11月20日，由陕煤集团曹家滩煤矿、陕煤智引、中国电信、华为、鼎桥通信，多方共同联合打造的全球首个5G-A曹家滩智能矿山项目，成功荣获2023中国5G+工业互联网大会“年度标杆示范案例”。
在过去几年，5G已经在全球赋能超过1000座矿山，同时在智能矿山建设推进中也面临新的挑战，通过全面引入5G-A关键技术，解决行业痛点加速智能化进程。经多方努力以及持续攻克，11月初在全球首次成功将“本安低频大上行、通感一体、RedCap”等5G-A 的关键技术落地陕煤曹家湾煤矿，打造降本增效、本质安全、绿色节能行业新标杆，引领全球5G-A 智能矿山建设。
超大型矿山智能化的三大门槛
陕煤集团曹家滩煤矿是我国最大的井工煤矿之一，核定产能高达2500万吨/年，拥有全球首个10米采高的智能综合采煤工作面。建设智能矿山，实现少人无人一直是其目标。
智能化过程中，曹家滩不得不面对协议不统一、数据孤岛突出、烟囱系统林立、井下数量繁多的设备孤立存在、无法实时互联互通等困境。
曹家滩迫切需要一张强大的5G网络，助其井下海量的终端快速接入，让数据能够自由流动、并汇入数据湖中，最终得以发挥价值。
对于曹家滩这种超大型矿山来说，5G井下专网建设不得不克服跨过三道门槛：
第一是覆盖能力的门槛，井下环境狭长，不利于信号覆盖，而且采煤工作面频繁变动搬家，不允许多建基站。同时，防爆标准要求基站的发射阈功率不能超过6瓦，远低于地面上的基站发射功率，覆盖能力受到了进一步限制。
第二是网络容量的门槛，传统低频网络频率资源有限，难以实现上行高容量传输，无法满足井下大量摄像头回传。就像一条不限速的高速公路，却只有一条车道。
第三是终端成本门槛，传统5G模组的成本较高，导致设备接入率不高，就像“路修好了，却没有车跑”。
华为5G-A智能矿山应运而生
面对上述挑战，曹家滩煤矿决定联合中国电信、华为、鼎桥通信等多家领先的ICT企业，率先把5G-A技术在曹家滩煤矿中开展先试先行，也是全球煤矿行业首例。这种“敢为天下先”的决心，其背后离不开华为在5G-A上的研发投入与技术创新，以及曹家滩煤矿在智能矿山建设的实践经验积累。
针对曹家滩煤矿的覆盖门槛，华为研发出5G-A低频本安基站（RRU），不需要放在其他防爆箱中，自身具备了防水防火防爆的能力，可全天候使用，瓦斯超标无需断电，可以提供更为稳定可靠的通讯保障。率先采用了先进的介质滤波器和硬件一体化等工艺，在小功率和小尺寸条件下，实现了更大的覆盖范围。同时，华为提出采用低频信号以应对信号的衰减，2个本安基站就能覆盖长约300米的综采工作面。
针对网络容量的门槛，华为利用端网协同技术，实现低频大上行SUL组网，不仅解决了覆盖问题，而且充分满足了井下大上行带宽的需求，上行速率超过500Mbps。
针对终端成本门槛，华为首次在矿山中引入5G–A中的RedCap技术，保证性能与覆盖能力满足井下需求的同时，降低了功耗、优化了成本，让设备接入率得到大幅提升。
简而言之，曹家滩煤矿的高速修好了，车大量跑起来了，而且大家都跑得够快。
曹家滩煤矿的五大5G-A应用
成熟的技术与丰富的应用是5G-A得以赋能矿山的前提。从顶层设计来看，曹家滩项目通过1张5G-A网络，1个云平台，1个综合管控平台，打通116个子系统。从应用层面来看，曹家滩煤矿已经基于5G-A，实现了智能主煤流运输、智能开采、智能辅助运输、智能掘进、智能供电与供排水等五大领域的应用。
比如，在智能主煤流运输方面，在5G-A的支撑之下，曹家滩煤矿的主煤流系统融合煤流计量，AI智能识别预警，巡检机器人等技术，实现了从工作面到上仓皮带的顺煤流一键启动，智能调速，多机协同联动和远程集控，原煤流系统启动时间由30分钟以上减少到10分钟以下。
再如，在智能开采方面，曹家滩煤矿利用5G-A 大上行、远覆盖、低延时等优势实现了采煤机自动割煤，支架自动跟机拉架，跟机视频自动切换，井上井下一键启停等，如今智能割煤常态化运行。
中国电信陕西公司党委书记、总经理上官亚非表示：中国电信陕西公司积极推动云改数转战略在陕西落地，以5G等新兴信息技术赋能产业智能化、绿色化、融合化升级，打造了神东“5G+ 智能矿山”等多个全国行业应用标杆。本次我们榆林分公司与合作伙伴合力打造的全球首个曹家滩5G-A智能矿山标杆项目，在技术应用等多领域实现了新的突破。接下来，我们将与生态合作伙伴一道，做好经验的提炼总结、技术的迭代创新、标杆的复制推广，把5G-A智能矿山解决方案推向全国，引领新轮矿山行业智能化发展。
陕煤集团曹家滩矿业公司党委书记、董事长雷亚军表示：作为扎根榆林、服务全国、“世界一流矿山企业”领跑者——陕煤曹家滩矿业公司，始终坚持创新发展理念，依托生产模式“智能化、实时化、少人化、无人化”的深刻变革，持续推进智慧矿山进程，奠定行业领军先锋者。此次曹家滩落地全球首个煤矿行业5G-A 一体化通感周界检测、Redcap无线视频监控、低频本安大上行等技术能力，突破空白、刷新记录，跑出中国煤矿新速度，彰显中国力量。项目荣获2023中国5G+工业互联网大会年度标杆示范案例，也是对于曹家滩矿业在智能矿山领域的贡献褒奖，更是对我国和世界煤炭工业发展做出巨大贡献的见证。
陕煤智引科技公司董事长冯炫表示：陕煤智引科技作为一个“年轻”公司，依托陕煤集团资源平台优势，坚持科技赋能，持续大力投入，已经攻关了多项关键核心技术，实现行业领域科技创新的引领。此次通过5G-A关键技术赋能，联合中国电信、华为公司、鼎桥通讯在陕煤曹家滩特大煤矿打造，树立“易部署、高安全、多应用”的全球5G智慧矿山新标杆，积极推进陕煤 “5G工业智能化”部署。
