡(luò)的搭建，為監(jiān)控系統(tǒng)的正常工作和監(jiān)控系統(tǒng)的信息傳輸提供了必要的支持[2]。由此可見，解決礦山開采中的監(jiān)控問題是通信5G技術(shù)應(yīng)用的具體內(nèi)容，對礦山開采效果的提升以及安全風(fēng)險的防控具有重要影響。

2 通信5G技術(shù)的特點和優(yōu)勢

2.1 通信5G技術(shù)的特點

通信5G技術(shù)的特點在于具備良好的應(yīng)用基礎(chǔ)，在應(yīng)用過程中能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的有效升級，保證5G網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性、快速性和傳輸效果方面達到傳輸要求。5G技術(shù)與4G技術(shù)不同,在數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣确矫嬗辛速|(zhì)的飛躍。在網(wǎng)絡(luò)搭建數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性方面能夠滿足傳輸?shù)囊螅箶?shù)據(jù)在傳輸過程中根據(jù)數(shù)據(jù)的具體情況以及數(shù)據(jù)的傳輸特點采取有效的傳輸措施.通信5G技術(shù)應(yīng)用以來成為了網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的重要支持技術(shù)，在信號帶寬、數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)的傳輸快速性以及數(shù)據(jù)的具體傳輸過程中發(fā)揮了重要作用，保證數(shù)據(jù)在傳輸中能夠根據(jù)傳輸?shù)木唧w特點和傳輸要求做好數(shù)據(jù)專屬工作。通過對5G技術(shù)的了解，5G技術(shù)的應(yīng)用成為了必然趨勢，對礦山開采和礦山生產(chǎn)體系的完善具有重要影響。

2.2 通信5G技術(shù)的優(yōu)勢

通信5G技術(shù)與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同，通信5G技術(shù)不僅在數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群蛶挿矫婢哂忻黠@的優(yōu)勢，在物聯(lián)網(wǎng)的搭建方面也表現(xiàn)出了極強的優(yōu)勢。在具體實施過程中能夠根據(jù)通信的具體要求搭建完善的通信網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)通信應(yīng)用的具體需求對通信設(shè)施進行優(yōu)化，利用5G網(wǎng)絡(luò)的特點建立健全的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用體系，使網(wǎng)絡(luò)在應(yīng)用過程中能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的具體特點和實際要求以及網(wǎng)絡(luò)的具體形式做好5G技術(shù)的應(yīng)用。5G技術(shù)聯(lián)通之后的物聯(lián)網(wǎng)不但實現(xiàn)了萬物互聯(lián)，同時也建立起獨特的網(wǎng)絡(luò)體系，對生產(chǎn)生活產(chǎn)生了積極的影響。了解5G技術(shù)的特點以及5G技術(shù)在應(yīng)用過程中的具體情況，對做好5G技術(shù)的應(yīng)用以及推動5G技術(shù)的有效實施具有重要影響。在當(dāng)前的應(yīng)用方面，5G技術(shù)的優(yōu)勢得到了充分的認可，在生產(chǎn)系統(tǒng)的建立以及生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化過程中做好5G技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要[3]。

3 通信5G在礦山開采中的具體應(yīng)用

3.1 建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)

在礦山開采過程中基于通信5G技術(shù)的特點和優(yōu)勢做好通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建至關(guān)重要，通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要根據(jù)礦山開采的生產(chǎn)要求和安全管理要求做好硬件設(shè)施的配套，5G網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)的4G網(wǎng)絡(luò)存在明顯的差異，在基站的建設(shè)數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備的安裝以及設(shè)備模塊的調(diào)試和應(yīng)用方面需要關(guān)注礦山開采的具體要求，以礦山開采的實際特點為基準(zhǔn)保證通信5G技術(shù)在礦山開采中能夠得到有效應(yīng)用，確保通信技術(shù)應(yīng)用效果和應(yīng)用的有效性方面達標(biāo)。所以，建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)是做好通信技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵，也是保證礦山開采能夠達到開展目標(biāo)和要求的關(guān)鍵。在具體實施中需要根據(jù)礦山開采的具體要求以及礦山開采的特點做好5G通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，使5G通信網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)建的有效性以及全面性方面達到構(gòu)建要求。

