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原文发表在《工矿自动化》年第8期，欢迎品读。

煤矿井下有瓦斯等易燃易爆气体，矿井无线传输衰减大等特殊性，制约着5G直接在煤矿井下应用。仅将地面5G产品进行防爆改造的矿用5G，难以满足煤矿智能化建设需求。因此，亟需针对煤矿井下安全生产特殊需求，研发矿用5G。

（1）矿用5G宜采用本质安全型防爆。矿用5G基站应按同时工作的多个发射天线的最大总功率考核其防爆性能。应考核矿用5G基站天线的等效电感（含分布电感）和等效电容（含分布电容）。对于发射功率软件可调的矿用5G基站，调控发射功率的软件应固化，确保在正常工作和故障状态下，最大发射功率不增大；不得因设备停电重启、光缆断缆、基站控制器损坏、交换机/路由器损坏、电磁干扰等，造成最大发射功率增大。无法保证最大发射功率不增大的软件调控发射功率的矿用5G基站，应按硬件最大发射功率考核其防爆性能。

（2）用于控制的矿用5G应具有较强的抗干扰能力。在本质安全防爆限制电容量和电感量的条件下，提高5G系统的抗干扰能力，是矿用5G亟需解决的技术难题。

（3）采煤工作面无人或少人作业，宜采用机架联动+记忆割煤+地质模型+地面远程控制方法。采用透雾透尘摄像机，解决采煤工作面视频图像不清晰问题。采煤工作面和掘进工作面地面远程控制宜选用矿用5G。

（4）煤矿井下车辆无人驾驶地面远程控制宜选用矿用5G，通过矿用车辆精确定位系统和惯性导航系统对车辆定位和导航，通过激光雷达、毫米波雷达、热像仪、摄像机、车载传感器和巷道传感器等感知车辆和周边环境。

（5）WiFi矿井移动通信系统具有成本低等优点。煤矿井下胶轮车和电机车等行驶速度受限，手机等移动终端移动速度较慢，WiFi矿井移动通信系统可满足煤矿井下移动通信需求。5G矿井移动通信系统具有手机种类多、语音通话质量高、可用于快速移动通信等优点，但成本高。没有针对矿井移动通信特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi移动通信系统。

（6）矿用5G必须在井下敷设光缆。设置在煤矿井下的矿用5G基站、矿用5G基站控制器、矿用网络交换机/路由器等均由井下电网供电。煤矿井下瓦斯超限停电和停风停电，将影响矿用5G移动通信系统正常工作。当煤矿井下发生瓦斯和煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压、水灾、火灾、顶板冒落、炸药爆炸等事故时，会造成矿用5G基站和天线、矿用5G基站控制器、矿用网络交换机/路由器等损坏，光缆断缆。因此，矿用5G移动通信系统抗灾变能力远不如矿用有线调度通信系统，难以满足应急通信要求。严禁用矿用5G移动通信系统替代矿用有线调度通信系统。

（7）矿用5G核心网在地面，控制整个系统工作。当煤矿井下光缆断缆或交换机/路由器故障，井下系统将瘫痪。甲烷超限或停风后，非本质安全防爆的5G基站、基站控制器和交换机/路由器等必须停电。因此，没有针对煤矿安全监控特点研发的矿用5G不能替代煤矿安全监控系统。

（8）矿用UWB精确定位系统定位精度为0.2m。5G未来的定位目标是定位精度1m，但目前还没有实现。没有针对矿井动目标精确定位特点研发的矿用5G定位精度低于矿用UWB精确定位系统。

（9）在FR1（～MHz）频率范围内，5G最高传输速率为1.2Gbit/s（上行）和2.2Gbit/s（下行），WiFi6最高传输速率为9.6Gbit/s，WiFi6的传输速率高于5G。因此，没有针对煤矿安全生产特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi6。时延要求不高的矿井视频图像监视，宜选用矿用WiFi6，以降低成本和维护工作量。

（10）没有针对煤矿井下固定设备监控特点研发的矿用5G可靠性低于矿用有线监控系统。带式输送机、供电、排水等固定设备监控和地面远程控制，宜选用有线传输。

引用格式

孙继平.煤矿智能化与矿用5G[J].工矿自动化,,46(8):1-7.

SUNJiping.Coalmineintelligenceandmine-used5G[J].IndustryandMineAutomation,,46(8):1-7.

作者联系方式

孙继平（—），男，山西翼城人，教授，博士，博士研究生导师，中国矿业大学（北京）信息工程研究所所长，原副校长；获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项(第1完成人3项)；作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖8项；作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业和安全生产行业标准29项；作为第1发明人获国家授权发明专利80余件；主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”；作为第1作者或独立完成著作12部；被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文90余篇；作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作；E-mail:sjp

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