山西煤矿智能化转型成效显著 5G技术破解矿山安全高效难题

问题——传统露天矿生产环节多、跨度大,安全与效率长期受制于“人”和“场”。

露天煤矿作业面分散,爆破、采装、运输、排土等工序连续衔接,现场车辆与大型设备频繁交叉运行。

受粉尘、寒冷、噪声等环境影响,一线岗位劳动强度大、风险点多;同时,装备规模化运行对调度、协同提出更高要求,一旦通信不畅或数据回传不及时,远程操控与自动化协同就难以落地,甚至会形成新的安全隐患。

如何在复杂地形条件下稳定传输指令与视频数据、实现对关键装备的精细化控制,成为推进智能化改造的“先手棋”。

原因——矿坑地形起伏与作业空间变化快,导致覆盖难、干扰多、盲区易反复出现。

东露天矿从边帮到核心作业区距离远、遮挡多,车辆持续移动、工况不断切换,对网络连续性提出高要求。

过去一段时间,设备“掉线”、数据传不回、指令下不去的情况时有发生,使得无人化作业只能停留在局部试点。

加之高清视频监控、设备状态监测、路径规划等业务对带宽与时延要求同时提升,单一频段或传统方案难以兼顾“覆盖深度”和“数据容量”。

影响——网络底座补齐后,智能化从“能用”走向“好用”,安全、效率、成本三方面效益同步释放。

走进调度指挥中心,矿区全景、设备特写、关键参数在多屏实时呈现,作业指令通过平台下发,无人矿卡按既定路线行驶并具备自动避让能力,钻机依据三维坐标与工艺参数完成精细化钻孔,监控画面全天候回传,形成“看得见、管得住、调得动”的闭环管理。

对一线工人而言,岗位从高风险现场转向相对安全的室内操控与巡检监管,作业强度下降、风险敞口收缩;对生产组织而言,采、运、排协同更稳定,异常识别更及时。

数据显示,系统投用后,无人钻机效率提升约10%,故障率下降60%,维修成本降低超65%,传统煤矿“高危、低效”的结构性难题得到缓解。

对策——以双频融合补覆盖,以算力下沉降时延,以平台化调度促协同,构建“通信+算力+应用”一体化方案。

为破解矿坑覆盖难题,项目采用2.6GHz与700MHz双频协同:低频段强化穿透与广覆盖,尽可能消除盲区;中高频段提供更大容量,满足高清视频与海量数据并发需求。

同时,在关键点位增设信号增强设备,提升边帮、转运道路等复杂区域的连续覆盖。

更关键的是,将5G核心网与边缘计算服务器部署至矿区内部,把数据处理与业务决策“搬到现场”,显著缩短传输链路,时延压缩至毫秒级水平,使无人驾驶控制、设备协同与报警处置更及时可靠。

依托一体化管理平台,系统可对车辆速度、负载、钻机压力等状态参数进行联动监测,出现异常自动预警并给出处置建议,推动从“事后抢修”向“预测维护”转变。

前景——在能源保供与安全生产双重要求下,智能化矿山将从示范应用走向规模推广,但需同步完善标准、治理数据与强化安全冗余。

随着5G专网、边缘计算、北斗高精度定位、工业互联网平台等技术进一步成熟,煤矿无人化、少人化作业的适用范围有望从单一装备延伸到多工序协同,从局部作业面扩展到全矿区“系统工程”。

同时也要看到,矿山智能化不是简单“上设备、铺网络”,还需建立适配不同矿型的建设标准与验收体系,打通设备协议与数据接口,形成可复用的模型与工艺参数库;并在网络、定位、控制等关键环节设置多重冗余与应急机制,确保极端工况下系统可控、可退、可恢复。

通过持续迭代与规范化推进,智能化矿山有望在提升本质安全水平的同时,为行业降本增效、绿色低碳转型提供更坚实的支撑。

中煤平朔东露天矿的智能化转型,是传统产业焕发新生的生动缩影。

从矿工的职业环境改善,到生产效率的大幅提升,再到经济效益的显著增长,这一项目充分展示了新一代信息技术对传统产业的深刻赋能作用。

在"十四五"高质量发展的新阶段,类似的产业升级实践将进一步推动中国经济结构优化、增长动能转换。

山西煤炭产业的数字化之路,正在为全国能源产业转型树立标杆,也为其他传统产业的智能化改造提供了可复制、可推广的经验。