近日，華為舉行軍團(tuán)組建成立大會，宣布正式成立煤礦軍團(tuán)，從煤礦開始進(jìn)軍智能礦山行業(yè)，讓煤礦乃至采礦業(yè)擁有真正絕對的安全。華為為什么要“挖礦”，依靠最先進(jìn)的F5G技術(shù)，會給我們礦業(yè)帶來哪些顛覆性的變革？

華為CEO任正非考察全國首座5G煤礦

一煤礦安全為什么異常重要？

煤礦開采大多為地下幾百米甚至上千米深巷道及工作面，煤礦要不不發(fā)生事故，一發(fā)生事故就是大事故，煤礦安全生產(chǎn)一直是倍受社會各界關(guān)注問題。近年來，中國接連發(fā)生重特大煤礦安全生產(chǎn)事故，造成嚴(yán)重人員傷亡和重大財產(chǎn)損失，一批相關(guān)政府官員因被問責(zé)。國家能源局數(shù)據(jù)，截至2020年底，全國煤礦數(shù)量4700處，原煤產(chǎn)量39億噸，2020年死亡事故122起，死亡225人。

2010年至2020年，煤炭在中國一次能源消費結(jié)構(gòu)中的比重從69.2%降至56.8%，但占比仍過半。雖然國家能源局逐步減少煤礦數(shù)量，但未來幾十年煤炭仍然是中國能源的主要來源，煤礦安全依然是重中之重！

二煤礦難在安全和后繼無人

相比其它類型礦山，煤礦地質(zhì)條件更為惡劣，容易發(fā)生塌方、透水、瓦斯爆炸等事故，工作環(huán)境是高溫、高濕、高粉塵；采掘的工作面長達(dá)200-300米，現(xiàn)場狀況極其復(fù)雜，不確定性高，危險系數(shù)大；

行業(yè)最大的挑戰(zhàn)是安全問題，安全問題首先是安全架構(gòu)問題、管理規(guī)程問題，背后是人員操作規(guī)范問題，這些問題必須通過平臺化和數(shù)字化手段來解決。在煤礦智能化進(jìn)入全面加速的關(guān)鍵階段，要實現(xiàn)“安全、少人無人”，最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是以下方面：

第一，缺少統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：缺乏統(tǒng)一的信息化、智能化建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)，各信息系統(tǒng)間無法互聯(lián)互通，演進(jìn)困難。

第二，各種生產(chǎn)設(shè)備接口不統(tǒng)一，七國八制：IT應(yīng)用與OT設(shè)備制式多樣，跨系統(tǒng)集成復(fù)雜度高， IT與OT難融合，生產(chǎn)數(shù)據(jù)上不來或者沒有統(tǒng)一格式，海量OT設(shè)備數(shù)據(jù)不能通過IT手段進(jìn)行分析與建模，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)價值發(fā)揮。

第三，缺少統(tǒng)一的操作系統(tǒng)：需要一個國產(chǎn)、自主可控的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，來實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一格式和接口的定義，打造煤礦設(shè)備接入層的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)。繼而為后續(xù)數(shù)據(jù)共享、應(yīng)用部署打下堅實的數(shù)字底座基礎(chǔ)。

第四，數(shù)據(jù)孤島：煙囪式的系統(tǒng)建設(shè)，獨立部署且維護(hù)成本高，并嚴(yán)重制約了數(shù)據(jù)的流通與協(xié)同應(yīng)用。

第五，后繼無人：煤礦行業(yè)還有一個很緊迫的現(xiàn)實問題，那就是下井作業(yè)出現(xiàn)后繼無人的尷尬局面，目前礦工的年齡都普遍高于45歲，而年青人寧愿當(dāng)快遞小哥，即便收入高也不愿意從事這么辛苦又危險的職業(yè)。如果我們能幫助這個行業(yè)實現(xiàn)遠(yuǎn)程開采，穿西裝打領(lǐng)帶在辦公室作業(yè)，情況就不一樣了。

