矿用本安型5G无线通信系统

AI^®_{绿色智能矿山系统：本安型5G无线通信系统}

_{矿山5G通信系统图}

一、建设背景

目前井下无线网络存在的问题

矿井现有的4G等无线通信技术存在一定的性能缺陷，难以完全满足煤矿智能化建设的需求。

以综采掘进工作面为例

（1）环境复杂多变

煤矿井下地理条件复杂多变，支护强度大、信号衰减快等特殊环境，导致传统的4G应用受限，更对本安型设备需求强烈

（2）网络接入能力不足。

在掘进工作面运输系统运行过程中，需通过大量不同类型的传感器对运输设备和供电设备的工作状态、环境状况进行监测，并通过网络将监测信息及时、可靠地传输到井下控制台或地面控制中心，以供分析应用。目前掘进工作面常用的 4G 等通信技术难以满足大量感知节点接入需求。

（3）传输可靠性低。

掘进工作面包括掘进、支护、钻锚、运输等环节，这些环节由不同的单机设备完成。各环节单机设备按照一定的空间、时间关系协同完成作业。设备远程遥控、设备间协同作业的实现依赖于相关指令的及时、可靠传输，目前掘进工作面通信系统的传输可靠性难以满足应用需求。

（4）传输带宽不足。

掘进工作面有大量机械设备，需安装大量摄像仪进行监控，如利用红外摄像仪实时监控掘进情况及巷道成型情况；在钻锚部位安装摄像仪，实时监控现场设备运转情况；在运输转载点或关键点，利用高清摄像仪监控设备实时工况。视频信号传输需占用大量网络带宽，而目前矿井常用的4G（上行速率为 50 Mbit/s，下行速率为 100 Mbit/s）、 WiFi（速率为 300 Mbit/s）均难以提供足够的传输带宽。

二、AI^®矿用本安型5G通信系统功能

1、提升综采掘进水平

2、提升机器人应用水平

3、提升井下环境监测水平

4、提升煤机装备整体水平

5、提升数据应用水平

6、提升煤矿综合管控水平。

5G技术入井，实际上是在为井下特别是工作面海量数据上传搭建一条高质量的高速公路。

5G设备具有高带宽、低时延、大规模设备连接等特性，可实现矿井全范围通信网络覆盖，对井下设备和环境数据进行全方位采集和传输，并实现对设备的精准可靠控制，满足井下各类业务系统的网络数据传输需求，为煤矿井下设备群的万物互联提供了技术支撑。

1 提升综采掘进水平

掘进工作面是一个不断移动的工作场所，光纤通信存在光纤易损坏且移动不便的问题，采用无线通信代替光纤连接是必然之选。但是矿井目前常用的无线通信技术主要为 4G 和 WiFi，两者在用户峰值速率、可靠性、时延、连接数密度等方面均存在不足，难以满足掘进工作面运输系统数据传输与处理需求，有必要采用性能更好的矿用无线通信技术。