我国自主研发矿用5G通信系统实现技术突破 助力矿山智能化转型

问题——井下通信能力不足制约智能化落地。长期以来,煤矿井下巷道纵深长、空间狭窄、粉尘湿度大,通信设备需要同时满足防爆安全、稳定覆盖与便捷维护等要求。随着智能矿山建设提速,视频回传、设备群协同、远程控制、精准定位等业务密集上线,对网络的带宽、时延、可靠性和并发容量提出更高标准。传统方案覆盖连续性、业务承载能力和系统协同上存短板,尤其在工作面、主运输巷等关键区域,通信不稳定会直接影响数据闭环和联动处置效率。 原因——“高功耗大体积难安装”成为关键痛点。井下使用的隔爆型通信设备往往为满足安全要求而结构复杂、体积偏大,安装点位受限、施工周期较长,后期运维也面临拆装不便、扩容困难等问题。同时,矿井业务系统分散建设,广播、监控、定位、调度等网络各自为政,导致重复投入、接口不统一、跨系统联动效率不高。面对“少人化、无人化”趋势,井下对一张网承载多类业务、统一管理与快速部署的需求日益突出。 影响——通信底座升级事关安全与效率“双提升”。井下通信不仅是生产调度工具,更是安全管理和应急处置的重要支撑。高可靠低时延网络可大幅提升设备状态感知的实时性,为风险预警、联动控制提供条件;大带宽能力有利于高清视频监控与巡检数据回传,降低盲区风险;大容量连接能力可支撑传感器、装备终端规模化接入,为数字化管控提供数据源。反之,若通信与系统协同不足,将影响设备远程操控、无人运输、智能综采等场景落地进度,制约矿山提质增效。 对策——以本安型一体化基站为核心构建“井下无线一张网”。据介绍,该矿用5G无线通信系统基于5G低时延、高带宽、高可靠和大连接特性,面向全矿井构建无缝覆盖网络,为井下设备群“互联互通”和各类业务系统提供统一传输通道,实现设备与环境数据采集、业务承载及精准控制等功能。针对传统设备功耗高、体积大、安装不便等难点,系统采用矿用本安型基站的一体化设计,将基带单元与汇聚单元功能集成,支持直接接入工业环网并可多级级联,减少中间设备与布线层级,简化系统结构与建设难度。 在多网融合上,系统融合4G、Wi‑Fi 6与UWB等技术能力,提高集成度并降低综合成本,可与调度系统协同,推动5G、广播、监控、定位等网络的融合承载与智能联动,提升跨系统的统一调度与应急处置效率。基站在工程适配上兼顾散热与稳定,采用航插电源与光缆快速接头等设计,便于井下快速安装与维护。系统还提供小型化、低成本且业务灵活的通信系统管控平台,实现对网络、终端与业务的统一管理,提升运维可视化与可管可控能力。 从业务能力看,该系统可实现数据“一网承载”,覆盖增强移动宽带、低时延高可靠通信与海量连接等典型应用需求,支持无线宽带传输、移动语音、视频通话、调度业务、高清视频监控、远程控制、无人驾驶等功能,适配大巷、工作面等不同场景的信号覆盖要求,为井下多元应用提供稳定通信保障。 前景——从“建网”走向“用网”,加速矿山数字化闭环。业内人士认为,随着煤矿智能化从单点示范转向系统化推进,通信网络的角色将由“连接工具”升级为“生产系统”的关键基础设施。下一步,矿用5G网络与工业环网、边缘计算、工业控制系统的融合将更深化,推动数据采集、分析决策与现场控制形成闭环,为少人化作业、智能运输、协同巡检等场景提供更可复制的技术路径。另外,围绕本质安全、标准化接口、统一运维等的完善,将有助于降低改造门槛,提高全生命周期经济性,推动煤矿向更高水平的安全、高效、绿色发展迈进。

矿用5G通信系统的推出,反映了能源行业数字化转型的探索。在煤炭行业转型的关键阶段,新技术应用成为提升竞争力的重要手段。该系统通过安全设计和技术创新,为矿山智能化提供了可行路径。随着5G、人工智能等技术深入应用,矿山将逐步实现精细化、智能化管理,对保障能源安全和行业可持续发展意义深远。