三華為為什么要先挖煤？

華為為什么選擇從煤礦入手呢，鋪開做整個礦業(yè)開發(fā)不行嗎？

任正非公開表示，華為把信息通信技術(shù)應(yīng)用到礦山中，最主要是幫助煤礦實現(xiàn)智能化。他舉例說，目前山西的井下瓦斯預(yù)警防爆系統(tǒng)做得很好，但是要用4根線連接，其中有兩根電源線、兩根信號線。當(dāng)華為技術(shù)應(yīng)用到井下以后，瓦斯傳感器就不再需要線了，向上傳輸用無線電，不僅在坑道里可以隨意布置，而且可以隨著礦機(jī)任意前進(jìn)，不需要因為布線導(dǎo)致礦機(jī)的采掘移動進(jìn)展變慢，從而提高產(chǎn)出能力。

據(jù)了解，目前先做煤礦，這是內(nèi)部的一個剛性要求。為什么呢？華為做事強(qiáng)調(diào)一個方法，叫飽和攻擊，確定戰(zhàn)略以后，就集中力量攻破一個“城墻口”。而礦山開發(fā)的“城墻口”就是煤礦。煤礦的場景也是最復(fù)雜、挑戰(zhàn)也是最大的，如果要求最高的煤礦場景都能做好，那么華為也隨之打造出了領(lǐng)先的、經(jīng)受了嚴(yán)峻場景考研的解決方案，復(fù)制應(yīng)用到其它礦業(yè)領(lǐng)域，也會更加容易。

在5G等通信技術(shù)、云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用方面，世界上多數(shù)信息通信公司均沒有選擇將礦山作為突破口，但華為選擇礦山第一個吃螃蟹，其準(zhǔn)備用30年的積累來改變這個行業(yè)。在礦山開發(fā)中，煤礦是最難的，任正非表示，中國現(xiàn)有4700多座煤礦，如果能把這些煤礦做好，在煤礦領(lǐng)域積累的經(jīng)驗，很容易就可以外溢到其它非煤礦山。

“如果我們真正實現(xiàn)了這一步，對加拿大、俄羅斯在北冰洋地區(qū)的礦山開采將有非常重大的意義。凍土地帶的條件極其惡劣，人們不愿意在那里生活，這么豐富的資源在那里睡覺，如果無人方式開采，這些資源都被開采出來，對人類社會將有重大貢獻(xiàn)。”

四華為能為采礦業(yè)帶來哪些變革？

F5G提供的綜合優(yōu)勢，才能支撐起智能礦山的未來。在那個智能井下世界里，煤礦將會擁有真正絕對的安全。華為煤礦軍團(tuán)董事長鄒志磊表示，華為不做挖煤機(jī)器，不做傳感器，不做應(yīng)用軟件，而是聚焦ICT基礎(chǔ)設(shè)施，通過打通煤礦所有環(huán)節(jié)的信息流，實現(xiàn)無人化和智能化，讓“挖煤賣煤不見煤”。

01

智能礦山整體架構(gòu)

02

4個應(yīng)用

①設(shè)備遠(yuǎn)程操控

利用5G高速率、低時延、大連接、高可靠等特性，遠(yuǎn)程超控挖機(jī)，讓井下巡檢和安防機(jī)器化，讓采礦無人化，尤其是采礦可穿著西服坐在舒適的操控室內(nèi)挖礦，實現(xiàn)煤礦固定場所無人值守，關(guān)鍵環(huán)節(jié)機(jī)器人替代，助力實現(xiàn)智能化采礦，減人60%，單班人數(shù)減少10%-20%。

遠(yuǎn)程操控挖礦解決了工人的安全問題和工作環(huán)境，現(xiàn)在年輕人都不愿意到礦山上工作，礦山招工是很大難題。礦工大多五六十歲，年輕的人員都不愿意上礦山工作。為什么目前5G礦山能招到大學(xué)生，因為他只需要坐在空調(diào)房里操作挖掘機(jī)就可以了，所以解決了礦山招工難的問題。

