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如今，不管太陽(yáng)能、風(fēng)能、化學(xué)能等如何發(fā)展，提到能源很多人第一時(shí)間想到的或許還是石油和煤炭。作為需求旺盛的發(fā)電能源、工業(yè)動(dòng)力能源、民用商品能源以及化工原料，這兩種能源始終是維持各國(guó)經(jīng)濟(jì)、軍事發(fā)展的重要基礎(chǔ)，因此時(shí)至今日仍受到大量關(guān)注。
只不過(guò)，雖然大家對(duì)兩種能源的需求和熱度沒(méi)有改變，但發(fā)展要求已然與過(guò)去有所不同。在經(jīng)歷過(guò)一昧追求速度的狂飆時(shí)代，以及由此帶來(lái)的事故多發(fā)的不穩(wěn)定時(shí)期，眼下能源開(kāi)采的安全性、綠色性開(kāi)始被強(qiáng)調(diào)。同時(shí)，隨著人口紅利的不斷衰減，效率性也被重視。
基于此，我國(guó)傳統(tǒng)能源開(kāi)采和利用逐漸邁入轉(zhuǎn)型期。依托與日俱興的各種智能科技，傳統(tǒng)能源智能化轉(zhuǎn)型趨勢(shì)開(kāi)始凸顯。例如其中之一的煤炭產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前便正從人工化、機(jī)械化的生產(chǎn)模式向自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化、安全化方向穩(wěn)步前進(jìn)，智能煤礦發(fā)展日漸崛起。
智能煤礦轉(zhuǎn)型刻不容緩
智能煤礦，簡(jiǎn)而言之就是利用人工智能、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，推動(dòng)煤炭工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能化轉(zhuǎn)型。近年來(lái)，伴隨著傳統(tǒng)煤礦發(fā)展各種弊病的層出不窮、屢治無(wú)效，以及外部發(fā)展條件的不斷變化、影響加深，智能煤礦已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。
自2002年以來(lái)，我國(guó)便開(kāi)啟了屬于煤炭的“黑金時(shí)代”，國(guó)內(nèi)煤炭發(fā)展進(jìn)入狂飆突進(jìn)狀態(tài)，一度帶動(dòng)了不少省市的快速崛起。例如在此期間，山西便作為我國(guó)產(chǎn)煤第一大省登上舞臺(tái)，其煤炭投資一路從不到5億上漲至2008年的接近50億元，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)翻了十倍不止。
不過(guò)，狂奔的行業(yè)必然伴著如影隨形的風(fēng)險(xiǎn)。2009年開(kāi)始，大大小小的礦難事故為行業(yè)敲響了警鐘。與此同時(shí)隨著人口紅利的消失，人力成本的上升，煤炭生產(chǎn)的勞動(dòng)力優(yōu)勢(shì)也日漸式微，招工難、用工難、留工難等問(wèn)題日漸凸顯，生產(chǎn)技術(shù)與模式的轉(zhuǎn)型刻不容緩。
在此期間，國(guó)家雖然曾對(duì)一些落后煤礦進(jìn)行淘汰，并整治了相關(guān)私人煤老板，促進(jìn)生產(chǎn)逐漸向大型化、集約化、專業(yè)化方向發(fā)展。但仍然無(wú)法徹底根除行業(yè)安全隱患，也無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)與日俱增的用煤需求。在此背景下，去人工化、更加安全的智能煤礦受到愈發(fā)青睞。
5G＋機(jī)器人成布局重點(diǎn)
而在智能煤礦建設(shè)所依賴的眾多技術(shù)中，機(jī)器人與5G無(wú)疑被擺到了至關(guān)重要的位置。前不久的6月17和18日，山西便相繼宣布已經(jīng)建成了煤礦井下5G專網(wǎng)和首座5G智慧煤礦。同時(shí)據(jù)山西日?qǐng)?bào)報(bào)道，預(yù)計(jì)2021年內(nèi)機(jī)器人也將助力井下少人、無(wú)人建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
