


“全体注意,爆破马上开始,请立即撤离。”
“收到,警戒线已拉好,人员全部清场,可以起爆。”
“爆破完毕,请检查现场情况,恢复正常作业。”
这是在金川镍钴三矿区井下某盘区,作业人员通过工业手机完成的一段通话。看似无比寻常,但在不久前,这类稳定顺畅的井下移动通信,还未全面落地普及。
作为一类独立划分的水平矿区,井下“盘区”内道路纵横交错、岩层对信号的屏蔽效果极强,多年来始终无法实现网络覆盖。过去,生产指令只能靠人跑进跑出传递。如今,随着金川集团研发中心“无线Mesh自组网”技术的落地,这种“口口相传”的通信方式被先进的数字通信取代。

盘区的“无网”之困
Mesh,意为网状结构。无线Mesh自组网,顾名思义,就是不用布线、节点可自发互联的特殊通信网络。为了解其全貌,记者走进研发中心工业数智化研究所,见到研发项目的主要负责人,硬件架构师李生洋。
“任何无线网络都要依托一种被称为‘基站’的装置而存在,”李生洋说,“我们的无线Mesh自组网,也建立在‘基站’之上。”
基站是一个银色的不锈钢长方体盒子,上面装有两根短粗的黑色天线。“在它安装之前,盘区没网,大家也都习惯了。直到2023年,我们意识到网络对矿山发展必不可少。”
那时,李生洋正在参与金川集团智慧矿山建设规划的相关工作,核心任务是为后续的智能装备、云资源等搭建基础设施底座。但规划越往下做,一个障碍就越发明显,那便是盘区内“没有网络覆盖,数据无法传输”。
视频监控要回传画面,语音对讲要实时可达,铲运机要实现远程操控和智能化驾驶……这些智能化场景的落地,都由于“没网”受到阻碍。
单有智能化设备而没有网络,相当于有“大脑”却没有“神经”,所有感知和决策的指令都无法传递。因此,盘区必须找到一种合理的网络覆盖方案,架起一座传递信息的“桥”,才能将“智慧矿山”建设推进下去。
介绍中,李生洋将基站外壳盖打开,展示基站的主板、电源模块、接口等部件。这台看起来并不复杂的装置,却藏着众多研发人员的心血和巧思。“井下盘区环境与地表差别很大,高湿度、高粉尘、强震动、强电磁干扰。”他说,“地表成熟的通信建设方案是无法照搬的,我们要想做研发,每一步都是新问题。”
为何选择无线Mesh自组网?
研发初期,研发团队先对矿山盘区的状况进行全面分析。
首先是采矿方式,金川自有矿山采用爆破方式开采,开采过程中,石块会松动、飞溅,若在作业区铺设光纤或网线,极易被损坏,可靠性难以保证。盘区通信要想落地,“无线”是唯一选择。
此外,井下盘区并非固定不变的空间。一个层面开采完,需做充填处理,再转向下一层开采。巷道走向、作业面位置始终在变,通信设备布置点也要随之改变。在传统的“星型”分布式网络中,信号由一个中心基站向各个终端设备传递,中心基站一旦拆除或挪位,整个网络都会瘫痪,显然不适用于盘区。
由此,研发团队把目光投向一种集团从未用过的技术——无线Mesh自组网。
这项技术,主要用于无固定基站、设备众多、环境复杂的场景。其核心优势就是“去中心化”,即无需固定中心基站,众多节点基站之间可实现自动互联。即便某一基站拆除,其他节点也能马上重新建立连接。
无线Mesh自组网还有一个显著优势,就是“双频”。随着Wi-Fi6技术的成熟应用,双频设计满足了基站间数据回传与用户访问接入的需求,回传链路和用户接入均得到保障,比之前的网络稳定性更高。
除了稳定,它还能很好地满足智能设备对“延时”的要求。延时,即传输延迟时长,也就是从发出信号到收到回应所需的时间。这个时间越短,设备灵敏度越高,操作安全系数就越高。普通的无线网络延时基本维持在100毫秒左右,本次研发的无线Mesh网络在漫游切换、路由算法、回程设计等层面都进行了定向优化,能将多跳网络的延时控制在30毫秒以下,完全满足智能装备远程控制的需求。
经过大量讨论和分析,研发团队凭借多年的网络建设与运维经验,率先完成基站雏形设计制作。
“研发阶段主要是做一些理论上的工作,还比较顺利。”李生洋说,“真正难做的,是后来的现场测试。”