3.2 改造現(xiàn)有的通信設(shè)備

由于5G技術(shù)對硬件設(shè)備要求較高，在建立完善的5G通信網(wǎng)絡(luò)之后需要對礦山的機器設(shè)備以及通信設(shè)備進行必要的改造，使礦山設(shè)備體系的建立和優(yōu)化以及具體設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信功能方面能夠達到通信要求，避免網(wǎng)絡(luò)搭建之后因通信設(shè)備的問題影響網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)揮。除此之外，在通信設(shè)備的應(yīng)用過程中能夠根據(jù)應(yīng)用的特點和要求以及應(yīng)用的具體情況做好網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，使通信設(shè)備在具體應(yīng)用方面能夠圍繞通信設(shè)備的具體要求和特點以及通信設(shè)備的實際情況做好現(xiàn)有設(shè)備的改造，以此為基礎(chǔ)推動礦山開采設(shè)備的有效升級，為礦山開采設(shè)備的有效應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)[4]。

3.3 增加設(shè)備自動化控制模塊

在礦山開采過程中設(shè)備的自動化程度越高，礦山開采的效率越高，礦山開采的安全性越好。應(yīng)用通信5G技術(shù)的目的在于提高設(shè)備的自動化控制效果，保證設(shè)備在自動化控制過程中能夠?qū)崿F(xiàn)遠程自動控制，降低安全管理風(fēng)險。為了實現(xiàn)設(shè)備的自動化控制以及遠程信號傳輸，需要增加設(shè)備自動化控制模塊，使設(shè)備在自動化控制中能夠以設(shè)備的具體型號和設(shè)備的功能增加相應(yīng)的硬件配置和軟件配置，使礦山開采設(shè)備在自動化控制模塊的安裝方面能夠達到控制要求。所以，增加設(shè)備自動化控制模塊對解決設(shè)備的自動化功能問題和推動設(shè)備的有效升級具有重要影響，在設(shè)備具體應(yīng)用環(huán)節(jié)需要關(guān)注設(shè)備的應(yīng)用特點及設(shè)備的具體情況，保證設(shè)備在應(yīng)用環(huán)節(jié)能夠解決應(yīng)用問題，推動設(shè)備應(yīng)用工作的有效實施。

3.4 建立全天候安全監(jiān)控系統(tǒng)

通過對5G通信技術(shù)的了解，在安全監(jiān)控領(lǐng)域需要建立全天候的安全監(jiān)控系統(tǒng)，保證礦山開采在安全監(jiān)控方面能夠有完善的監(jiān)控設(shè)備作為支持解決設(shè)備的應(yīng)用問題，同時也能提高設(shè)備的監(jiān)控效果，使礦山在開采中能夠通過5G技術(shù)的有力支持實現(xiàn)全天候的安全監(jiān)控，既擴大了安全監(jiān)控范圍，同時也消除了安全監(jiān)控的死角，使安全監(jiān)控在具體實施中能夠達到監(jiān)控目標(biāo)。所以，做好安全監(jiān)控系統(tǒng)的建立對推動礦山開采技術(shù)的升級以及做好礦山開采工作具有重要影響，在具體實施過程中能夠根據(jù)礦山開采的具體內(nèi)容和要求做好工作的落實。

4 結(jié)論

通過對礦山開采的了解，通信5G技術(shù)作為重要的支撐技術(shù)，對礦山開采產(chǎn)生了積極的影響。了解礦山開采的要點以及礦山開采的具體情況，并圍繞礦山開采的要求全面應(yīng)用通信5G技術(shù)，對做好礦山開采工作以及提高礦山開采的效果具有重要意義。因此，應(yīng)結(jié)合礦山開采的實際要求和特點制定合理的通信5G技術(shù)應(yīng)用方案，確保礦山在開采的有效性和開采的全面性還能達標(biāo)，實現(xiàn)礦山的安全可持續(xù)開采。