煤礦智能化是煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心，其目標是提升采煤效率，解決生產(chǎn)安全問(wèn)題。煤礦智能化發(fā)展，必須依賴(lài)5G、F5G、云、大數據、AI等ICT技術(shù)，從而釋放更多的生產(chǎn)力。

煤礦智能化要求礦山透明，透明礦山是讓高精度的三維物探把整座礦山的各種構造查清，要做到這點(diǎn)只有依靠先進(jìn)的通信技術(shù)。礦山是動(dòng)態(tài)的，只有讓設備連網(wǎng)進(jìn)行數據采集和傳送，實(shí)時(shí)把數據匯入數據湖，智能化決策系統才能知道井下每一寸地方正在發(fā)生的事情，從而做出決策。但一些所謂的智能礦，設備在線(xiàn)率僅有40%~50%。設備不在線(xiàn)無(wú)法實(shí)現智能化控制，更無(wú)法聯(lián)動(dòng)。

如何解決設備實(shí)時(shí)在線(xiàn)的問(wèn)題？答案是有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)綜合的網(wǎng)絡(luò )覆蓋以及設備自主組網(wǎng)。

有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )雖然覆蓋距離更廣，但它是插拔式的，而運輸設備分散，且經(jīng)常處于移動(dòng)狀態(tài)，線(xiàn)路容易折斷，可靠性差。比如，在綜采面由于采煤機、電液壓支架、刮板運輸機時(shí)刻處于運動(dòng)狀態(tài)，傳統的光纖經(jīng)常折斷。

把井下的光纖網(wǎng)絡(luò )與5G、WiFi-6等結合起來(lái)，讓每臺設備無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)，減少接插件的數量，網(wǎng)絡(luò )可靠性將大幅提升。我們可以把無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)、基站融合到井下的各種設備中，采煤機、液壓支架等都可以成為各種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的接入點(diǎn)、基站，因為這些設備本身就已經(jīng)有電源、有防爆盒。

同時(shí)，建立了足夠的接入點(diǎn)后，需要讓設備之間實(shí)現自動(dòng)組網(wǎng)。這樣，即使掉線(xiàn)，也可以自我修復，大幅提升了在線(xiàn)率、保障設備的可靠性。

目前這類(lèi)技術(shù)已經(jīng)被成熟應用，如各類(lèi)Wi-Fi模組、5G模組、藍牙模組、T-Box等。Wi-Fi模組與華為HiLink等生態(tài)平臺的結合，正在智能家居中大放異彩。只需嵌入一個(gè)小小的Wi-Fi模組，就能實(shí)現智能化改造，擁有智能控制、互聯(lián)互通互動(dòng)以及安全等關(guān)鍵能力。而且智能化的改造成本、門(mén)檻非常低，“一站式”地完成軟件和應用開(kāi)發(fā)即可，效率高、周期短。

關(guān)于建設智能煤礦的一個(gè)重要的思路，就是進(jìn)行煤礦井下的聯(lián)合組網(wǎng)。聯(lián)合組網(wǎng)主要分為兩個(gè)維度：一是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的融合，保障設備的高在線(xiàn)率，實(shí)現煤礦的全面感知，智能聯(lián)動(dòng)；二是專(zhuān)網(wǎng)的融合，就是井下的多種業(yè)務(wù)系統使用一張網(wǎng)來(lái)承載，在保障各個(gè)系統能夠穩定獨立地運行前提下，業(yè)務(wù)系統之間的數據可以按需靈活交互。

當前，煤礦井下環(huán)網(wǎng)的數量眾多，有瓦斯監控專(zhuān)網(wǎng)，還有有線(xiàn)調度通信專(zhuān)網(wǎng)、廣播通信專(zhuān)網(wǎng)、機電控制專(zhuān)網(wǎng)、視頻監控專(zhuān)網(wǎng)等等。不同網(wǎng)絡(luò )系統之間均為獨立規劃建設，設備各自獨立供電，通信鏈路分離，互不聯(lián)動(dòng)。這種專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用成為智能化障礙，急需突破。

