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5G通信技术在智能煤矿中的应用

摘要:煤矿开采关乎我国的能源事业发展，不断提升煤矿开采技术的科学性

有助于提升煤炭事业的发展质量。近年来我国不断优化相应的设备技术，但是这

些设备技术需要通信技术的连接才能保证设备的功能得以发挥。5G通信技术的

到来，让煤矿开采得到更好的网络支持。本文主要就5G通信技术在智能煤矿中

的应用进行了分析。

关键词：5G通信技术；智能；煤矿

引言

5G通信技术在煤矿行业中的应用能够促进语音图像等文件的良好传输，除

此之外还能满足矿井的基本通信业务需求。但是煤矿行业本身对通信质量和通信

效率都有更严格的要求，因此5G技术在突破传统无限通信技术局限性的同时还

有着巨大的发展空间，因此在未来的发展过程中积极对5G通信技术进行优化和

升级，从而保证矿井物联网的建设得以顺利进行，从而确保通信链路科学建立。

1、5G通信技术在智能煤矿中应用的发展形势

采煤技术是煤矿生产作业时期的重要技术，通过使用这项先进的技术能够促

进煤矿生产建设关键技术的发展和进步。在煤矿开采时期，借助5G技术生态，

可以促进智能化无人开采技术的推广和使用，技术突破的主要方向就是多源数据

的融合和精准的定位，保障煤矿智能化开采技术的可持续发展。①由于存在较多

的影响因素，井下综合开采作业面和掘进作业面会受到较大的影响，所以通过使

用5G技术可以更好地部署性能良好的传感器，获取更加全面的数据信息。在当

前时期，借助5G技术，可以正确布置大量高清摄像头的信息回转，获取更加高

清的视频信息，实现对于工作面环境的分析，保障工作人员的人身安全。其中可

以给各项设备的使用提供一定的参考，而且能够为智能决策以及控制提供可靠的

数据支持。②5G技术的主要特点就是可靠性较高，延迟较低，采煤机在运行的时

候，为了控制采煤机的速度和姿态，增强煤岩识别能力，各项动作和判定需要在

逻辑控制程序中完成，空口时延以及端对端时延需要达到毫秒的级别，要有着较

高的可靠性。在煤矿开采时期通过使用5G技术，可以提升设备运行的准确性和

可靠性，使得各项设备在使用的过程中实现智能联动。③在使用5G网络的过程

中，可以选择借助切片技术完成对于物理网络的分隔，建立多个单独存在的虚拟

网络，5G网络可以适用于煤矿智能化开采的不同场景，在这个时期，借助移动边

缘计算技术，可以保障煤炭开采更加顺利地进行。

2、5G通信技术在智能煤矿中的应用

2.1基于5G的高精实时定位与应用服务

现阶段，无线数据传输技术是当前地下煤矿生产发展过程和定位系统成熟过

程的主要支撑技术，依然没有对技术进行更新和突破挑战，这种传统的技术应用

可能会受到许多因素的限制而无法得到长远的发展，甚至无法提供精准的定位，

在进行信息的收集和处理时，也无法推动整个事物的顺利完成。而5G技术的出

现和应用能够提高定位的精准度和适时性，作为我国未来煤矿发展过程的主要方

向。

2.2环境监测与安全预警

基于传统的4G、WIFI，传统煤矿所采用的环境监测与安全预警系统只能够针

对环境参数进行采集，同时分析人员位置，且传输的效率较低，不能够满足高帧

率、高画质的传输需求。5G技术的应用，主要是通过边缘计算服务器来针对影响

数据进行分析，然后通过视频图像算法针对高清图书实施动态的分析，以此来针

对煤矿环境、安全等实施控制与预警。由于煤矿环境监测与安全预警对于网络承

载能力、传输效率的要求非常高，现有的5G技术可以针对4G核心网进行搭载，

综合利用NSA架构，选择有源OTN、无源WDM的模式进行点对点连接，以此来传

输高清视频信息，同时针对煤矿环境进行无死角的监测，并通过物联网、大数据

进行综合分析，实现智能安全预警的目标。

2.3VR/AR智慧煤矿建设

利用5G技术所具有的低延时、大带宽优势，使得VR/AR在煤矿中的应用得

以实现。网络云能够直接将AR终端的存储任务、计算任务转移到边缘云位置，

使得AR终端承受的前端负担得以有效降低。基于非现场实时的VR/AR智慧煤矿

技术，对带宽提出的要求非常高，由于当前SA独立组网正处于建设的过程中，

可以选择无源WDM、MSA架构、光纤直连等措施，最终达成AR生产培训、智能巡

检、设备维护等。等到SA独立组网正式完成以后，还能够进一步提升AR的应用

场景，实现煤矿现场的实时运维、巡检以及预警等目标。与此同时，VR/AR智慧

煤矿在实时性方面的要求较