谷立房
山西保利合盛煤业有限公司 山西省晋中市 031300
摘要：随着经济的发展，科技再创新高。5G的到来，极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合，成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施，必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。信息技术飞速发展的今天，移动通信技术已经经历了从2G到4G的变化，如今已经有了向5G通信迈进的趋势，这为物联网的稳定发展提供了一定的条件。因此，要想在新时代背景下拓展通信技术和物联网之间的联系，有效推动物联网的建设，需要加强两者之间的有效融合。
关键词：5G技术；智能采煤工作面；应用
引言
煤炭是我国主要能源和重要工业原材料。煤炭在我国一次能源生产和消费结构中，占比一直保持在70%和60%左右。据预测，到2050年煤炭在我国一次能源消费结构中比例还将保持在40%左右。因此，煤炭开采技术一直受到许多企业和高校的重视。每一个时代技术的进步和革新，都会在煤炭开采技术中得到应用，截至目前，主要经历了人力、炮采、普采和综采等发展阶段。与此相对应，近年来我国煤矿安全也取得了历史最好的成绩。但由于我国煤矿开采作业环境恶劣和开采条件危险，导致煤炭开采对机器替代人有天然的需求。随着以综采成套装备的技术进步作为支撑的煤炭安全高效绿色开采技术的发展，致使数字化、信息化、自动化、智能化技术、先进制造和装备技术与煤炭开采技术达到深度融合，使得煤矿实现智能化无人开采成为可能。
1关于5G技术及其发展
5G技术是一种新型的网络技术，它作为第5代移动通信技术，能够促进数据信息的有效传播，对4G网络结构进行优化。为了满足大数据时代发展的要求，部分研究人员对5G通信技术的内容和概念进行了分析，发现当前5G技术主要有无线技术和网络技术两个方面。在其中，无线技术得到了有效应用，其涉及的领域也是非常多的，如MIMO技术、多址接入技术和编码技术。网络技术主要包括网络功能重构技术和移动边缘计算机技术等，这种先进技术在我国各个领域中的有效应用，都能实现信息之间的快速传输，从而保障信息数据的准确性[2]。5G技术的发展现状。随着大数据时代到来，我国的物联网也得到了一定的完善和优化，尤其是5G技术的发展和应用，更进一步促进了我国网络体系的改革，它已经成为全球主要研究的技术。在2014年，韩国的三星电子企业，就对5G技术进行了研究，首次开发出了以5G通信技术为核心的信息技术。这种技术与4G网络技术相比，其中的优势是非常明显的，具有速率高、容量大和延时短等多种优点。由于5G通信技术的速率是非常高的，大约在10Gbps，已经远远超过了当前4G网络技术。其容量是4G网络容量的百倍，甚至千倍。在延时上，分析5G通信技术，我们会发现其延时可以控制在5～10ms，最低的时候可以控制在1ms。由于5G技术具有这些显著的优势，它会在未来的发展过程中更成功地代替4G网络技术。此外，5G通信技术在智能等多种设备中也得到了有效应用，如健身器和智能手表等，更满足了时代发展和进步的需求。5G通信技术已经越来越多样化，在2020年会推出全新的技术，有效地带动了相关产业的发展。因此，技术人员需要将5G通信技术与物联网技术有效结合，从而进一步推动ICT技术在社会中的稳定发展。
2关于5G在煤矿的应用概述
我国在2019年11月正式启动5G网络商用。煤矿是5G网络重要的垂直行业应用领域之一，5G网络在煤矿的应用是一个新的课题，受到运营商和煤矿企业广泛重视。
目前业界普遍认为5G技术在煤矿的应用主要集中在以下4个方面。（1）基于5G的高精实时定位与应用服务，实现井下车辆管理、开采精准推进等应用。（2）基于5G的虚拟交互应用，实现三维建模和虚拟展示，互动模拟和可视化设计，混合现实、云端实时渲染和虚实融合操控等，实现虚拟井下培训、虚拟开采、协同运维等功能。（3）生产远程实时控制。利用5G网络低延时特性在井上对井下生产设备进行全功能远程控制，实现少人甚至无人智能化工作面。（4）井下智能巡检。通过智能巡检机器人等设备实时传输和共享井下设备信息，实现智能化巡检。
3关于5G技术在智能采煤工作面的应用研究
3.1设备状态采集与监测类信号
包括采煤机的牵引速度、方向、位置，采煤机电动机电流、电动机温度、供水信息、流量、压力，液压支架的位移、压力、除尘等状况参数，负荷中心的工作状态参数、故障信息，乳化液泵站的出口压力、工作压力、温度、流量、浓度及滤芯是否堵塞等状态参数、故障信息，刮板输送机、转载机、破碎机运行状态参数，被控电动机工作电压、电流、温度、启动状态、故障状态，移动变电站、组合开关信息，工作面推进速度及累计推进量，被控设备开机率统计数据，沿线闭锁位置信号，转载机、刮板输送机过载灯故障信息，工作面巷道带式输送机跑偏、堆煤、烟雾、打滑、温度、速度、纵撕、超温洒水等保护信号。
3.2设备远程控制信号
包括移动变压器、组合开关的分合闸控制信号，采煤机滚筒升降控制信号，采煤机牵引电动机上行、下行、牵引停等控制信号，采煤机牵引速度调节信号，泵站电动机启停远程控制信号，单台液压支架远程控制信号，成组液压支架远程自动控制信号，破碎机、转载机、刮板输送机预警及启停控制信号，工作面巷道带式输送机预警及启停控制信号。
3.3语音信号
包括手机客户端语音通话信号、工作面岗位调度电话语音信号、手持终端语音信号、工作面广播信号。
3.4视频信号
包括工作面液压支架、采煤机、刮板输送机等设备的高清视频监测信号，用于大块煤识别、堆煤、不安全行为、胶带跑偏等故障智能识别的视频信号。
4智能采煤工作面展望
在工作面巷道建立智能控制中心，依托5G网络实现远程智能开采，是当今最新通信技术与采煤技术的综合应用，可做到少人、更安全开采，但这不是智能采煤的终点。未来可依托不断发展的新技术、新装备、新工艺、新方法，使煤炭开采更加安全、智能。（1）采用煤岩识别技术，使采煤机根据煤岩地质情况自动调整工作状态，更加高效地进行煤炭开采。（2）采用导航技术，对采煤设备进行实时精确定位，提高对设备的智能化控制水平，实现安全监控与高精度开采。（3）采用遥控智能机器人及相应的传感设备辅助生产。（4）加强智能掘进技术研究，提高掘进设备的整体性能与智能化控制，建设更加协调、高效的掘进工作面，实现无人化煤矿掘进作业。
结语
总之，5G技术为核心的技术生态不断成熟，将促进大数据、云计算、人工智能等多种技术在煤矿领域的深入应用。力求为煤矿智能化开采提供一种可行的解决方案，助推智能煤矿的建设。
参考文献：
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