基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术研究

基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术研究

陶存波

中煤智能科技有限公司 236700

摘要：随着科技的不断发展，井工煤矿的智能化建设越来越受到重视。5G技术的应用为井工煤矿信息化提供了新的可能。本文针对井工煤矿智能化建设要求，研究了基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术，介绍了该系统涵盖的智能化监视与监控、智能化采煤工作面、5G智能化掘进系统、5G辅助运输系统和智能通风系统等。

关键词：5G技术；工业互联网；井工煤矿；信息化技术

一、引言

随着煤炭资源的不断开采，井工煤矿的安全生产和管理面临着越来越大的挑战。为了提高生产效率、保障安全生产、优化管理流程，信息化技术的应用成为井工煤矿发展的重要方向。5G工业互联网为工业领域的数字化转型提供了强有力的支持，井工煤矿作为我国能源的重要来源，其信息化转型对于提升生产效率、保障安全生产具有重要意义。本文针对井工煤矿智能化建设要求，研究了基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术，重点介绍了该系统涵盖的智能化监视与监控、智能化采煤工作面、5G智能化掘进系统、5G辅助运输系统和智能通风系统等应用。

二、5G 万兆传输环网的构建

5G万兆传输环网在井工煤矿信息化中起到了关键作用。它通过构建万兆环网，利用5G无线通信技术，实现了高速、稳定的数据传输，为煤矿的安全生产和智能化管理提供了强有力的支持。5G万兆传输环网具备高带宽、低时延、高可靠性等优势，能够满足井下各种设备对通信的严苛需求。通过搭建5G网络平台，环网可以实现远程控制和实时监测功能，进一步提升了煤矿的生产效率和安全性。同时，5G万兆传输环网还可以支持视频通话等多媒体应用，为井下作业人员提供了更加便捷的通信方式。

在构建5G万兆传输环网时，需要考虑井下环境的特殊性，确保网络的稳定性和可靠性。此外，还需要结合智能传感器和数据分析技术，对环网进行实时监测和优化，确保数据传输的质量和效率。总之，通过构建万兆环网，利用5G无线通信技术，实现了高速、稳定的数据传输，为煤矿的安全生产和智能化管理提供了强有力的支持。

三、基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术应用

（一）智能化监视与监控

智能化监视与监控是保障煤矿安全生产的重要手段。通过引入5G技术，可以实现更加高效、准确的监视与监控，从而提高煤矿生产的安全性和效率。如：人员定位。通过定位技术，可以实时掌握井下作业人员的分布情况，提高对人员的管理和应急救援能力；矿压监测。通过安装矿压传感器，可以实时监测矿井围岩的压力变化情况，及时发现安全隐患，为预防矿井塌方等事故提供有力帮助；水文监测。通过智能化监视与监控系统，可以实时监测矿井水位、流量等水文参数，及时发现矿井水患风险，保障矿井生产安全；设备振动与点检。通过安装振动传感器和点检设备，可以实时监测设备的运行状态和故障情况，及时发现设备故障隐患，提高设备的运行效率和安全性；工业视频。通过安装视频监控设备，可以实时监控矿井内的生产情况和设备运行状态，为管理人员提供直观、实时的监控数据。同时，结合智能分析技术，可以对视频数据进行智能分析，自动识别异常情况，提高监控的准确性和实时性；随着技术的不断发展，智能化监视与监控系统的应用将会越来越广泛。

（二）智能化采煤工作面

智能化采煤工作面是井工煤矿信息化的重要组成部分。通过引入5G技术，采煤设备可以实现远程控制和实时监测，从而提高采煤效率和质量，降低安全风险。在智能化采煤工作面中，各种设备如顺槽带式输送机、转载机、破碎机、泵站、刮板运输机和采煤机等都可以在地面集控中心进行远程“一键启停”操作。这大大简化了操作流程，提高了生产效率。此外，设备的自动记忆截割功能可以根据上一次的截割路径自动进行下一次操作，减少了人工干预的需求。

其液压支架的自动跟机移架功能可以根据采煤机的位置自动调整液压支架的位置，实现了自动化跟机作业。同时，远程介入补架功能也使得支架的补架工作可以在远程进行，降低了作业人员的安全风险。还有工作面视频自动跟机切换功能使得视频监控能够随着采煤机的移动而自动切换，方便了操作人员对采煤过程的实时监控。而工作面设备的自动闭锁功能则可以防止设备在非正常状态下运行，提高了设备运行的安全性。智能化采煤工作面的应用，不仅提高了采煤作业的自动化水平，降低了人工干预和操作失误的风险，同时也为煤矿带来了更高的生产效益。

（三）5G智能化掘进系统

5G智能化掘进系统是利用5G技术实现了掘进作业的远程控制、信号集成和智能化管理。首先，5G智能化掘进系统通过远程控制技术，实现了掘进作业的自动化和智能化。操作人员可以在地面或集控中心对掘进设备进行远程控制，减少了作业人员在危险区域的工作量，提高了作业的安全性。其次，该系统实现了工作面掘、支、锚、运设备的信号集成，使得各种设备的运行状态和工作数据能够实时传输到控制中心，方便了操作人员对设备的管理和监控。此外，5G智能化掘进系统还具备可视化、惯性导航、远程控制和自动定位截割等功能。通过可视化技术，操作人员可以实时掌握掘进设备的运行情况和周围环境，提高了作业的精度和安全性。惯性导航技术则可以实现对掘进设备的精准定位和自动截割，进一步提高了掘进作业的效率和精度。最后，5G智能化掘进系统的自动定位截割功能可以根据预设的截割路径自动进行截割作业，减少了人工干预的需求，提高了作业的自动化水平。

（四）5G辅助运输系统

5G辅助运输系统中的辅助运输立体交通管控系统非常先进，它能够实时监控电机车和单轨吊的运行状态，实现车辆运输信息的共享和统一在线调度。通过5G技术，该系统能够实时传输大量的运输信息，包括电机车和单轨吊的位置、速度、货物重量等，这些数据被实时上传到云端进行数据分析。分析结果可以帮助管理人员更好地了解运输情况，预测未来的运输需求，从而制定更加合理的运输计划。此外，该系统还具备自动识别和预警功能。当电机车或单轨吊出现异常情况时，系统会自动发出警报，通知管理人员及时处理。同时，系统还能够根据运输需求和实际情况，自动调整电机车和单轨吊的运行路径和运输计划，进一步提高运输效率。

（五）智能通风系统

智能通风系统是井下通风管理的重要工具，它具备通风网络动态解算功能，可以智能控风、调风，实现井下通风状态的三维动态可视化。首先，智能通风系统通过实时监测井下的通风情况，能够自动调整通风设备的运行状态，保持井下的通风状态在最佳状态，大大提高了通风管理的效率和安全性。其次，智能通风系统具备通风网络动态解算功能，系统可以自动调整通风设备的运行参数和状态，以满足井下安全生产的需求。然后，智能通风系统还实现了井下通风状态的三维动态可视化。通过三维建模和可视化技术，系统可以直观地展示井下通风状态的变化情况，方便管理人员更加全面地了解井下的通风情况。智能通风系统是实现矿井通风安全、高效运行的有效手段，是实现矿井安全高效运行的重要保障。

四、结语

基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术是实现矿山智能化生产和管理的重要手段之一。该技术的应用将极大地提高矿山生产和管理效率，保障矿山安全生产，优化管理流程，推动矿山产业的升级和发展。未来，随着技术的不断进步和应用范围的扩大，基于5G工业互联网的井工煤矿信息化技术将发挥更加重要的作用。

参考文献

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