5G+矿业：技术补课攻破产业发展瓶颈

在以5G为代表的信息技术的加持下，智慧矿山从概念走向落地，为我国矿业逐步实现无人化运营提供了有力支撑。

2022年世界5G大会将在哈尔滨举行中国工程院院士，中国矿业大学校长葛书面回复了科技日报记者的采访，并表示期待越来越多的科研院所，高科技公司和工业企业致力于智慧矿山5G生态圈的建设，进一步丰富5G在智慧矿山的应用

科技日报:矿业的安全无人操作被认为是最适合5G等新兴技术的环节，但矿业环境对设备和操作有着严格的要求如何借助5G等ICT技术，更好更快地解决这个问题

葛:矿山无人操作是一个系统工程，也是矿山智能化的发展目标但是矿井工作环境非常恶劣，对设备的要求极其严格智能挖掘还有很多亟待解决的问题，比如感知能力不够，设备可靠性不够，终端计算速度不够，信息互通不够，人机交互不够等

借助5G，工业互联网，人工智能，大数据，数字结对等新一代ICT技术，矿井智能化应更好地实现数据无处不在的高速存取，设备实时控制，图像视频智能分析，灾害监测预警，机电设备故障诊断等功能，最终构建矿山生产，运输，销售，储存，使用全过程的透明体系新一代ICT技术作为矿山智能化的核心支撑技术，必须以科技创新为驱动，推动ICT技术与矿业的深度融合，实现矿山的安全无人化运营，最终推动矿业高质量发展

科技日报:目前国内知名煤矿企业的生产过程智能化大致处于什么水平，5G起到或将起到什么作用。

葛:截至2022年4月，全国已有近400座煤矿开展了智能化建设，建成813个智能化采煤工作面，其中采煤工作面477个，掘进工作面336个智能技术为煤矿减人，增安，增效做出了重要贡献目前，一级智能采煤工作面基于5G通信和边缘计算技术，实现了工作面全景高清视频监控，基于视频AI分析的液压支架状态识别，人员三违识别等智能化应用，达到了一键启停，无人操作，巡视，远程干预的智能化建设目标

在露天矿无人驾驶方面，国家能源集团联合中国矿业大学，航天重工，中科院自动化所等矿山无人驾驶领域的主要科研院所和企业，共同研发了露天矿机器人自主运输和装卸系统，将在露天矿无人驾驶，协同装卸，分组调度，安全技术等方面不断取得突破，推动无人驾驶技术在露天矿更深层次，更广泛的应用。

目前，5G地下矿山项目的应用正在煤矿行业广泛开展神东上湾煤矿，山西新元煤矿，陕西小保当煤矿，曹家滩煤矿等数十家煤矿已率先建设基于5G的专用矿井移动通信网络，国家能源集团，中煤集团等大型煤矿企业所属的数十家矿井也在建设5G网络基于5G网络的煤矿工业互联网是煤矿智能系统的神经网络，将使数据访问更加便捷，数据传输更加快速，决策控制更加及时可靠，有效推动煤矿智能化水平的整体提升

科技日报:您曾提出用数字双胞胎构建新的智能平台来模拟实际的煤矿开采这样的平台建设有哪些障碍哪些环节会使用5G/6G技术

葛荣石:数字孪生是最近几年来迅速发展的工业数字技术2020年，我们首次提出了煤矿数字双联的概念，系统阐述了数字双联的内涵，提出了集5G通信技术，物联网技术，仿生智能技术于一体的数字双联智能采煤工作面10项关键技术

目前，煤矿数字双生系统仍处于顶层规划和系统架构设计层面，仍有许多理论和技术问题有待解决，如煤矿地质精细化模型，多物理场仿真引擎等5G/6G技术也将在煤矿数字孪生系统中发挥作用比如在twin与物理系统的虚实交互中，数字twin系统会产生大量的双向交互数据，对数据传输的带宽和时延要求很高，这是5G/6G通信技术的优势

科技日报:中国绿色采煤最大的问题是什么机器人能在多大程度上发挥作用

葛:中国绿色煤炭开采的重要问题是如何实现煤炭开采的低损耗，低碳化一方面，要推广应用低损失开采，土地复垦，矿区生态治理等技术另一方面，要减少煤炭开发利用过程中的碳排放，普及二氧化碳捕集和封存技术，严格控制开采过程中的甲烷排放

煤矿机器人是实现煤矿智能化的主要载体，主要起到减人，增安，增效的作用最近几年来，煤矿机器人的发展和应用取得了长足的进步，煤矿采掘机器人已经成为智能煤矿采掘工作面的主要装备煤矿机器人如巡检，安全控制，运输，辅助作业等也得到了广泛应用未来，越来越多的关键工作将被机器人取代