5G助力智慧矿山数字化转型

谈明强

（青海黄河矿业有限责任公司，青海 西宁 810008）

矿山行业在我国社会发展的过程当中占据非常重要的地位，并且在矿山开采的过程当中往往会出现各种各样的安全事故，并且导致安全事故出现的因素也存在着极大的不确定性。如果在矿山行业发展的过程当中将5G技术合理的应用到井下作业过程当中，这将会带动我国矿山行业生产水平提升一个档次。在矿山开采的过程当中实现数字化转型能够让各种危险因素变得可控，从而实现安全生产。随着网络科技的不断发展，第五代移动通信技术将在我国得到普及，相较于4G来说5G技术在应用的过程当中具有更为系统的接收模块和抗干扰模块，如果能够将这项技术合理的应用到其中那么对于我国矿山井下作业的传输效率来说具有非常重要的帮助。为了能够让这项技术得到合理的应用，这就需要相关的工作人员能够不断地的加强这方面的研究，积极的采取相应的措施让5G技术充分的融入到矿山开采活动当中，为人们的人身安全提供一定的保障，同时也能够在一定程度上让我国所获得经济效益得到不断地提升。

1 5G技术与智能矿山之间的概念

1.1 5G技术

5G技术通俗的来说就是第五代移动通信技术，这是继4G之后又一种新兴蜂窝移动通信技术，在实际应用的过程当中具备非常大的优势，相较于4G网络的传输速度来说5G的传输速度更快，并且带宽更广泛，数据在传输的过程当中延迟较小。就目前为止5G技术已经在我国社会当中得到了非常广泛的应用，在工业互联网、车联网、智能交通等等一些方面的应用都非常广泛。并且在对抗疫情的过程当中也发挥出了其独有的作用。让我国的医疗建设变得更加智能。在各行各业当中的正常应用可以看出在未来5G技术将和4G一样贯穿于我们的日常生活当中，并且也是未来发展的趋势。在我国矿山建设工作开展的过程当中合理的应用5G技术能够带动矿山的发展朝着更加智能的方向发展下去，进而让矿山产业变得更加规模化。因此可以看出在矿山发展的过程当中将5G技术合理的应用到其中对于我国未来的发展来说具有非常重要的作用。

1.2 智能矿山

智能矿山主要指的就是在矿山开采工作进行的过程当中将云计算、大数据、5G、物联网等一些技术进行有效的结合，让这些技术融合在一起，从而实现矿山设计、开采、运输等等一些环节的自主规划，实现自我感知、自我决策、自己运行这样就能够让矿山在生产的过程当中自身的生产效率得到不断提升，并且还能够通过监控来实现远程监控，将矿山在运行的过程当中整体的运行状态及时的反馈到主操控室，并且通过监控对矿山系统进行全面的监控也能够让矿山在开采工作进行的过程当中始终维持在一个较为正常的水平。智能矿山的主要体系包含的就是基础系统，过程自动化控制系统，生产过程执行系统，智能决策系统这几个方面。

2 5G技术在智能矿山建设中的应用

2.1 矿区安防系统

5G技术在应用的过程当中优势是非常明显的，其中快速的传输和端端捂脸等优势是非常重要的一个方面，那么在矿山安防工作进行的过程当中就可以将5G技术充分的应用到其中。能够利用5G技术对井下进行作业的工作人员进行实时的定位，并且还能够准确的知道其位置所在，将所获得的信息和井下的信息进行共享，并且还能够通过这项技术对露天开采进行工作的工作人员进行相应的管控，如果工作人员在工作开展的过程当中出现了那些工作不到位，管理缺失等问题就可以利用这些监控措施将问题证据收集起来，做到有理可循。智能终端的主动推送和自动的识别功能能够对各种信息进行筛选和识别，将需要进行推送的技术进行共享。相较于传统的网络传输来说，5G模式的传输效率更高，并且自身的延时相对来说较短。具备较高的可靠性。根据相关科学研究表明，5G技术在应用的过程当中相较于4G网络其传输效率能够达到10Gbps，那么这就代表人们在进行信息传输的过程当中可以通过网络平台进行高清影像的实时传输工作，并且还能够覆盖整个矿区，做到监控无盲点，巡查系统无死角，出现问题就能够快速相应的安全管理体系。因此可以看出将5G技术合理的应用到矿区的安防系统当中能够让安全事故发生的概率不断地降低，保护人们的生命和财产安全。

