“我正与华为技术专家一起对齿轨车无人化升级改造进行试验，通过在齿轨车前后都安装传感器来解决在井下不便拐弯调头的难题。”这是日前霍州煤电吕临能化公司智能化建设工作组技术员刘杰在井下400米处，与到矿指导智能化建设的山西省通信管理局和山西焦煤领导的视频通话。

图为吕临能化公司循环经济园区鸟瞰图。    武嘉剑 摄

吕临能化公司是山西焦煤旗下由千万吨矿井和选煤厂、4×350MW综合利用发电厂、17余公里铁路专用线等组成的“煤-电-材”循环经济园区项目，基于其独特优势，被列为全国智能矿山建设示范项目之一。2019年初，吕临能化公司庞庞塔矿开始着手和规划智能矿山建设；当年11月，国家应急管理部信息研究院为庞庞塔矿编制了智能煤矿可行性研究报告。2020年7月10日，是具有里程碑意义的日子——庞庞塔矿井下5G网络最后一个基站调试成功。这标志着全国乃至全球第一张规模部署的煤矿井下5G专网建成，矿井智能化建设的高速公路竣工。

铺就智能矿山“高速路”

“尽管煤炭生产采用了一些新装备新工艺，但与其它行业相比，矿井对先进技术的运用相应较少，仍存在矿工劳动强度大、安全无根本保障等问题。”在煤矿工作近30年的吕临能化公司董事长王钦浩道出蹚新路快推智能矿山建设的老煤炭情结。

曾经，人们对习近平总书记强调的大力加强新基建、新技术等在煤矿行业不断取得突破意味着什么，认识得不够清晰，而吕临能化公司在这一新领域由传统向智能的思想转变，以及快速付诸实践，就是一个强有力的结果导向。这是新华社记者发出的感慨。

蹚新路需要有勇气、担当和情怀。

山西焦煤作为能源革命的先行者，将庞庞塔矿作为智能矿山建设的样板，按照一盘棋、一张网、一张图、一朵云、一平台对“5G+”智能矿山建设进行统一规划。

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。其根本是将人工智能、工业物联网、云计算等与现代煤炭开发利用深度融合，形成全面感知、实时互联、分析决策、动态预测等真正意义上的智能矿山，实现煤矿开采、运输等过程智能化运行。而5G这一移动通信技术所具备的大带宽、低延时、海量连接等突出优势，为打通煤矿智能化开采上下行传输的高速通道提供可能，实现矿井无人化、可视化、自动化、智能化运行，矿井安全生产水平和效率效益将全面提升。

图为庞庞塔矿9—801工作面推溜拉架作业。    武嘉剑 摄

用机器人采煤，曾经只是煤矿人的梦想。王钦浩说，他通过到华为学习，又带队到北京观摩世界机器人大会及鄂尔多斯智能装备展览会长见识，才初步了解了什么是智能化，才下定决心转变观念，按照集团指示和建设方案下大力气搞智能矿山建设。

虽然煤矿井下的5G信号受巷道断面、起伏度和煤尘等特殊因素影响，为5G技术在矿山落地带来诸多困难，而庞庞塔矿则以“先行者”的姿态，先行先试率先蹚新路。

——2020年4月15日，庞庞塔矿与联通（山西）产业互联网公司签署全国第一个5G井下商用合同，开始实施5G工程。

——7月10日，庞庞塔矿800米井下成功铺就国内井下最长的100多公里5G商用网络。紧接着，该矿依托5G网优势搭建起4G、5G、NB-IoT于一体的超融合高质量网络，144个5G基站在巷道内星罗棋布，形成万兆级工业互联网络。

据该矿调度信息中心职工张晓军介绍：“这套5G无线通信系统，全面通过了安标国家中心行业测试和认证，获得了全国第一套煤矿井下专用5G基站认证、全国第一张矿用隔爆兼本安型无线基站井下防爆证等全国第一。”

庞庞塔矿5G+智能化矿山建设不同于其它矿井是在单一的点面上做文章、搞试点，而是以自身独特优势，从起步就以高起点、全覆盖进行设计，是整座矿井体系和系统的智能化。

 “国内煤矿智能化开采大多处在电液阀控制、记忆截割、一键启停的1.0时代，庞庞塔矿的智能矿山建设实践则融合了5G、互联网、大数据、人工智能等最新技术，直接迈入了智能化开采的3.0时代。”吕临能化智能化矿山项目建设顾问刘春平说。

新基建释放产能需要较长过程。相信到这个千万吨煤矿先进产能释放的时候，其效率效益与传统开采是不可同日而语的。

让“高速路”尽早飞驰“智能车”

“发挥NB-IoT技术特点，进行了传感器无线化改造，增强对煤矿各场景的感知能力；运用5G大带宽提高了井下视频感知质量，实现了高清视频实时采集分析；安全生产中心、决策指挥中心、综合集控中心、经营管理中心已实现全感知、全联接、全智能。”华为公司5G+智能矿山建设解决方案组组长王伟介绍了在庞庞塔矿有关全面感知技术的创新点和推进情况。这就意味着该矿生产指挥、系统管控智慧化、井下无人化开采等指日可待，企业和职工安全将更有保障，矿工穿西装打领带采煤将不再是梦。