形成專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用的原因，是此前采用的傳統工業(yè)以太網(wǎng)容易引起網(wǎng)絡(luò )擁塞，嚴重的還會(huì )發(fā)生丟包。像瓦斯濃度檢測這樣涉及生產(chǎn)安全的系統，跟其他的業(yè)務(wù)跑在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上，是不被接受的。

隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的進(jìn)步，融合網(wǎng)的可靠性早已遠遠超過(guò)專(zhuān)網(wǎng)。當前，像華為等廠(chǎng)家提供的基于SDN架構的礦山融合IP工業(yè)網(wǎng)設備，骨干網(wǎng)絡(luò )帶寬達到50Gbps，并支持平滑升級到100Gbps，滿(mǎn)足5~10年井下各類(lèi)不同業(yè)務(wù)的帶寬訴求。其中的網(wǎng)絡(luò )切片技術(shù)，就是IP硬管道，如同在一條寬闊的馬路上劃分出一條條專(zhuān)用的BRT通道，讓不同的網(wǎng)絡(luò )切片承載不同的業(yè)務(wù)，可以保障瓦斯監控、工業(yè)控制、語(yǔ)音通訊等高優(yōu)先級業(yè)務(wù)流量不受其他業(yè)務(wù)流量突發(fā)變動(dòng)的影響，使得遠程控制更加平滑流暢，語(yǔ)音和視頻更加清晰，實(shí)現井下業(yè)務(wù)的可靠通信。

融合IP工業(yè)網(wǎng)的切片技術(shù)和5G無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的切片技術(shù)一致，可以無(wú)縫連接，實(shí)現真正一張網(wǎng)。對于網(wǎng)絡(luò )的管理，通過(guò)iFIT隨流檢測技術(shù)，網(wǎng)絡(luò )的健康度、業(yè)務(wù)流量的傳輸質(zhì)量都可以在集控中心的大屏上看得一清二楚。一旦業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量發(fā)生下降，工作人員可以進(jìn)行預測性的分析維護，幾分鐘就能定位到網(wǎng)絡(luò )哪個(gè)位置發(fā)生了問(wèn)題，無(wú)需運維人員下井逐一插拔光模塊查找問(wèn)題，大大提升了運維效率。

未來(lái)，隨著(zhù)智能煤礦應用的不斷疊加，每新增一套系統就新增一張網(wǎng)絡(luò )的方式難以延續。不同系統的網(wǎng)絡(luò )設備獨立安裝，獨立供電，會(huì )給煤礦帶來(lái)了很大的資源浪費和多節點(diǎn)的設備故障隱患。另外，專(zhuān)網(wǎng)數量多，網(wǎng)絡(luò )運維的難度快速上升，雖然井下生產(chǎn)不斷在減人，但是網(wǎng)絡(luò )運維仍需要人員頻繁下井，這與少人、無(wú)人的發(fā)展趨勢也是背道而馳的。所以，必須要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)合。

煤礦井下大量專(zhuān)網(wǎng)的存在，煤礦數據的自由流動(dòng)，阻礙了煤礦智能化的發(fā)展。因此，建設智能煤礦，就應當跳出傳統煤礦建設的條條框框，充分借鑒信息通信行業(yè)的成果，為智能煤礦建設加速。

真正的智能礦山，需要人工智能和大數據分析支撐的智慧大腦，并配置兩級智慧大腦，一個(gè)放在井上集控中心，一個(gè)放在井下設備列車(chē)。

行業(yè)一致認同的“統一標準、統一架構”的煤礦工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構還在進(jìn)行中，但全面煤礦智能化的進(jìn)程有望在10年之內完成，信心源于以下兩點(diǎn)：一是ICT技術(shù)在飛速進(jìn)步，智能化的成本不斷下降；二是在2030年“碳達峰”之后，煤炭總產(chǎn)量必然會(huì )不斷減少，非燃料的煤炭的價(jià)值隨之提升，企業(yè)為增加效益而實(shí)現智能化也是必然選擇。