西安科技大学：助推新质生产力 矿井深处的5G通信

智能矿山、智慧矿井建设的基础之一，是高质量的通信技术。尤其在矿井深处，极端的环境条件成为高效通信的拦路虎。如何实现信号覆盖，保证通信顺畅，成为了煤炭产业智能化升级的一个关键点。长期以来，西安科技大学通信学院黄晓俊教授团队联合陕西延长石油榆林可可盖煤业有限公司和中国联合网络通信有限公司陕西省分公司等单位不断探索，找到了基于智能电磁超表面矿井5G通信全覆盖的新方案。该技术方案所依托的电磁超表面是一种人工制造的新型材料表面。它能够通过定期排列的微型结构来产生特定的相位、幅度和极化，实现对电磁波的传播和辐射特性的精确控制。因而在电磁波控制和信号处理等方面具有十分重要的实用价值。

在矿井通信应用中，黄晓俊教授团队充分利用其技术特点，有效破解井下巷道中5G通信的诸多难点和痛点。针对多径效应导致的信号盲区和严重衰减，团队通过控制信号的相位和幅度，优化多路径传播，对巷道盲区进行信号中继和补盲，提高通信的质量和稳定性。针对智能矿井环境中存在强电磁干扰，团队研发针对矿井环境的能量选择超表面消除外部电磁干扰，提升通信信号的传输和接收质量。经过长期研究与实践，团队率先研发出适用于矿井5G信号中继和补盲的900MHz，2.1GHz和3.5GHz的适用于矿井5G通信全覆盖的智能超表面，做到“随挂随取、随时补盲”。团队更创新实践了智能电磁超表面定向加强信号技术，成功将5G核心网下沉至5300米超长斜井井底，做到了矿井建设全周期5G信号的100%全覆盖。

团队的技术创新得到了社会和行业的良好反馈。在工信部主办的第五、六届“绽放杯”5G应用征集大赛中，团队的以此新技术研发形成的申报成果《“打井不下井”，开启延长石油煤电油化复合场景5G+网业融通新篇章》获得全国一等奖，《以“融”引领，以“安”保障，以“智”点亮，可可盖迈向“煤”好未来》获得全国总决赛金奖，成为能源领域唯一、陕西省唯一获得的全国总决赛金奖的项目。在新疆、榆林、延安等地的煤矿实验与建设实践中，方案所表现出的技术效能令人赞叹。基于此技术突破，煤矿建井效率相比传统施工法提高3-5倍，井下作业人员减少60%，极大提升了无人化掘进的工作水平，完善了煤矿智能化全生命周期的示范建设。如今，黄晓俊教授团队更向技术前沿不断探索，将智能电磁超表面技术与射频漏缆通信技术相结合，旨在为薄煤层绿色智能开采领域的技术革新再立新功，誓把科技创新做在祖国大地上。