那么，為什么5G技術(shù)和機(jī)器人會(huì)被如此重視呢？
其實(shí)，機(jī)器人受重視主要與其顯著應(yīng)用價(jià)值有關(guān)。目前，煤礦機(jī)器人能在三方面展現(xiàn)出顯著價(jià)值：其一是生產(chǎn)作業(yè)，機(jī)器人能用于煤礦巷道掘進(jìn)、采煤運(yùn)煤等工作之中，通過(guò)換人保障生產(chǎn)安全。其二是礦難救援，機(jī)器人能對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)探測(cè)、搜救與善后工作。
除此之外，其三是機(jī)器人能進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)和運(yùn)維，利用機(jī)器人對(duì)井下環(huán)境、設(shè)備、人員進(jìn)行監(jiān)測(cè)，協(xié)助處理管道清淤等工作，不僅能保障開(kāi)采工程的正常進(jìn)行，同時(shí)也能保護(hù)工人們的安全，保證日常作業(yè)效率。正是基于這些強(qiáng)大作用，機(jī)器人才受到行業(yè)的廣泛青睞。
而5G受重視，則是因?yàn)槠淠転闄C(jī)器人的落地應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐。5G高速率、低延時(shí)和大容量的特點(diǎn)，能夠讓機(jī)器人的日常作業(yè)、信息傳輸變得更加快捷、準(zhǔn)確和穩(wěn)定，從而讓“機(jī)器換人”更加可靠。因此，5G作為機(jī)器人的關(guān)鍵配套技術(shù)，也是行業(yè)轉(zhuǎn)型聚焦的重點(diǎn)。
未來(lái)三大問(wèn)題仍待解決
面對(duì)傳統(tǒng)煤礦災(zāi)害多發(fā)、效率低下的狀況，通過(guò)5G與煤礦機(jī)器人的結(jié)合應(yīng)用，無(wú)疑能減少井下作業(yè)人數(shù)、降低相關(guān)安全風(fēng)險(xiǎn)、提升產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效率、減輕礦工勞作強(qiáng)度。但由于我國(guó)研發(fā)起步晚、限制多，當(dāng)前5G與機(jī)器人本身也還存在問(wèn)題，因此普及應(yīng)用也還比較難。
未來(lái)要想讓5G機(jī)器人實(shí)現(xiàn)規(guī)模化商用，還需解決三方面的問(wèn)題。
首先是機(jī)器人能源動(dòng)力問(wèn)題。我國(guó)煤礦機(jī)器人能源供應(yīng)主要為三種，小功率用有限供電、大功率用井下供電和電池供電，但三者都自有其缺點(diǎn)，如容易備干擾、作業(yè)距離有限、供電品質(zhì)和穩(wěn)定性不足、續(xù)航能力差等等。因此，未來(lái)繼續(xù)尋找到新的動(dòng)力能源和供電方式。
其次是5G的導(dǎo)航通信問(wèn)題。井下礦中環(huán)境黑暗而復(fù)雜，對(duì)煤礦機(jī)器人的適應(yīng)性、移動(dòng)性要求頗高，因此通信的穩(wěn)定性、距離性、效率性很受考驗(yàn)。當(dāng)前，5G的出現(xiàn)雖然能保障這些需求，但其網(wǎng)絡(luò)覆蓋還不完善，應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)也不夠多。這還需要未來(lái)一步步的加以解決。
此外還有兩者的可靠性問(wèn)題。由于井下作業(yè)具有復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性，一旦機(jī)器人或5G通信出現(xiàn)故障，不僅會(huì)造成巨大損失，還可能引發(fā)事故，因此兩者的穩(wěn)定性和可靠性十分重要。但在當(dāng)前，我國(guó)在這些方面的技術(shù)研究成果還較少，接下來(lái)還需更多實(shí)踐來(lái)予以反饋。
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