百折不挠的井下测试
2025年5月,研发团队带着做好的基站,深入金川镍钴三矿区井下盘区开启现场测试。
然而一到井下,供电问题就先给他们“上了一课”。
井下盘区照明电是36V交流电,不是基站可以直接使用的直流电,要用一个电源转换模块进行转换。然而盘区内停送电过程中,会面临瞬时电流过大的问题,很容易将转换模块烧穿。项目初期,几乎每10个模块里,就有9个出现故障。
那段时间,研发人员隔三差五就要下井,打开基站箱体、更换电源模块、重新接线、通电测试,再回地表复盘,讨论新方案,就这样持续了近两个月。
其间,研发团队先尝试将36V交流电转成12V直流电,再升到24V给设备使用,发现不可行。之后又增加限流模块,才相对稳定。如此多番尝试,最后才逐步摸索出一个适用的方案,让设备侧供电逐渐稳下来。
供电问题刚解决,天线的选择问题又带来困扰。技术人员说,天线最关键的一个指标是“增益”,即信号“发射与接收”的能力。按以往的经验,增益越高,信号功率越大、传得越远。
于是,团队初期安装了一款高增益的天线,但测试结果出乎意料:信号不但没有增强,反而直接消失了!这让大家百思不得其解。
“每天都信心满满地下井,结果忙了一天,发现推断又是错的。除了碰了一鼻子灰,一无所获。”李生洋回忆。
有很多次,大家坐在会议室,面对无数次被推翻的设想,失落得说不出一句话。但第二天一早,所有人又还是像往常一样,早早坐上下井的罐笼。
“自我批评、怀疑,又自我鼓励、肯定,这种心理上的拉扯,是很难熬的。”李生洋说,“但我们一直没放弃,因为我们真的太想把这件事做成。”
其他细节性的测试和摸索,更是数不胜数。比如天线安装位置的测试,太高会导致信号覆盖不够,太低又容易被路过的铲运机碰撞折断;再比如基站外壳强度的检验,不仅要保证其外壳硬度能挡住飞溅的碎石,还要确认内部涂胶的元器件能正常散热。李生洋感慨,“很多细节性的功能,都不是一开始设计好的,而是在测试过程中一步步完善起来的。”
盘区有网以后
测试完成后,基站正式开始实地安装。
由于Mesh自组网“无线互联”的特点,基站安装流程相对简单,只需将基站悬挂在巷道顶部风水管桥架的托架上用卡件固定即可。一个盘区内,需要每隔100米左右安装一个基站,每个盘区安装10个左右,就能实现网络覆盖。
在李生洋拍摄的一张现场照片里,巷道风水管桥架旁,一台不起眼的银色基站亮着绿色指示灯,表示运行状态正常。李生洋笑着说:“之前这个指示灯设计的是蓝色,后来我们改成了绿色,符合矿山安全警示的颜色习惯,同时也代表‘安全畅通’,图个好彩头。”
2025年10月,金川镍钴三矿区两个盘区内的几十个基站已安装完毕,金川集团无线Mesh自组网正式落地使用。未来,研发团队还计划将无线Mesh自组网应用在金川矿山更多区域,不断提升金川矿山盘区的数字化拓展能力。
这套网络最终能否发挥预想中的作用,还要看作业人员的使用体验。
现场人员反馈,网络打通后,工业手机终于有了用武之地。其中,“语音对讲”功能最受青睐。群呼时,一人发话,所有在线人员都能听到。单呼时可直接一对一交流,让爆破前的避险提醒、班中临时通知等都方便了许多。
视频监控等智能设备也有了落脚点。现场监控画面实现实时上传,地表人员可以随时掌握盘区状况,实现远程监管。再往远看,远程控制、无人驾驶、气体检测以及井下盘区内安全避险系统中的更多应用,都有了进一步落地的可能。
李生洋说,无线Mesh自组网不仅是一项通信产品,它更像是一座桥、一条路,前后端的各类设备、平台、模型,都要依托这条通路完成连接。
面向未来,李生洋和研发团队有着更长远的规划。他们希望立足金川集团研发中心这一科研平台,不断深入解决集团各类生产场景数字化进程中的瓶颈问题,让集团智能化建设更加从容,让智慧化生产走上一条更宽、更稳、更自由的道路。
金川集团新闻中心全媒体记者 骞梦潇
(金川集团官方公众号)