陕西首个复杂地质条件下“5G+智慧矿山”落户彬长矿区

9月8日，陕西首个复杂地质条件下“5G+智慧矿山”在陕煤集团彬长矿业公司小庄矿落地。

近年来，煤矿智能化发展驶入快车道，但在赋存条件复杂的多元灾害矿井涉足较少。彬长矿业下属5对矿井，煤层埋深500米至1000米，煤层厚度4米至26米，开采条件复杂，瓦斯、水、火、冲击地压等灾害耦合叠加，被国家煤监局定位为全国煤矿灾害最重、治理难度最大、安全风险最高、有效防范和遏制重特大事故任务最繁重的矿区之一。

智能化建设是推动煤炭企业安全发展的关键支撑，也是践行绿色发展理念，实现“双碳”目标的具体举措。

“2019年3月，彬长矿业充分调研论证，先行先试，在小庄矿建成西部地区首个多元灾害条件下特厚煤层智能化综放工作面。截至今年5月，公司4对生产矿井全部实现智能化开采。”彬长矿业公司党委书记、执行董事赵文革说。

5G赋能智慧矿山，是当前煤炭产业与时代同频共振，实现转型发展的重要途径。今年以来，彬长矿业聚焦智能矿山、智慧矿区、一流企业目标，全力推动井上井下5G基站建设及网络覆盖，积极打造“5G+智慧矿区”。

作为陕西省“5G+智慧矿山”试点示范项目的小庄矿“5G+智慧矿山”项目，依照“总体规划、分步实施、因地制宜、效益优先”的原则，利用5G无线通信技术、MEC架构、超融合架构、大数据、图像识别、分布式计算、4D-GIS、数字孪生等先进技术，构建高效的智能化生产执行、经营管理和科学风险预警体系。

“该项目的显著特点是形成‘1+3+1+N’模式：1个平台：‘5G+智慧矿区’基础设施；3个系统：井下高清视频图像 5G 传输应用系统、5G安全监测泛在感知物联网应用系统、5G 数字孪生工作面和煤矿生产应用系统；1个标准：煤炭行业智能化标准。N个智能化应用：围绕智能控制、智能监测、安全控制、视频监测等子系统。”彬长矿业公司信息中心主任王均利说。

该项目主要包含6项建设内容。模块化数据机房包括供配电、温湿度控制、机柜及通道、监控管理四大核心子系统，为智慧矿区IT设备提供高质量的供电、温度和湿度环境保障。

井下高清视频图像5G传输应用系统，打造了国内首次基于5GSA通信技术的高清视频采集、AI图像识别，以及5G物联网安全监控传感器在矿井采掘工作面联合应用，构建起井下云—边—端协同的多场景无线视频监控网络系统+AI智能识别监控与告警系统。

工作面生产执行应用系统解决矿井生产、机电设备、煤质管理和零部件仓储等问题，通过数字建模、流程管理、质量控制、设备监控、仓储管理、人员管理、生产安全、绩效考核和智能分析等功能，结合矿井生产知识图谱帮助企业实现生产过程“人、机、料、法、环”的高效管理。

安全监测泛在感知物联网应用系统，基于5G无线通信技术，实现煤矿感知的全连接。通过在地面应用层融合安全监测监控系统、矿用分布式光纤测温系统、矿用激光多气体束管监测系统、微震监测系统、煤矿顶板与冲击地压监测系统等监测子系统，构建矿井安全监测泛在感知物联网应用系统，并实现多源异构，复杂信息采样密度下传感器的实时分布式存储和数据安全智能分析。

5G数字孪生应用系统利用虚拟现实技术创造出工作面三维的采煤环境，模拟采煤机截割作业过程以及设备实时运行，同时融合了视频监控、安全感知、人车定位等。充分利用装备物理模型、传感器感知、运行状态等数据，集成多物理量、多时空尺度仿真过程，从而反映工作面装备的、生产和工艺全生命周期过程等功能。

VR安全培训系统采用VR技术、虚拟仿真技术、人工智能技术、系统集成技术等高科技手段，将枯燥的安全知识进行深度融合，利用创新科技手段，大大提升职工接受培训时的专注度和参与度。

“在设计和施工过程中，该项目行成‘1中+4全’的小庄模式：全部中国芯、数据全感知、生产全孪生、安全全覆盖、运营全管控，多项技术在国内煤矿智能化建设领域实现新突破。”彬长矿业公司副总经理刘沛林说。

9月2日，该项目以“打造灾害治理新模式、定义能源安全新标准”为题，入围工业和信息化部第四届“绽放杯”5G应用征集大赛工业互联网专题赛决赛，并荣获优秀奖。

“小庄矿率先建成‘5G+智慧矿山’，将进一步促进5G与煤矿智能化建设的深度融合，推动彬长矿业奋力建设行业内具有示范引领作用、灾害治理与智能化高度融合的智慧矿区迈上‘快车道’。”彬长矿业公司党委副书记、总经理白永明说。（袁相龙 通讯员 弯桂清）