目前，随着我国数字经济的蓬勃发展，5G、大数据、人工智能等新兴技术与各行业加速融合，日益成为经济社会发展的“数字底座”。在数字化、智能化时代的浪潮中，各行各业都面临着转型升级的新课题。作为国民经济体系的重要组成部分，矿业正以5G作为“新引擎”，为智能化转型跨越和高质量发展注智赋能，在数字经济新赛道上奋力奔跑，迈向新的征程。
智慧矿山中的5G“新引擎”
2021年7月，工业和信息化部联合中央网信办、国家发改委等九部门启动实施《5G应用“扬帆”行动计划（2021—2023年）》。一年来，我国5G应用不断走深向实，为推动经济高质量发展注入了强劲动力。相关数据显示，截至今年5月底，我国5G应用已经覆盖国民经济40个大类。其中，5G已在全国200余家智慧矿山得到广泛应用。
一直以来，矿山安全事故一直是行业痛点，矿山作业环境恶劣、生产技术滞后、招工困难也成为常态，再加上传统作业管理模式带来的一系列环境污染、资源浪费问题，这些都让智慧矿山建设成为大势所趋，智慧矿山也已成为我国矿山事业高质量发展要经历的必然阶段。经历了机械化时代和自动化时代，以5G为代表的新一代信息通信技术的广泛应用，为矿山开采业注入了强大的智慧力量。
智慧矿山是综合技术的融合应用，通过5G、工业互联网、云计算、大数据等前沿技术与现代矿山开发技术深度融合，矿山的智慧化建设初见成效。自动避让行人，绕障碍物行驶，与前车保持安全距离，处置复杂突发路况，在空荡荡的驾驶室内，方向盘自己转，油门、刹车自己踩，这是发生在陕西某煤矿无人驾驶测试现场的一幕。这些过去需要工作人员小心驾驶来完成的“动作”，现在通过矿用无人驾驶系统就能自动控制完成。
“煤炭是我国重要的基础能源，煤炭需求量的增加也导致其开采难度不断增大。从普通机械化、自动化到智能化，再到如今的智慧矿山，随着5G日渐成熟，基于5G、数字孪生、仿真交互、人工智能技术成果的不断应用，智慧矿山领域迎来了新基建热潮，从而使各大矿山企业纷纷入局。”北京鼎视盛兴科技有限公司总经理康新明告诉记者。
作为首批针对智慧矿山建设提出煤矿数字孪生应用的中小企业，北京鼎视盛兴目前已在山西、陕西、内蒙古、安徽等地的煤矿率先实现了5G﹢数字孪生技术的应用。通过技术赋能，实现了各系统间的实时数据处理和融合应用，从而形成煤矿智慧大脑。
依托5G﹢数字孪生技术，工作人员可远程对井下进行全方位的综合监测，在采煤作业中实时控制采煤机位置、速度、截割高度以及设备运行温度等。依托这些孪生体数据，结合5G技术，地面操作人员可以实时掌握井下工作面运行状态，真正实现了智能感知、智能管控、智慧决策。
矿井下，500多米深的机电硐室内，巡检机器人正在进行360度视频监测、音频采集、红外热成像等工作。矿井上，集控中心的工人通过电脑操作即可通过电子屏幕实时监测井下瓦斯浓度、温湿度、采煤等数据，综采、掘进、运输等各场景一览无余。这是全国首座5G煤矿——新元煤矿的工作场景。作为煤矿行业智能化改造的先行者，新元煤矿已在井下无人巡检、采掘远程控制、生产网络融合承载等业务上取得丰硕的创新成果。
目前，在井下综采工作面以及露天煤矿的固定岗位，智能化系统逐渐代替人工作业，在降低人力成本的同时，也有效降低了生产事故带来的安全隐患。同时，智慧矿山作为完整的智能系统，在全面感知、实时互联、动态预测、协同控制等领域也得到广泛应用，无论是矿井开拓、采掘分选，还是生态保护和生产管理，每个环节都实现了智能化升级，使得矿山作业更安全、更高效。
“从人工现场巡检到远程实时监控，智慧矿山让传统的作业方式发生历史性变革，将实现工作人员在地面调度室轻点鼠标，即可对矿井工作面进行远程实时控制。”康新明介绍，“在5G‘新引擎’助推下，依托数字孪生等技术，少人化、无人化、智能化将成为5G赋能智慧矿山的新常态。”
信息通信业全力助推煤矿智能化发展
提起煤矿，许多人脑海中都会浮现出这样一些场景：昏暗憋闷的巷道里，满脸煤灰的工人弯腰进出，厂区里到处是运煤车扬起的黑色尘土。如今，通过以5G为代表的新一代信息技术的智能化改造，矿区产煤不见煤、井上远程操作采煤作业，5G等新技术不断推动矿山实现生产方式变革，为生产运营降本增效，助力采煤智能化发展。
走进智慧矿山指挥中心，记者看到十几名身穿白衬衣的工作人员正盯着电脑工作：鼠标轻点，指令发出，视频中的机器开动，黑黝黝的煤就被送上了运输皮带。
“少人安全，没人更安全。”在煤矿工作了30多年，麻地梁煤矿矿长吴劲松从未放下对安全的担心，在他看来，智慧矿山就是要通过技术赋能，尽可能地让设备替人工作，从而最大化降低风险。“现在采煤作业基本在井上远程操作完成，在更换设备零部件的时候，才需要人员下井，大大降低了安全隐患。”吴劲松说。
