煤矿5G无线通信系统建设构想

提出了煤矿5G无线通信系统的基本架构:5G核心网、基带处理单元(BBU)、远端汇聚站(RHUB)及5G基站之间由5G承载网连接,实现各网元之间信令传输;井下采用5G基站及天线实现井下无线信号覆盖,基站通过RHUB进行汇聚后,与BBU相连并接入5G核心网。比较了用户面功能/移动边缘计算(UPF/MEC)下沉与独立专网2种5G核心网建设方案的优缺点;研究了5G核心网与BBU之间、BBU与RHUB之间、RHUB与5G基站之间的承载网,重点介绍了5G核心网与BBU之间承载网常用的光纤直连、切片分组网(SPN)及第五代固定网络(F5G)3种承载方式的特点及适用场景;给出了煤矿5G基站、5G终端及5G通信模组等设备的设计方案。结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,探讨了5G无线通信系统在煤矿的典型应用,如融合一体化通信、高带宽业务应用、智能工作面业务应用、矿山车辆远程控制或无人驾驶等。指出小型化行业5G核心网设计、矿用5G基站等设备的低功耗及本安化设计、700 MHz频段5G设备的井下应用以提升5G基站覆盖范围、矿用5G手机终端的定制及行业APP的开发、低功耗5G通信模组的开发、结合现场需求更多行业应用场景的深入挖掘等是煤矿5G无线通信系统进一步的优化方向。

5G技术在煤矿掘进工作面运输系统中的应用

针对掘进工作面运输系统通信网络存在的接入能力不足、传输可靠性低、传输带宽不足等问题,探讨了5G技术在煤矿掘进工作面运输系统中应用的必要性和可行性:经过优化设计的矿用5G系统性能指标达到预期,完全能够满足当前煤矿智能化建设对无线通信系统的需求;矿用5G通信模组、5G客户终端设备(CPE)为掘进工作面各类设备及传感器接入5G网络提供了设备支持。介绍了5G设备的矿用化改造重点解决的问题:建立了矿用5G网络架构,以满足井下5G信号覆盖需求;针对5G设备功耗大的问题,对其结构进行了优化设计,并设计了散热装置;解决了5G基站多路射频输出与天线增益叠加后射频功率超标的问题。给出了掘进工作面运输系统5G网络架构及功能,借助5G网络大带宽、低时延、高可靠、广接入的特性,可实现掘进工作面运输系统各类传感设备的统一接入、各环节的高清视频监控、远程集中控制。

积木式快速组装的直流电源屏的设计与应用探讨

本文旨在探讨采用积木快速组装式结构的直流电源检修临时屏的设计与应用。该设计方案基于现场负载对临时屏的需求,通过积木式扩容设计思路实现了临时屏的扩容性、通用性和互换性。此外,该方案还搭载了5G通信模组,实现了直流电源检修临时屏的就地与远程双监测以及故障信息的智能通知。这样可避免临时屏管理中的真空时间,显著提高技改施工效率。同时,通过及时的故障通知,可避免直流系统故障造成的停电损失,进一步提高技改效益。

矿用红外热成像摄像仪的研究与应用

煤矿井下电气设备环境复杂,而井下火源又具有较强的隐蔽性,火灾事故占煤矿灾害事故的90%以上。通过研究红外热成像、本安技术和矿用5G通信模组,设计了适用于煤矿井下的矿用本安型红外热成像摄像仪。井下现场测试表明,矿用本安型5G经处热成像摄像仪可以对监测设备的发热点进行全方位清晰反映,测温灵敏度达到50 mK,测温误差<±0.42%,实现了煤矿井下隐性火区分布、火源位置的监测,对井下火灾隐患的排除及日常巡检具有重要意义。