“新基建”概念及5G技术在采矿设备中的应用

梁春晖

【摘要】    矿产开采关系到社会经济的发展，同时矿产开采又会对环境造成严重的破坏，不利于生态环境的保护，不符合“三条红线”的要求。“5G时代”的来临，“新基建”的概念已经逐步得到贯彻与实施，互联网技术、大数据技术的快速推广与应用，对矿产开采设备的发展形成了冲击，智能化、集约化已经成为采矿设备发展的主要方向。本文以三个应用场景为例，分析5G技术在采矿设备中的实际应用，以供参考。

【关键词】    生态文明   矿山开采    5G技术    设备

矿业属于国家的支柱型产业，对社会经济的稳定发展直到至关重要的作用，但是传统的采矿方式对环境的破坏是非常大的，尤其是露天采矿的方式，更是违背了建设青山绿水的美好愿景[1]。新基建的概念是在2018年时提出的，5G技术的发展对新基建的概念有了新的诠释，将其引入到矿山开采设备中，对开采设备向着大型化、清洁化、智能化、集约化的方向发展起到了推动作用。

一、对生态文明建设的理解分析

早在2005年的时候习近平书记就提出了“绿水青山就是金山银山”的科学论断，这句话其实说明了绿水青山与金山银山之间的辩证关系就是经济发展与生态保护之间的关系，要求我们在发展经济的同时要坚持节约资源、保护环境，做到人与自然和谐共生。我国一直倡导生态文明建设，其含义是在建设过程中注重环境保护、做到节能减排才能实现生态文明，是在产业高度发达、人民生活富足、经济高质量发展的基础上，加快生态文明体系建设的脚步[2]。

二、矿山开采与生态文明建设的矛盾

矿山开采是为了满足社会经济发展对矿产资源的需求，当前我国城镇化建设正逐步推进，对各类资源的需求缺口是非常大的，同时新基建概念的提出，加上“扩内需、保出口”政策的支持，也刺激了市场对资源的需求。但是，在满足矿产资源市场需求的同时必须坚守“三条红线”，即生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线，这就需要在矿山开采的时候提高机械设备的利用效率，利用先进的开采技术，并做好采后矿区的保护与治理工作，从源头上解决矿山开采与生态文明建设之间的矛盾。

三、基于5G技术的矿山智能化开采的优势

3.1通信技术对矿山开采的影响

通信技术一直与矿山开采有着紧密的关联，随着科技的进步与发展，在矿山行业中也在 断的探索新技术的应用，开采方式逐步由人工机械开采向着自动化开采、智能化开采的方向发展，而每一次开采技术的升级改造都和通信技术的发展有着密切的联系，通信技术由最初的简单语音到可视化，再到现在的万物互联、智能开采，数据传输、开采控制等方面都有了非常大的突破，而我国的开采技术也由早期的技术引进到现在的自主创新，发生了天翻地覆的变化。

在5G技术应用之前，通信技术主要是停留在人与人之间的联系，在5G技术应用之后应用场景发生了转变，eMBB、mMTC和URLLC等几种应用场景对用户体验都有了很大的提升，满足了矿山开采在高带宽、低延时等传统业务的需求，并且还解决了矿山开采设备的互联与远程交互的应用难题。

5G技术的发展对物联网技术的发展起到了助推的作用，同时物联网技术又推动了大数据技术的应用与发展，大数据技术则成为发展云计算与人工智能的重要基础，最后5G技术又为云计算与人工智能解决了数据传输方面的难题。随着5G技术在矿山开采设备中的融合发展，云计算技术、大数据技术、人工智能等技术将会得到深度的融合，形成以5G技术为主的新生态体系，为矿山产业升级改造转型打下坚实的基础。

3.2基于5G技术矿山智能化开采发展

开采技术是矿山企业的核心生产技术，开采技术的发展也必将成为促进矿山企业生产建设及相关技术进步的关键性要素。在矿山开采生产中5G技术的优势主要体现在以下几个方面：

1.带宽的优势。矿山开采往往受到空间环境的影响，利用5G技术带宽的优势可以在受限的空间环境中部署更多的传感设备、高清摄像，数据传输量也会更大，所获取的视频更加清晰，提供的数据信息更加精准。

2.低延时的优势。低延时也是5G技术的优势之一，在开采过程中机械设备的运行工况都需要按照一定的逻辑控制指令快速完成，延时要按毫秒级进行计算，这样才能保证其可靠性。而5G技术在这方面凸显了其优势，可以保证对开采设备的控制更加精确。

3.根据行业的不同对于信息网络技术延时性与可靠性等方面的需求程度也不尽相同，5G技术的应用优势还体现在可以利用切片技术对物理网络进行分割，从而得到多个逻辑独立的虚拟网络，这在矿山智能开采的特殊应用场景中非常适合。还能够将各类传感设备收集的数据与预警分析和控制服务进行融合，用于分析数据源边缘地带的信息，实现对开采设备的远程控制。

四、加快5 G技术在矿山设备中的应用

露天采矿的方法在安全性与资源回收方面具有一定的优势，因此很多企业都采用露天采矿的方法。随着科技的发展，采矿设备也经历了传统采矿、自动化采矿、数字化采矿、智能化四个重要阶段，开采技术也从开始的人工机械到机电一体化，再到当前的无人开采，在使用了5G技术之后，即使是相隔千里也能进行远程控制，进行无人采矿。

