在采礦業,安全生產是底線、紅線,更是關乎每一位采礦工人的生命線。在采礦作業中,工人時常面臨惡劣工作環境。例如在露天采礦環境中,山石墜落易引發開采人員傷亡事故,多層重疊采空區常出現塌方、滑坡、瓦斯爆炸、沖擊地壓等風險;而在井下,面對高溫、高濕、多粉塵的惡劣工作環境,工人長時間高強度的作業對身體健康造成較大危害。5G與工業互聯網在采礦業的深入應用,讓這個行業的工作方式開始朝著高危環境少人化、無人化轉變,讓工人坐在空調房里采礦,不僅提升作業質量、效率,更能有效保障工人的身體健康與生命安全。
近年來,5G在采礦業主要拓展出以下幾個方面的應用:一是5G與煤礦開采結合,通過部署5G智能采煤的一系列裝備,利用5G高精度慣導定位裝置,實現工作面自動取直、超高清智能視頻分析,對工作面設備實現一鍵啟停、遠程操控,“支、采、放、運”設備群協同控制與常態化智能作業。
相較于4G網絡,5G網絡具有大帶寬、低時延、高可靠性等諸多優勢。礦井內數據傳輸從以往4G網絡3~4秒的時延壓縮至5G網絡的不到20毫秒,實現了地面遠程實時操控地下的無人智能化采煤。工作人員在地面智能集控中心操作后,可以在不到0.1秒的時間內,使距離地面400米的井下采掘設備接收到相應指令,并按照預設程序自動開啟采煤工作。同理,5G技術還能讓掘進工作更加智能化,利用5G網絡對工作面的狀態進行實時監測,掘進機自身也可以實現遠程操作,讓井下作業少人化,甚至無人化。
二是5G輔助運輸。5G加持打造全方位立體化管控的井上、井下智能交通系統,例如在井下電機車無人駕駛場景中,通過搭建5G網絡環境,增設軌道稱重系統、列車脫節監測系統、障礙物監測系統等系列輔助系統,實現裝礦、運輸、卸礦流程的自主、遙控,同時還實現列車運行自動調度和生產數據實時傳輸功能。這類應用將井下裝礦工、電機車司機等工作崗位由井下轉移至地面集控室,并實現了多崗位集中操作,最大限度地減少操作人員數量,讓每名工人都盡可能地了解不同操作技能。在提高裝礦速度的同時,對工人的身體健康也有積極作用。
據了解,在國內礦企中已經有諸多落地應用。例如山東黃金集團大力推動5G、大數據、人工智能等新一代信息技術與行業的深度融合發展,通過5G賦能智慧礦山,生產效率提高兩成以上,減少現場作業人員超過250人,累計年直接經濟效益達8000多萬元。
三是5G可以實現多工種聯合作業。基于5G搭建多臺礦山設備群控作業管理平臺,在露天采礦場景中,允許挖掘機和礦卡之間實時交互信息,自動聯合作業,自主規劃路線和規避亂石等障礙物,提升作業效率,實現礦山設備安全、智能和高效運營。
此外,包括無人抓機、地質模型搭建,乃至自動駕駛等均已在5G的加持下于采礦業落地并誕生了一批“樣板”式的應用。
事實上,采礦業的智能化建設在近年來越來越受到重視。2020年3月,國家八部委聯合發布《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》,指出要將人工智能、工業物聯網、云計算、大數據、機器人、智能裝備等與現代煤炭開發利用深度融合,形成全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的智能系統,實現煤礦開拓、采掘(剝)、運輸、通風、洗選、安全保障、經營管理等過程的智能化運行,對于提升煤礦安全生產水平、保障煤炭穩定供應具有重要意義。山東、山西、內蒙古等省區先后推出煤礦智能化建設實施方案,煤礦智能化建設如火如荼展開。
5G與采礦業的融合創新發展,一方面適應了當前各類礦業開采的生產需要,與實體經濟行業需求高度契合,成為傳統行業數字化轉型的倍增器,推動采礦業面向網絡化、智能化轉變;另一方面,也為5G 開辟了更廣闊的應用場景,通過建設更多應用“樣板”,讓其他行業看到更多5G技術帶來的效益,加速各行業的數字化轉型進程。(岳懸)