矿用5G技术助推中国现代采矿智能化更加高效安全
发布时间：2021-04-02 11:38:54 丨 文章来源： 丨 浏览次数：1855
随着矿产资源开采环境的日益恶化，开采难度逐渐加大。在这种情况下，为了保证计划中的采矿量能够及时完成，我国加强了对各大科研院校的研究和开发，开发了能够适应恶劣环境条件和不利地形条件的采矿设备。
5G是新一代蜂窝移动通信技术，具有传输速率高、时延小、可靠性高、容量大等优点。目前，煤矿5G系统正处于发送安全标准进行检测的过程中，尚未开发出满足煤矿特殊需要的系统。
只有对地面5G产品进行防爆改造，很难满足煤矿智能化建设的需要。煤矿存在瓦斯等易燃易爆气体，矿井无线传输衰减大，制约了5G在煤矿中的直接应用。
煤矿存在瓦斯等易燃易爆气体，矿井无线传输衰减大，制约了5G在煤矿的直接应用。矿山5G只对地面5G产品进行防爆改造，难以满足煤矿智能化建设的需要。因此，以煤矿井下安全为目标是当务之急。
生产特殊需要，研究和开发采矿5G。
(1)矿山5G应采用本质安全的防爆措施。矿山5G基站应根据同时工作的多发射天线的最大总功率来评估其防爆性能。对矿用5G基站天线的等效电感(包括分布电感)和等效电容(包括分布电容)进行了检测。对于具有可调传输功率软件的矿井5G基站，应固化传输功率调节软件，以保证在正常工作和故障条件下最大传输功率不会增加，设备的停电不应由停电的重量造成。
启动、断缆、基站控制器损坏、交换机/路由器损坏、电磁干扰等，导致传输功率最大增加。矿山5G基站的防爆性能不能保证软件不增加最大传输功率，应根据硬件的最大传输功率对其进行评估。
(2)防雷用5G应具有较强的抗干扰能力。在本质安全防爆、限容限电感的条件下，提高5G系统的抗干扰能力是矿山5G急需解决的技术问题。
(3)在采煤工作面无人或少人的情况下，应采用框架联动+记忆采煤+地质模型+地面遥控的方法。为了解决采煤工作面视频图像不清晰的问题，采用雾霾透尘摄像机。采煤工作面和掘进工作面的远程控制应选用5G。
(4)矿用5G应通过矿井车辆精确定位系统和惯性导航系统进行车辆定位和导航，选择激光雷达、毫米波雷达、热像仪、摄像机、车辆传感器和道路传感器对煤矿无人驾驶地面进行遥控。
感知车辆和周围环境。
(5)WIFI矿用移动通信系统具有成本低的优点。煤矿用橡胶轮车和电力机车的驱动速度有限，移动终端如移动电话等速度较慢。WIFI矿井移动通信系统能够满足煤矿井下移动通信的需要。5G矿用移动通信系统拥有多种移动电话，话音通话质量高，可用于快速移动通信等，但成本较高。针对矿山移动通信的特点，研制出的矿用5G的性能价格比低于矿用WiFi移动通信系统。
(6)矿用5G必须在地下铺设光缆。矿井5G基站、矿井5G基站控制器和煤矿设置的矿井网络交换机/路由器均由地下电网供电。煤矿瓦斯超限停电和风停将影响煤矿5G移动通信系统的正常运行。当煤矿发生瓦斯煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、岩爆、洪水、火灾、顶板崩落、爆炸等事故时，会引起采掘5G基站和天线、矿井5G基站控制器等。
矿用网络交换机/路由器损坏，电缆断裂。因此，矿井5G移动通信系统的抗突变能力远远低于矿井有线调度通信系统，难以满足应急通信的要求。严禁以矿井5G移动通信系统取代矿井有线调度通信系统。
(7)矿用5G核心网在地面上控制整个系统的工作。当煤矿光缆断裂或交换机/路由器发生故障时，井下系统将瘫痪。5G基站、基站控制器和交叉口在甲烷超过限值或停止风后不具有本质安全性和防爆性。
因此，如果没有煤矿安全监测的特点，5G就不能取代煤矿安全监测系统。
(8)矿井超宽带精确定位系统的定位精度为0.2m。5G未来的定位目标是1M的定位精度，但目前还没有实现。根据矿井运动目标精确定位的特点，5G的定位精度低于矿井UWB精密定位系统。
(9)在FR1(450~6000 MHz)频率范围内，ACDBEHG
F的最高传输速率为1.2Gbit/s(上行链路)和2.2Gbit/s(下行链路)，WiFi6的最高传输速率为9.6Gbit/s，WiFi6的传输速率高于5G。因此，根据煤矿安全生产的特点开发的矿用5G的性价比低于WiFi6。为了降低成本和维护工作量，应选择WIFi6作为低延迟要求的矿井视频图像监控系统。
(10)没有根据煤矿井下固定设备监测特点研制的矿山5G是可靠的。
性别低于我的有线监控系统。带式输送机、电源、排水等固定设备的监控和地面遥控，宜选用有线传输方式。