图为庞庞塔矿综采工作面机组正在进行割煤作业。    武嘉剑 摄

5G技术契合了煤矿智能化发展需要更广泛数据接入、更大数据传输带宽和更低延时控制的支撑，其应用是关键。抓紧利用5G优势实施智能开采、释放先进产能，时不我待！

该公司聚焦基础设施、全面感知、智能控制、协同管控等智能矿山建设核心内容，将智能矿山建设分三步完成：2020年完成基础设施和全面感知系统建设；2021年完成“五条主线+两面”地面集中控制，井下每班减少200人；2025年广泛采用机器人替代人，每班入井人数少于100人。

看准方向、瞄准目标、坚定信心。快速开发基于5G的设备、传感器等应用，构建矿井新的产业生态，迫在眉睫。

“我们正按照新焦煤建设世界一流企业目标，已与中科院、中国矿业大学、华为公司以及知名装备制造厂家联手，合力打造世界领先、国内一流、具有持久保持示范性的智能化矿井。”王钦浩底气十足地说，只有将5G与大数据、人工智能、区块链、云计算等有效融合，才能建成真正意义上的智能矿山。

基于复杂的国际形势，2020年6月，华为公司将智能矿山建设作为新确立的8个新领域之一立项研发。他山之石，可以攻玉。吕临能化公司顺势借“最强大脑”，对这座璞玉般的千万吨矿井的智能化、智慧化应用进行开发。6月23日，华为公司组建80人的团队对庞庞塔矿智能化矿山建设进行主攻研发，同时选派20余名精锐技术人员组成技术攻关突击队常驻吕临能化，细分成顶层设计组、井下攻关组、成果验证组3个组，结合矿井实际夜以继日地研发或改进采掘等装备智能化的应用。“矿上也相应成立智能化工作组，积极协助配合华为技术研发人员工作。”吕临能化公司安全生产部副部长韩晓东说，矿上技术人员给华为团队讲解煤矿采、掘、机、运、通等矿井作业流程和安全生产知识，华为人员给咱们讲解信息化、智能化、大数据等知识。

由此，庞庞塔矿智能化建设进入攻关阶段。上下勠力同心，内外同时发力，共同锁定国内一流、持久保持示范性目标，不舍昼夜，抓紧攻关。

经济、安全、环保等效益最大化，是智能化矿山建设的初衷。“常规新建一个采煤工作面需投入2亿元左右，我们通过在原来装备上进行智能化指令植入来实现装备智能，尽量少投入、多收益。”王钦浩说，他们正与郑煤机等煤机和支架等煤矿装备制造厂家进行沟通协调，通过对设备进行改进实现智能化作业。

图为庞庞塔矿9-801工作面乳化液泵站。     武嘉剑 摄

他们首先对井下各类传感器，最大限度进行无缘化改造，实现无线传输；在摄像头方面实现视频高质量及时回传等。同时在井下部署一系列机器人应用，轮式行走机器人、固定值守机器人已投入使用，轨道式巡检机器人正在搭建。

采掘比例失调，是煤炭系统的短板，其难点是掘进巷道过程中要完成顶板支护，导致掘进速度慢，造成采掘衔接紧张。“我们正在着力攻克用机器人支护取代人工支护等智能掘进难题，努力使回采、掘进都实现智能化。”韩晓东说。

如今，该矿井已形成一张5G传输网络，一个包括数据治理、应用集成平台等内容的数据边缘计算中心将完成搭建。

“集中智能控制、机器人化及其它基于5G的场景应用是智能化的难点。”韩晓东说，“仅气动道岔改成电动道岔，就得首先实现远程控制和对道岔闭合安全验证，才能实现道岔自动开启机车通过风门；要实现井下自动配煤，需要用高清摄像头结合人工智能算法解决精准测定溜煤斗放下的煤量，而实现这一系功能还需对人工智能算法进行反复训练……”

智能化矿井建设是一场长跑，“步伐稳健、稳扎稳打、办事成事。”此观念已在庞庞塔矿智能化建设团队形成共识。

目前，庞庞塔矿5-106工作面集控远程化与作业数字化改造正双向并行：支架正在电液控改造，预计年内完成；5G模组也在同步适配中，实现采煤机数据回传的“剪辫子”，5G+4K摄像机已下井，部署在工作面进行素材收集，提前进行模型训练……同时正依托5G切片技术，积极引进人工智能技术、精准导航与定位技术、机器人应用等，促进与系统控制融合，全面支撑井下两面+五条主线的智能化系统改造和建设。这样才能实现井下最艰苦、最没安全保障的采掘岗位少用人或不用人，实现矿井本质安全，推动吕临能化循环经济园区高质量转型发展。相信通过执着探索、合力攻关，人工智能、矿井无人化不再是梦，国内首个5G+智能矿山，呼之欲出。

“下一步，我们将继续锁定高水准不断完善推进智能化矿山顶层设计，努力打造同类地质条件下可复制、可推广的智能化建设模式。同时依托5G的智能成果应用，深化与知名科研院校、优秀企业的战略合作，组建智能化装备的研发、制造、应用产业链条，打造智能矿山技术、设备、人才的输出基地，让庞庞塔矿的智能化持续保持领先”王钦浩信心笃定地说。