2.2 爆破作业与矿山机器人应用

5G技术不单单能够在安防系统当中起到非常重要的作痛，勇士在需要进行频繁爆破的挣扎哈卓尔露天矿也具有非常重要的作用，土方的剥离工作需要采取穿孔爆破的方式才能够进行运输，并且在这一地区进行爆破的过程当中爆破点往往在三处以上，这就难免会让工作人员在操作的过程当中面临着巨大的安全威胁，即使工作人员在进行操作的过程当中完全按照相应的规章来进行操作也难免会出现各种各样的问题，承担着非常高的安全风险。而矿山机器人的应用就能够有效的代替工作人员来进行操作，矿山机器人能够将人工操作完全替代，并且具有灵活、可移动等一些特性。在对矿山机器人进行操控的过程当中需要依托通信网络技术，在未来矿山发展的过程当中井下作业将会出现越来越多的机器人来替代人工进行操作，在云端对机器人进行控制，并且将计算所得到结果及时的反馈到云端，然后云端的工作人员在根据反馈的信息进行行动策略部署。5G技术在整个过程当中所起到的主要作用就是将机器人和云端的处理器进行有效的链接，降低延迟，满足云端处理器和传输之间不会超过100ms的延迟，这样就能够对机器人进行指令发布，让机器人按照相关的指令来进行操作，其次就是还能够利用5G高清云台摄像头来对操作进行监控，实现良好的现场爆破工作，从而让人们的生命财产安全得到有效的保障。

2.3 在生产设备远程控制中进行应用

在矿山开采工作开展的过程当中最为重要的一个方面就是要解决远程智能化操控开采的难题。传统的远程控制系统在使用的过程当中需要采用多种协议的方式才能够有效的将各种信息收集起来，然后传送到远程控制中心当中。因此，过去仅仅有一部分对实时性的要求不高的功能才能够通过远程控制中心来实现，实时性的要求高的功能出于安全性的角度一直没有被考虑到实际工作当中。在井下进行矿山作业开采的过程当中，生成的数据相对来说较大、具有较快的变化速度，在低延时高宽带的影响之下能够有效地解决这一存在的问题。因此可以看出为了能够让远程控制设备得到更好的应用，发挥出更加良好的作用这就需要相关的工作人员在实际工作开展的过程当中不断地加强这方面的研究，将5G技术合理的应用到其中，从而更好地为我国社会的发展打下良好的经济基础。并且还能有让人员的伤亡降到最低，确保人们的生命和财产安全得到保障。

2.4 在有色金属矿山中的应用

据了解，普朗铜矿位于香格里拉市东北部，海拔3400至4500米。引入5G技术建设智能矿山，是迪庆有色打造世界级铜矿的重大战略思路之一。2020年，为充分发挥先进采矿技术和装备能力，进一步提升规模化生产优势，迪庆有色年初开始建设“5G+智能矿山”。一年来，迪庆有色与中铝智能科技等单位紧密合作，完成了需求调研、设计研究、5G建设、技术验证等一系列工作，构建了5G工业专网。今年5月至6月，进行了矿山生产智能设备和智能控制系统的调试，在矿山成功实施了5G智能采矿的工业应用。经过5G智能控制采矿设备、5G+无人轨道交通系统、5G+无人铲运机系统、5G+井下vta视频通话、5G+井下安全六大系统、5G+尾矿库安全在线监控系统、5G+人员智能安全管理系统等技术创新产业化应用，开启了地下矿脉开采作业的自动化、智能化模式，可提高井下采矿设备效率和生产的基础安全水平，减少井下巡检工作。逐步实现“少人，无人”的目标，具有重要的现实意义。