4.1加大对采矿设备的升级改造

近些年人們对于生态环境越来越关注，PM2.5、大气污染、水污染、雾霾等名词也为人们所熟知，人们开始向往回归绿水清山的美好生活。露天采矿是导致环境恶化的主要诱因，传统的采矿对造成水土流失、地面沉降、物种消亡，所产生的废水还会造成严重的水污染。从当前现状来看，许多矿产企业的开采设备依旧停留在管理粗放、对环境破坏大的问题，这些都将成设备升级改造或者淘汰的目标，随着人们生态意识的逐步加强，开采设备也将向着大型化、清洁化、智能化、集约化的方向发展。落后的开采设备严重制约着矿产企业的转型升级与未来的发展，随着5G时代的来临，企业必须坚持“在开发中保护、在利用中治理”的原则，着手开采设备的转型升级改造。目前，通过华为技术已经可以实现远程控制设备采矿、运输，避免一线工人进入尘土飞扬的采矿现场。工人只需要通过操作台进行远程操作，利用5G技术在大屏幕上实时看到远在千里之外的操作现场[3]。

4.2基于5G技术的“新基建”在采矿设备中的应用

“新基建”概念是时代发展的必然，是在传统基建概念上的创新发展。利用大数据技术，将采矿设备纳入到管理之中，实现全覆盖、全联通，通过监测系统对开采设备的运转情况进行实时监控，根据设备的运转状态制定灵活的检修与维护方案，消除设备带病作业的情况，这样可以大大提高开采设备的性能，提高生产效率与安全性。在“新基建”的要求下，应加快5G基站的建设，构建以采矿设备为主的大数据中心，实现矿山数字化、信息化，对矿区的安全生产、工人的安全与健康以及后勤保障等方面做到自主感知、自动分析、快速处理，全面完成智慧矿山的升级改造。随着5G技术的应用与发展，将会有更多的机械设备纳入到管理控制系统中，实现多元化、综合化、智能化，利用5G技术的优势加快采矿设备的升级改造，开启矿山开采的新时代。

5G技术的应用不能只停留在基础网络建设方面，必须深入融合的行业当中，融入到场景应用当中，实现万物互联。在以5G技术为主的“新基建”要求下，采矿设备的发展也将迎来新的机遇与挑战，配套支持与服务将更加全面，市场发展方向也更加明确。利用5G技术的优势，开采设备的信息传输速度发生质的飞跃，信息容量得到大幅度提升，计算速度也提高到了一个新的高度。通过5G网络技术构建的大数据平台快速完成设备运行数据库的建立，设备管理人员可以通过这些采集到的数据快速形成开采设备的运行报告，并快速完成数据分析，全面了解设备的实时运行状况，从而对设备的检修维护做出准确的安排。设备管理人员还可以利用数据库实时了解设备的能耗情况、环保指标，实现对开采设备的智能化管理、清洁化管理。

4.3基于5G技术的应用场景

1.对生产现场的监测

大宽带、低延时是5G通信技术的一大优势，在矿区开采中利用5G通信技术可以建立高效的实时监控系统，利用高清摄像头完成开采设备运转情况的采集与制作工作，利用远程传输系统将采集到的高清视频回传到中心控制平台，中心控制平台对收集到的高清视频进行分析，对异常情况做出正确的处理，并完成对数据信息的存储与展示工作。通过高清监控系统，中心控制平台可以实时掌握操作人员的异常行为、设备的运转故障、生产环境存在的隐患等等，保证安全生产。

2.对生产设备与关键部件的监测

在矿山开采过程中有许多的传感装置，完成对开采过程的温度监控、压力监控、振幅监控等。这些传感装置完成对相关数据的采集，通过计算机的PLC编程将这些数据以图像的形式显示出来，传输到大数据平台，通过智能系统对设备的运行情况进行分析，如存在故障则及时报警。设备管理人员也能够通过图像的波动情况做出判断，了解设备的运行状态，从而科学的制定开采设备的检修维护计划。通过图像的波动情况还可以了解到设备运行过程中易出现损耗的部位，便于在日常生产中对设备做出有针对性的检查检修，以保证安全生产。

3.对设备资料与档案的统一管理

矿山开采作业过程中产生的数据资料是非常庞大的，主要包括设备的运行管理与维修维护记录等等，这些资料与档案对以后的设备维护管理决策起着至关重要的作用。对设备资料的管理过程主要包括收集、分类、整理、检索、修改、存储、传输、计算、输出等等[4]，利用5G高速率的优势，快速建立数据资料和档案的管理程序或系统，完成资料和档案的统一管理。

五、结束语

综上所述，加快生态文明建设，以建设“绿色矿山”为导向，搭上以5G技术为主的“新基建”的东风，快速完成开采设备的升级改造，探索绿色开采新模式，坚持保护和开发并重的原则，是当前矿山企业谋求高质量发展的新途径。

參  考  文  献

[1]李宝东.践行“两山”理论促进农业农村绿色发展[J].再生资源与循环经济，2020，13（2）.

[2]吴文盛，王琳，宋泽峰，周吉光.新时期我国矿产资源开发与生态环境保护矛盾的探讨[J].中国矿业，2020，29（3）.

[3]赵燚.无运输倒堆工艺下高台阶内薄煤层开采技术研究[D].包头：内蒙古科技大学，2019.

[4]陶然.电信服务提供商终端设备管理模式与流程研究[D].上海：复旦大学，2014.