遠(yuǎn)程操控挖機(jī)采礦

②純電動礦車

純電動礦車一是上坡空車用電，下坡反向充電，下坡能量回收；二是下坡時電機(jī)反制動比剎車片更有效；三是下坡用電量只有柴油機(jī)的1/5，節(jié)約4/5，安全、節(jié)能和環(huán)保，效益巨大；四是特殊路況也不怕，出勤率高；五是高可靠，維護(hù)少。

河南洛陽鉬業(yè)采區(qū)內(nèi)有運(yùn)輸車輛270臺，進(jìn)行礦石、排渣運(yùn)輸，其中有130臺為純電動無人礦卡，2020年改造為無人礦山采掘能力2000萬噸。

礦用純電動車

③無人駕駛及調(diào)度系統(tǒng)

無人駕駛在礦山行業(yè)應(yīng)用有兩個優(yōu)勢， 一是解決安全問題，礦山行業(yè)是高危職業(yè)，它的司機(jī)比傳統(tǒng)乘用車司機(jī)的安全性要求更高也更危險。無人駕駛可解決安全問題，所有的車上沒有司機(jī)，礦工不下礦，人員零傷亡；二是智能無人運(yùn)輸，一鍵啟動，自動編隊，高效運(yùn)輸。假如礦山有30-50臺無人礦車，這時候后臺只需一臺電腦調(diào)度即可，不需要人，但是遠(yuǎn)程調(diào)度室需要坐兩個人起輔助作用，緊急情況下需要人工干預(yù)；三是智能系統(tǒng)調(diào)度，智能規(guī)劃運(yùn)輸路線，動態(tài)調(diào)整車鏟比，減少運(yùn)輸車等待時間，提高裝載效率；四是節(jié)約成本，一般司機(jī)工資一年十來萬，有人車變成無人車后，司機(jī)的錢可以省回來；五是生產(chǎn)過程無污染，破解環(huán)保和檢查等“停工令”。

礦山智能調(diào)度系統(tǒng)

④精準(zhǔn)測繪和協(xié)同作業(yè)

5G無人機(jī)和AI技術(shù)，及時獲取礦石儲量，精準(zhǔn)制定開采計劃；協(xié)同掘進(jìn)機(jī)、挖機(jī)、液壓支架、礦車等設(shè)備作業(yè)，打通數(shù)據(jù)孤島，打造標(biāo)準(zhǔn)化、集成化的統(tǒng)一數(shù)字平臺，實現(xiàn)礦山應(yīng)用賦能、數(shù)據(jù)共享。

晉能控股集團(tuán)塔山煤礦，是國家能源局千萬噸智能化礦山建設(shè)試點單位。截至目前，塔山礦已完成4個智能化綜放工作面的建設(shè)，礦井總計安裝5G基站128臺，已實現(xiàn)井上下5G信號全覆蓋，可以支撐井下綜采設(shè)備的遠(yuǎn)程操控，掘進(jìn)機(jī)、挖煤機(jī)、液壓支架等設(shè)備通過5G技術(shù)具備了實時遠(yuǎn)程操控功能，可以使實現(xiàn)對爆破、采掘、傳輸全過程的高清監(jiān)測與控制。實現(xiàn)了礦井設(shè)備遠(yuǎn)程協(xié)同運(yùn)行維護(hù)，“5G 智慧煤礦”初具雛形，基本實現(xiàn)“機(jī)進(jìn)人退”的目標(biāo)。

協(xié)同作業(yè)

五智能礦山效益如何？

傳統(tǒng)礦山和智能礦山相比，主要有三大好處，一是省人力，按年開采1000萬噸礦山為例，運(yùn)距3公里以內(nèi)核算，人員減少到50%以上，5年人工成本節(jié)約656萬；二是提效率，單車自動駕駛提升至30公里/小時，運(yùn)輸時長由16小時升24小時；三是增效益，5年直接收益9342萬，人員傷亡降低為0。