3 关于矿山5G网络建设的建议

在5G网络建设工作开展的过程当中需要注重的就是要不断的加强对成本方面的管理工作，因为5G网络的部署和运营在实际环境当中往往需要投入大量的资金，在智能矿山建设进行的过程当中就需要相关的工作人员能够采用各种有效的技术手段来降低在进行建设过程当中的成本消耗问题。例如在进行建设的过程当中将电价的优惠措施来降低总的运行和维护成本。积极调动供应商以及各个企业参与到矿山5G网络的建设活动当中。鼓励电信运营商参与矿山5G网络建设，不仅可以实现网络共享，还可以有效控制成本和费用，提高网络的应用性能。鼓励企业参与5G网络建设，建设覆盖矿区、医院、工地、港口等各方面的5G网络系统，以集约化的5G网络系统开展各项业务。有利于提高数据信息处理的效果，保证数据的安全传输。智能矿业大数据中心成立，形成智能矿业数据仓库，数据标准体系和数据分析平台，充分利用数据资源，充分发挥数据的潜在价值。多维度、多层次、多角度发展。数据挖掘和分析，使生产和应用数据得到有效利用，达到资源共享的目的。为公司的决策和生产管理提供了科学依据。构建智能矿山可视化平台，将大数据分析决策平台的分析结果以多维可视化方式展示，形成联动数据屏，为决策提供新的视角，使决策更加生动快捷，提升安全生产管理水平。

智能无人采矿车在智能采矿生产线中发挥着越来越重要的作用。采矿卡车首先从距离垃圾填埋场一公里远的地方捡起被丢弃的砾石，然后根据预先设定的路线自己开车回去倾倒砾石，并以厘米的精度返回。现场采用人工遥控找平，可有效节省人力物力，尽快完成相应任务。

事实上，无人采矿设备可以提高整体生产力。无人驾驶采矿机器和设备可以经常不知疲倦地连续工作，大大降低了高风险甚至危及生命的错误风险。如果设备卡在矿井里，工人可以稍后再处理，不用担心他们的“生命”。目前，许多采矿公司正在采用“数字采矿”系统，在这种系统中，设备相互连接，通过智能技术实施分散控制，以确保进度并最大限度地减少人力需求。

矿用机器人作为矿业的前沿技术产品，不仅在技术集成上非常成熟，而且应用领域非常广泛。目前的采矿机器人包括各种类型，如凿岩、采矿、地下喷射混凝土、气体和低压检测、水下采矿等。每种类型对应一个单独的挖掘链接，从而完全覆盖所有链接。随着技术和材料的不断进步，矿用机器人将发挥越来越重要的作用。

投资采矿自动化在非洲并不少见。全自动卡车已经在南非北开普省的芬奇钻石矿运营了10多年。2014年，英美资源集团在南非林波波省的Venetia地下钻石矿投资了全自动卡车、钻机和运输列车。

在加拿大，越来越多的矿业公司正在使用数字工具和技术来提高生产能力。在嘉能可的Onaping Depth矿，数字系统用于计划轮班任务、跟踪延迟、监控任务进度和设备可用性。目标是使用基于人-过程技术集成的方法来减少操作可变性并提高生产率。

目前，国内近40%的矿用设备来自国外，大型高端设备进口比例很高。虽然中国也可以向国外输送一些采矿设备，但这些设备的技术水平远远落后于发达国家。一些关键技术也掌握在发达国家手中，国内大部分企业只能生产低端产品。要扭转这种局面，还需要在技术创新上扎扎实实的努力。基于这种情况，国内大型露天矿山开始在矿区建设和测试无人驾驶、物联网等系统。积极为智能矿山的美好明天做出更大的贡献。

4 结束语

总而言之在实际工作开展的过程当中如果想要让矿山的智能化得到更进一步的发展，这就需要将5G技术合理的应用到其中，从而才能够更好的为我国社会经济的发展奠定基础。