工业物联网（IIoT）技术可以无缝连接车辆、机器和人员，甚至是世界上最深的矿山，为地下采矿的安全性、产能和盈利能力开创了新纪元。

 通信基础设施、定位工具和传感器的发展日新月异，使未来地下矿山的运营变得越来越扁平化。在人工智能的辅助下，数据处理系统的功能日益强大，足以处理正在生成的大量数据流。但是，仍然面临巨大的挑战，即在井下建立无线通信网络既困难又昂贵。反复爆破会损坏昂贵的工业物联网设备，而钻掘不断地改变着地下作业的布局。

 业内专家表示，建设未来连接性地下矿山的第一步将是更加稳定的连接性，因为这是引入更智能的传感器网络、更自动化和更好的运营管理和定位系统的先决条件。

 连接性是关键

 南非技术系统集成商Ramjack的总裁兼首席执行官Mike Jackson表示，“与地下采矿环境中的工业物联网相关的最大挑战一直是连接性。但是，通信技术的进步正在帮助解决过去已经影响到我们的关键问题，例如在部署仪器后失去访问权限，或者无法定期获取读数。”

 其他行业专家一致认为，通信的进步将成为新兴传感器和边缘计算技术的关键推动力。

 加拿大魁北克省的地下采矿技术和系统企业Newtrax的营销和通信主管Cynthia Younes表示，“多年来，全球各地的地下矿山采用更现代化的通信基础设施一直是一项挑战，这主要是因为部署和维护成本高。但是，现在越来越先进的通信基础设施正在帮助将物联网解决方案应用于地下矿山。这使矿山管理人员和其他人员不仅可以看到，而且可以深入了解到地下的近实时状况。”

 瑞典矿业技术企业Hexagon的产品经理Andrew Clark表示，“需要增加对新通信技术的投资，以增强自主解决方案。我们看到的所有激动人心的新工业物联网技术都需要系统的基础设施改进，以适应数据传输的增长。值得庆幸的是，矿业行业一直在3/4G LTE网络的发展上投入大量资金，而更加坚固耐用且符合具体目的的WiFi系统将使新功能的使用成为现实。”

 实时连接性

 新兴的通信解决方案包括一个用于地下采矿的实时连接系统，该系统是加拿大矿业重点数据管理企业Symboticware与芬兰电信技术企业诺基亚（Nokia）共同开发的。

 该网络系统将Symboticware的遥测技术与诺基亚开发的无线功能相结合，可以支持使用人工智能和机器学习的更高级机器对机器协议。之所以可行，是因为诺基亚的工业级无线连接解决方案不依赖WiFi，而WiFi缺乏支持下一代工业物联网应用所需的低延迟和可靠性。

 Symboticware的创始人兼董事会主席Kirk Petroski表示，“诺基亚与Symboticware的合作将有助于推动人工智能和机器学习的发展，这些功能将在该行业的未来发展中发挥重要作用。”

 两家公司表示，诺基亚和Symboticware的联合解决方案已在加拿大安大略省Sudbury的NORCAT地下研究中心进行了测试，并将于2021年上市。

 更智能的传感器

 Ramjack的Jackson指出，尽管将通过新兴的工业物联网系统连接的许多传感器已经以相似的形式存在多年，但将其数字化并赋予其可靠、负担得起的通信能力，将对地下矿山运营产生革命性的影响。监视设备已经使用了数十年，但是一直很难保持与这些设备的连接。使用电池供电的设备开发的永久性传感器网络将颠覆地下矿山的发展。使用了可连续工作的无人值守传感器的永久性传感器网络功能强大，因为可以使用可持续供电多年的电池，不断记录数据并通过点对点或网状网络进行远距离无线通信。这实际上解决了连接仪器以进行定期和实时数据获取所面临的挑战。

 Symboticware的SymBot是Symboticware数据获取平台的传感器网络接口，最初是为地下矿山开发的。它从传感器获取数据，将带有时间戳的数据存储到内部数据库中，并使用Symboticware的“存储转发”技术，将数据通过现有基础设施传输到SymView，即一台中央服务器和数据聚合器。

 工业物联网在矿山设计中的应用

 与工业物联网系统相连的改进后的激光测绘系统也有望简化矿山设计和基于活动的进度安排。

 Hexagon的Clark指出，越来越多地采用更适合于地下作业的LiDAR捕获和处理装置正带来重要影响。该公司的MineOperate解决方案为单个设备提供了图像功能和计算能力，以快速且准确地绘制采场采掘情况。地下工业物联网的发展也将使安全性得到改善，驾驶室内操作人员意识系统的广泛采用可通过可穿戴设备来避免疲劳、协助撤离以及监测健康状况。

 定位

 Ramjack的Jackson指出，通过更好的连接性实现的另一项关键技术是正在开发的定位解决方案，可用于在全球导航卫星系统（GNSS）匮乏的环境中进行位置跟踪。BLE（蓝牙低功耗）和UWB（超宽带）技术已在地下环境中得到使用，以实现便捷且负担得起的位置跟踪，现在也可以将合成GNSS信号用于地下矿山中的卫星跟踪。

 今年7月，Ramjack Technology Solutions宣布与Syntony GNSS建立合作关系，旨在共同开发地下全球定位系统（GPS）覆盖范围扩展解决方案SubWAVE。Jackson指出，使用手机和Syntony技术就能够通过谷歌地图（Google Maps）实时跟踪地下位置，精度不到2米。

 （中国地质调查局地学文献中心，国际矿业研究中心矿业科技组编译，张炜审校，陈秀法审核，信息来源：

https://www.miningmagazine.com/innovation/news/1405402/underground-mining-readies-for-the-iiot-revolution-feature/）