新元煤矿总调度室
山西日报新媒体记者杜建伟报道：“几乎每天都有人来考察，而我们人力又不足，只能把大家集中到一起下矿……”作为全国首个5G煤矿，阳煤集团新元煤矿近期“人满为患”，5G智能化办公室主任冀杰感叹。近段时间，每天都有国内、省内的大矿业同行要求参观，大家一起坐着胶轮车，到地下500米深处看真相，以期解决或改进自身的信息化，不被5G带来的能源革命落下……
地底500米深处
有个5G机器人在巡逻
7月15日，换好矿工服后，记者与来自省内外多家矿业企业的相关负责人一道，坐着胶轮车下了矿井。胶轮车以善于爬坡著称，在两边路灯照射下，在平坦向下的地底道路上一直行驶，不时，鸣笛声响起，是在错车。地下交通网纵横，半个小时行驶4公里后，到达井下机电硐室。此地离地面垂直距离534米。
机电硐室灯光明亮，在一段120米的头顶轨道上，一个小小的5G机器人正在来回移动，进行360度视频监测、音频采集、红外热成像。“这是无人巡检机器人，还能精准记录设备故障发生的时间、地点以及参数。通过5G网络回传到数据中心。”新元煤矿5G智能化办公室主任冀杰说，原来配电室都是靠人检查，凭的是经验；但机器可以24小时巡查，不是人力可以比的。“巡检机器人代替人在井下巡检的意义在于，可以逐步实现井下减人、少人，实现煤矿安全生产和效益双赢。”
阳煤集团新元公司井下5G网络建设是由阳煤集团、中国移动、华为公司三方合作，克服5G技术矿井工业应用的种种困难建成的全国首个5G煤矿专网，于2019年9月开始研发，今年6月18日举行了落成仪式。
华为公司山西代表处5G行业总监韩韦海一直忙于新元煤矿的工作。“阳煤集团5G煤矿建设是华为公司的最重要项目之一，项目开始前，华为就组建了一个200多人的团队并成立了5G阳煤突击队来研发相关技术，并解决了温度、水对设备的影响等问题。可以说，井下井上的设备都是量身定制的。”
“这个摄像头看起来一般，却可以实现人工智能、4K拍摄、5G回传等功能。”指着5G机器人旁边的摄像头，韩韦海说：“在5G加持下，摄像头能做的事情很多，需要更多的研发。华为公司想通过这一项目推动行业伙伴发展、孵化更多行业项目。”
这个铁盒子就是矿用5G基站
井下一个“铁盒子”
顶得上半个县城的5G网
沿着巷道行走，在离无人巡检机器人大约100米的地方，地面上安装着一个铁盒子。山西移动能源行业5G技术总监吕乐说：“不要小看这个铁盒子，井下的网络容量全部来自它，形象地说，这个盒子的容量能顶半个县城的5G网络。”
三方共同成立新元“5G+智能矿山”创新实验室是技术研发的核心部门。吕乐解释：这个铁盒子叫PTN，旁边的另外一个盒子叫BBU，井下其他地方安装的铁盒子相当于地面上的普通5G基站。从容量来讲，一张PTN环网容量是100Gbps，可以承载20个BBU的业务；而一个BBU又可以把容量分给9个以上的基站。也就是说，井下的这张PTN环网可以至少承载180个5G基站，相当于半个县城的5G网络容量。目前，除井下的PTN外，新元煤矿井上还有2个PTN，共同构成大环网，任何单一故障都不会影响全矿业务的正常运行，充分保障了井下通信的安全性。
“铁盒子实际上是特别研发的防爆壳，真正的基站在里边，很小。但这个防爆壳很主要，因为5G下井，防爆是首要问题。三方研发人员对5G基站进行特殊防爆改造后，才真正研发出首款矿用5G基站。”
在地面，5G更多的是承载下行需求；而在500米深的矿井则正好相反，视频等监测数据上传量需求更大。因此，三方携手创新研发，将传统大下载的上/下行2:8时隙配比研发调整为大上传上/下行3:1时隙配比，实现了全球首个5G基站上行峰值速率达到1100Mbps（兆比特每秒）以上，下行峰值速率达到300Mbps以上，满足了工业上传下控需求。“由于采取了这样的数据处理方式，在井下，数据的上传比地面快多了。”
2019年，吕乐、薛军、李慧娟等人受命建设新元煤矿5G网，疫情期间的半年多时间“吃住行”在新元煤矿。望着井下的5G网络，吕乐说起了全国首座5G煤矿的几个时间节点：2019年11月，克服重重困难，打通井下第一个5G电话；今年1月8日，到上海、常州两个国家煤炭设备的安检中心开通5G测试基站；4月底，完成了基站设备的煤安认证，完成了井下5G网络的组网。
对于5G煤矿的革命性作用，吕乐深有感触：“我刚参加工作时，曾经参与过2010年的王家岭煤矿事故的救援通信保障工作，亲眼见证过115人遇险9昼夜获救的生命奇迹，但同时也深深感受到了煤矿井下工作的危险性。现如今，5G正革新着传统井下作业模式，可以从井上‘身临其境’看清井下，并使得在地面远程控制井下成为可能；可以为末端设备轻松‘剪辫子’，减少井下线缆，并最终实现井下所有系统一张网，信息相互隔离成为过去。助力煤矿加快实现井下少人化、智能化，让我们的矿工兄弟们远离危险，悲剧不再重演。”
工作人员调试井下机电硐室巡检机器人
首个5G煤矿诞生
成了中国矿业界的焦点
“自从新元煤矿上马5G网后，我感觉成了整个中国矿业界的焦点。5月份就有很多煤矿的负责人过来参观，6月份更密集，我们实在忙不过来，只能把大家集中到一起下矿。”冀杰说，不仅仅是煤矿，铁矿、铝矿等其他矿业的负责人也来参观，包括河南的中铝、唐山的首钢等，都是想在矿业信息化方面走在前面。
不完全统计，在一个多月时间里，来新元煤矿考察的有几百家矿业企业，包括全国各地。另外，省内外的能源局、工信局、应急局等管理部门也热情高涨，想更快了解新技术，希望更新对矿业的管理模式。
参观过程中，来自西山煤电与另外一家省外矿业企业的相关负责人不断询问着5G的一些细节。一矿企负责人讲，随着矿业自动化、智能化开采技术的应用，井下设备会产生大量数据，但受网络带宽的限制，井下作业不能实时监控，5G提供的新技术能解决问题太多了。
另一位矿企负责人的关注点在线缆和维护上。“实际上，煤矿的信息化一直都是做得最好的，但井下布线复杂。如果能上马5G，井下线缆会大量减少。远程维护也很重要，很多维修工作可以交给计算机了。”
对于大家普遍关心的5G挖煤，冀杰说，5G出现使得远程综采成为可能。“以前的挖煤现场都是尘土飞扬，虽有信息化操作，但需要人在现场控制。现在，利用5G技术和摄像头提供的热成像、激光扫描等技术，可以将数据回传到地面，通过远程控制来挖煤。将来，随着技术的研发，远程控制还可以升级为机器人控制——无需人脑，达到智能化挖煤的目标。”
目前，新元煤矿全矿井都在进行智能化实验，在机电、掘进、综采等方面已卓有成效。三方共同成立新元“5G+智能矿山”创新实验室还在孵化更多井下技术。
井下考察过程中，这些矿业界人士共同表达着一个观点：工业互联网要想进一步发展，关键是5G。
编辑：王宇
校对：蒋海霞