在陕西榆林，煤矿智能化升级市场空间巨大。陕西电信立足数字赋能，推动产业转型升级，在中国电信陕西榆林分公司创新设立陕西电信能源（煤炭）专班，服务全省煤炭市场。在陕西电信与各方合作伙伴的共同努力下，神东煤炭建成了全国最大的5G专网及首个5GC系统，推出了5GC综合网管、5G超级上行、5G工作面漏缆通信系统以及智能机器人巡检、5G﹢智能视频等创新应用。这些新技术、新系统、新应用的投入使用，极大改善了煤炭生产组织和管理模式，有效减少了井下单班人数，促进煤矿实现少人、无人化生产，提升了矿井整体安全性。
在龙煤鸡西矿业有限责任公司，工作人员坐在监控大屏幕前，实时查看矿区情况，井下各项作业一目了然；井下，工作人员可通过5G网络和地面进行视频通话，随时沟通情况……这样的场景正逐渐成为龙媒鸡西矿业的常态。2020年初，为有效解决应急救援不及时、安全巡检难度大等痛点问题，黑龙江移动鸡西分公司联合黑龙江龙煤鸡西矿业有限责任公司启动5G﹢智慧矿山试点建设，基于5G通信网络，以超高清视频、远程实时控制、远程协同运维及井下巡检等深井煤矿应用，打通“信息孤岛”和“数据壁垒”，提升矿山作业的安全性，助力矿区的智能化转变。
中国联通积极推进山西焦煤集团霍州煤电庞庞塔煤矿智能化建设，在2020年10月就建成了包含4G、5G、环网等多网融合的井下井上一张网，已落地单点5万兆、共计40万兆的带宽，建成了138个井下基站全覆盖的全国首个5G商用网络系统。2022年，中国联通进一步协助庞庞塔煤矿详细梳理协同管理和智能控制工作，开展安全检查平台、智能仓储、物品统一编码等协同管理工作，并初步尝试了5G﹢卡轨车无人驾驶、5G﹢智能综采、5G﹢智能通风等一系列智能化控制工作。目前，协同管理和智能控制方面初具成效，部分工作人员已能够远离危险工作环境。
未来，信息通信业将进一步借助人工智能、大数据、云计算、物联网等数字技术，助力煤炭等行业提高开采生产运输效率，优化能源管理流程，降低开采成本和损耗，增加能源供给。
智慧矿山步入“黄金时代”还需要什么？
建设智慧矿山，无疑是近年来企业数字化转型的“新蓝海”。在国家政策大力支持下，一批智慧矿山正在如火如荼建设中。一张网、一个平台、一个智慧大脑即可囊括矿山开采的所有工序，智慧化的改造也将极大提高矿山企业生产效率，节省人工成本，保证矿山开采的安全性，对矿山开采企业来说是利好之事，推进采矿业智能化、数字化改造也是必由之路。然而，建设数字矿山并非易事，步入采矿业的“黄金时代”仍需企业在多方面下功夫。
智慧矿山要以矿山空间数据和生产数据构成的矿山数据仓库为核心，以建立数字矿山统一基础设施、统一数字采矿软件、统一作业规范、统一数据规范为任务，构建适合软件平台应用的、基于传统业务改造的、数据管理规范的数字矿山技术平台。有案例显示，5G智慧矿山能够帮助企业每年节约生产与人力成本5000万元，但成本的回收需要大量的资金投入和持续的工程建设，而这对于目前部分国内矿山企业来说却有些艰难。
华为技术有限公司煤矿军团解决方案总裁蒋旺成在2022世界5G大会上提出，煤矿智能化建设需从四方面进行：AI应用尚处于起步阶段；亟须无人巡检和数字化作业；信息基础设施升级需加速；数字化人才梯队亟须培养壮大。
在技术方面，目前已有自动化巡检、远程操控开采、无人驾驶运输等技术手段应用于矿山作业中，然而有专家分析称，这些变化并未从根本上使矿业行业发生颠覆性变革。智慧矿山更需要整体化数字解决方案，这就要求企业必须打造一张集数据集成、共享、分析和挖掘等于一体的工业互联网。而目前我国的工业互联网在工业控制、传感器、工业软件等领域缺乏领军企业，研发设计软件、工业控制软件主要依靠进口。工业网络基础尚不能全部满足低时延、高可靠、高精度的工业生产场景需求。
资金缺口是采矿企业数字化转型面临的又一大难点。资料显示，内蒙古某智慧矿山建设成本为7200万元。目前，我国的中小型矿山多，集约化开发程度低，技术管理水平差距较大，一些规模化程度高、技术水平高的采矿企业有实力逐步走上智能化、数字化道路，然而对中小微采矿企业来说，资金、技术、人才无一不是转型痛点。北京大学光华管理学院荣休教授董小英在接受《人民邮电》报记者采访时提出，中小微企业数字化转型的难点和痛点之一就在于资金和技术水平，缺少足够的资金，中小微企业在数字化转型的过程中只能“望而却步”。由此可见，整个行业的数字化转型还需要政策、资源、资金向中小微采矿企业的进一步倾斜。
同时，数字化程度越高，对专业人才的需求就越大。在人才方面，有专家分析，目前我国智能化、少人化相关技术人才缺口达到百万级，且尚未建立人才培养机制。而面对目前工业软件依赖进口等“卡脖子”问题，更需要大量人才的流入。
毋庸置疑，智慧矿山将为行业带来巨大变革，也为工业企业高质量发展带来新的机遇。但步入“黄金时代”，仍需政策不断倾斜、人才不断培养和技术不断创新，从而使智慧矿山在数字经济赛道上实现新的飞跃。
来源：人民邮电报 作者：本版撰文 刘亚廷 刘彤 杨子怡
