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5G来了!智慧矿山新模式

作者:李平 浏览:26 发表时间:2020-07-27 14:46:50 来源:中国矿业报

山东黄金矿业(莱西)有限公司(下称莱西公司)联合中国移动、华为技术有限公司共同设计部署的采用5G+远程遥控+无人化智能开采技术的矿井日前正式投入运行,成为全国首家具有5G+无人驾驶技术的矿井。

2019年以来,莱西公司逐步实践5G技术工业化应用,积极探索智慧矿山建设新模式,为黄金产业转型升级和高质量发展奠定了基础。

通过井上远程遥控实现铲运机和运矿车一体化作业

探索5G引领矿山智慧化

近年来,莱西公司积极推进智慧矿山建设,通风系统、排水系统、提升系统、选矿系统、-500米中段主运输系统、各中段放矿系统等生产辅助系统的自动化和远程控制总进度已达到90%以上,在国内同行业中处于较高水平,选矿车间目前仅配置人员21人,劳动生产率达到国际一流水平。

但受井下网络传输延时较高等不利因素制约,在进行井下生产作业设备的远程操控改造时遇到了较大的技术阻力。随着5G技术的逐渐成熟,莱西公司敏锐地察觉到,5G技术必将成为莱西公司破除技术阻碍,打开新局面的制胜法宝。

基于此,莱西公司携手莱西移动、华为公司,在目前自动化的基础上,全面引进高速率、大容量、低延时的5G移动通信技术,以实现“自主研发、自主攻关、自主改造”,带领矿山走出一条崭新的智慧化生存发展之路。

借势5G抢占发展快车道

2019年11月11日,莱西公司完成了5G基站设备网络调试和无人驾驶电机车运输系统的网络对接,实现-500米中段5G网络全覆盖,经现场网络数据测试,下行速率保持在800兆以上,上行速率稳定保持在100兆以上,端到端时延小于20毫秒,可充分满足超高清视频类大数据量传送和工业控制类场景对网络的需求。

同年11月12日,利用以太网OVER GRE技术,通过VPN隧道实现5G网络与内网、设备、工业软件、控制系统融合,打通了“信息孤岛”。

同年11月13日,莱西公司5G智能驾驶电机车试车成功,成为国内首个5G矿业工业化应用成功案例,拉开了5G智慧矿山建设的序幕。由于解决了传统工业WiFi网络时延大,时延抖动不可控,无线信号易受干扰的局面,远程控制具备了可操作性。现在已减员10余人,减人占比63%。

取势5G颠覆井下作业模式

5G具有超大上行带宽的特性是3/4G的10倍,WiFi的2~3倍,能够承载井下运矿车及铲矿车上多路高清摄像头视频大数据量的回传。

莱西公司与工程公司共同探索的1立方米智能电动铲运机控制系统,采用视频与雷达信号相结合的方式,在车辆四周布置广角摄像头,拼接360°全景影像,并在车体上布置高清平面摄像头,模拟驾驶员驾驶视角;在地下铲运机的前后车架分别安装毫米波雷达,在不同距离处使用不同颜色提醒,与视觉系统相结合,为远程控制人员提供空间及障碍物信息,通过高速率信号采集、高清视频监控的方式实现远程精准操控设备。

2020年1月9日,该铲运机已在-400米中段探矿巷远程操控铲装半工业试验,目前正在不断优化过程中,可实现井上操作人员1人替代井下作业人员3人,彻底颠覆传统矿山企业井下铲装作业模式,具有极其重大的示范意义和应用价值。

谋势5G实现井下一体化作业

矿井作业是一个高危职业,山东黄金矿业一直积极探索无人矿山,通过引入5G移动通信网络,实现运矿车的全自动无人驾驶以及远程遥控铲运机和运矿车一体化作业。

如今,在莱西公司智能操控平台,只需远程登录就可以在操控台实现井下作业的全程无死角监控和操作。远程全视频调度系统,则利用视频分析技术,对各重要场所的人、物、环进行多个角度24小时视频监控,实现人员违章乘车、乘车超员、水仓水位持续升高、库房夜间疑似偷盗、皮带机堆料、异物、撕裂、各设备运转部位人员违章作业等报警推送。

未来,莱西公司计划结合5G、超高清视频、无人驾驶、云平台等前沿信息技术,从运输、铲装、凿岩等环节入手,继续优化井下电机车、铲运机和凿岩台车的远程操控和自动驾驶等场景,并建立与之配套生产管理体系,实现巷道掘进施工工序全部远程自动化、机械化一次完成,进一步提升采掘工程机械化、自动化作业水平,提高劳动效率,降低员工劳动强度,大幅度减少井下作业人员,不断改善作业环境,由过去的劳动力密集型旧业态转换为知识密集型新业态,在自动化减人和降本增效方面取得新的成果,推动智慧矿山建设取得新突破。

 (来源:中国矿业报 本报记者:李平 )


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