（2023年）02 大土河集团多区域多矿井5G+IPRAN万兆环网解决方案

02   大土河集团多区域多矿井5G+IPRAN万兆环网解决方案

所在地市:吕梁市

参与单位: 山西大土河能源科技股份有限公司、山西吕梁离石贾家沟煤业有限公司、山西吕梁离石炭窑坪煤业有限公司、山西吕梁离石王家庄煤业有限公司、山西吕梁中阳付家焉煤业有限公司、山西吕梁中阳西合煤业有限公司、中国电信股份有限公司吕梁分公司、华为技术有限公司、宇祺智能装备有限公司

技术特点: 大土河及旗下五座煤矿统一规划IPRAN万兆工业环网及井下5G无线通信系统网络覆盖，采用新型IPRAN万兆环网支持高带宽、低时延、数据切片技术，通过集团、煤矿多区域多矿井组网实现扁平化管理，构建大土河自主可控的专有网络，提供更加贴近行业应用的定制服务，为未来煤矿智能化应用的接入打下坚实的硬件基础。

应用成效: 该集团级煤炭生产“一张网”的高质高效建设，满足了集团与各矿、地面与井下，信息流的全面互联互通、具备了统一标准、统一运维，统一管控的集团化智能信息基础设施，更好的助力企业降本增效、提质创新，实现可持续的高质量发展。

一、企业简介

山西大土河集团是吕梁市的龙头企业，连续数年荣登吕梁市纳税榜首。集团共有煤矿企业7座，分布在离石区、中阳县、临县，总产能870万吨/年，井田总面积为116. 844平方公里，资源总储量为7.99亿吨。根据国家和山西省煤矿智能化建设等政策要求、大土河能源科技股份有限公司建设智能化矿井的需要，结合5G通信技术的发展，本方案将进行大土河集团以及旗下离石贾家沟、离石炭窑坪、离石王家庄、中阳付家焉、中阳西合 5座煤矿万兆工业环网、5G通信系统等的统一规划和建设，实现集团与煤矿、煤矿地面和井下互联互通、统一运维，以支撑集团的智能化建设，加速推进“机械化换人、自动化减人、智能化无人”，助力企业降本增效、提质创新，实现企业的可持续发展。

二、项目背景

贾家沟、炭窑坪、王家庄、付家焉、西合五座煤矿在用的工业环网为千兆工业以太环网，应用数据还依赖于有线网络传输，随着智能化进程的推进，千兆工业环网带宽不足以支撑相关系统的数据传输，以太网交换机无法实现5G网络信令的传输，同时无法实现网络切片功能，不能满足数据隔离传输。五座煤矿井下网络仍然以有线网络覆盖为主，在前期布线以及后期运维的时候都会存在很大的挑战，光缆容易被大型设备破坏，并且没法定位问题出现的位置；而且存在有线网络不支持移动生产场景，比如采掘工作面的设备，巷道里的运输设备都处于一种移动的状态，有线网络不能够很好的支持，需要实现井下无线网络的整体覆盖。

本方案为大土河集团及旗下五座煤矿统一规划万兆工业环网及井下5G无线通信系统网络覆盖，构建大土河自主可控的专有网络，提供更加贴近行业应用的定制服务，为未来煤矿智能化应用的接入打下坚实的硬件基础。

三、实施方案

本方案为大土河集团及旗下五座煤矿统一规划万兆工业环网及井下5G无线通信系统网络覆盖，构建大土河自主可控的专有网络，提供更加贴近行业应用的定制服务，为未来煤矿智能化应用的接入打下坚实的硬件基础。具体建设方案如下：

（1）按照集团要求对大土河旗下五座煤矿规划井下4G/5G覆盖，常规通信服务区域以矿用4G基站覆盖为主，需要大带宽、低时延应用的变电所、水泵房、工作面等重点场所则以5G基站为主。

（2）升级煤矿工业环网为新型IPRAN万兆环网，支持高带宽、低时延、数据切片技术，用于实现井下5G无线通信系统以及原有工业网络设备的承载。

（3）大土河集团部署两台核心交换机与各煤矿环网核心交换机口字型组网，光纤直驱对接，井下5G专网与地面5G公网通过集团、煤矿两张万兆环网相连接，实现扁平化管理。

（4）大土河集团部署轻量化5G核心网，采用SA架构组网，实现大土河4G/5G无线通信系统独立组网、独立运行，保证传输时延；轻量化核心网与属地的中国电信的公网核心网实现信令的完整对接，实现地面井下、专网公网语音通话互联互通。

（5）将UPF下沉到煤矿边缘机房实现数据分流服务，园区内数据交互无需经过大土河集团，直接传输到属地煤矿的边缘云数据中心，保障数据不出园区。

网络拓扑图

四、项目成效

（1）经济效益：从“密集作业”到“少人作业”，从“低效采煤”到“高效作业”，产能利用率提至90%。

（2）安全效益：从“人工干预”到“智能启停”，改造后的信息化基础设施，有效提升了井下设备自动化控制、可视化、传感数据采集的效率与降低煤矿信息系统故障率，使安全事故发生率同比降低8%。

（3）社会效益：集团级信息基础设施统一改造，为煤炭企业智能化生产、集约化运营，树立了标杆案例，为集团级煤矿企业信息基础设施提质升级提供新路径。