井下無線技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

詹明忠

摘要：近些年來，我國的煤礦工程越來越多，在日益滿足社會能源需求的基礎(chǔ)上，也帶來了嚴重的安全問題，經(jīng)常出現(xiàn)安全事故，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。針對這種情況，可以在煤礦井下應(yīng)用無線通信技術(shù)。文章分析了井下無線技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：井下無線技術(shù)；安全生產(chǎn)；煤礦安全

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）06-0118-02

1 概述

隨著時代的進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展，特別是科學(xué)技術(shù)的日益革新，無線通信技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，并且廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。我國地大物博，有著豐富的煤炭資源，煤炭在社會經(jīng)濟的發(fā)展中，發(fā)揮了十分重要的作用；如今，工業(yè)化程度的提高，用煤需求日益擴大，煤礦規(guī)模越來越大，井下需要越來越多的工作人員，這樣很容易出現(xiàn)各種安全事故，威脅到人們的生命財產(chǎn)安全。那么就需要應(yīng)用井下無線通信技術(shù)，對井下工作人員的分布及設(shè)備作業(yè)情況實時掌握，對井下數(shù)據(jù)實時監(jiān)測，實現(xiàn)救護效率提高的目的。

2 井下無線通信技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

一是PED井下無線通信系統(tǒng)：這種井下無線通信系統(tǒng)采用的電磁波傳播媒介為大地，采用的無線電通信方式是無線電波穿透大地；通常情況下，主要三個部分共同組成了PED井下無線通信系統(tǒng)，分別是傳輸系統(tǒng)、PED軟件以及PED接收機等；在井下急救的時候經(jīng)常會用到這種技術(shù)，如果有緊急狀況或者突發(fā)變化發(fā)生于礦井中，通過這種PED井下無線通信系統(tǒng)，可以穿破任何的巖層到達井下位置，因為它采用的是超低頻信號，有效的聯(lián)系井下工作人員。這樣工作人員了解狀況之后，不管是應(yīng)急措施的采取還是撤離都可以在最短的時間內(nèi)完成，這樣井下工作人員的生命財產(chǎn)安全就可以得到保證，最大限度的降低人員傷亡問題。通過大量的實踐研究表明，這種技術(shù)具有優(yōu)點和缺點，優(yōu)點是在地面上放置PED系統(tǒng)，這樣即使有安全事故發(fā)生，系統(tǒng)的正常工作不會受到影響，具有較強的可靠性。但是也存在著缺點，比如有著較大的電磁干擾，只有很小的信道容量，應(yīng)用范圍較小等等，因此工作內(nèi)容比較的簡單，僅僅用來傳呼或者簡單的遙控等。

二是CDMA無線通信系統(tǒng)：CDMA無線通信系統(tǒng)作為一種先進的無線通信技術(shù)，它的發(fā)展基礎(chǔ)是擴頻通信技術(shù)。這種技術(shù)的原理比較復(fù)雜，指的是在擴頻技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用一個大于信號帶寬的高速偽隨機碼來調(diào)制那些需要傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù)，這樣就可以有效的擴展原數(shù)據(jù)信號的帶寬，經(jīng)過載波調(diào)制之后，進行發(fā)送。接收端使用的偽隨機碼是完全相同的，合理處理那些接受過來的帶寬信號，然后用原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號來替換這些寬帶信號，這樣信息通信過程就得到有效實現(xiàn)。在2007年的時候，相關(guān)部門批準在煤礦生產(chǎn)中也可以使用CDMA無線通信，經(jīng)過近些年的發(fā)展，依然沒有得到普遍應(yīng)用，但是這種無線通信系統(tǒng)具有的功能十分強大，井下作業(yè)人員不僅可以與井上人員有效的傳輸數(shù)據(jù)和圖像，還可以擁有很高質(zhì)量的語音通話。本無線通信系統(tǒng)包括了很多個組成部分，比如功率分配器、無線功分器、數(shù)據(jù)終端以及視頻終端和功率合成器

等等。

三是VHF漏泄無線通信系統(tǒng)：這種無線通信系統(tǒng)在進行煤礦井下無線通信時，利用的是漏泄電纜的漏泄原理，經(jīng)過專家一致認定，加拿大生產(chǎn)的漏泄系統(tǒng)產(chǎn)品是最好的，我國也在世紀初引入了進來。通過實踐研究表明，漏泄無線通信系統(tǒng)具有一系列的優(yōu)點，比如具有十分穩(wěn)定的信號，不會受到過大的電磁干擾等；但是依然沒有得到廣泛的應(yīng)用，這是因為這種通信系統(tǒng)具有很多的缺點，因為中繼器需要每隔一定的距離就需要放置一個，但是中繼器的數(shù)量和信號的質(zhì)量呈反比的關(guān)系，并且只有配備了蓄電池，才可以將那些安裝好的線路放大器以及中繼站的作用給發(fā)揮出來，并且通道內(nèi)的設(shè)備都是固定。

四是KT14型礦井無線通信系統(tǒng)：這種礦井無線通信系統(tǒng)是將感應(yīng)傳輸?shù)脑沓浞掷昧似饋?，它選擇的頻段比一般的感應(yīng)通信要高，有些大區(qū)域問題采用感應(yīng)通信無法得到解決，采用這種系統(tǒng)將其進行劃分，成為若干個小蜂窩區(qū)域，它們都比較的穩(wěn)定和可靠，這樣對于那些縱向衰耗以及耦合衰耗都可以有效的解決，采用這種通信方式，也不需要較高的投資費用，并且和漏泄通信一樣，這種系統(tǒng)具有十分穩(wěn)定的信道；還有一些獨創(chuàng)的地方，可以實現(xiàn)全雙工和雙向全自動進出中繼及等位撥號的功能。這種通信系統(tǒng)也包括了很多的組成部分，比如安全耦合器、中繼站、不間斷電源以及電話線和信號電纜等諸多方面。這種系統(tǒng)對井下這個大區(qū)域進行合理劃分，成為很多個無線電小區(qū)，有相應(yīng)的中繼站存在于小區(qū)中，一定數(shù)量的小區(qū)成為一個區(qū)群，在這個區(qū)群內(nèi)，有著不同的信道頻率值，對于不同的區(qū)群，可以重復(fù)使用同一個頻率。這種系統(tǒng)具有的特點是這樣的，因為在組網(wǎng)時采用的是蜂窩狀，那么就可以重復(fù)使用信道，并且也促使本系統(tǒng)的通信頻道有很多。通過全雙工無線語音通信的實現(xiàn)，投資成本可以得到有效的節(jié)約。另外，這種系統(tǒng)中的移動通信程控交換機可以有效連接于上一級高度的交換機，那么不僅可以應(yīng)用于新煤礦中，還可以應(yīng)用于舊煤礦中。但是，我們需要注意的是，如果用語音通信可以采用這種方法，但是如果要傳輸圖像，這種系統(tǒng)卻并不具備。

五是WIFI無線通信系統(tǒng)：這種通信系統(tǒng)是無線保真系統(tǒng)，組成部分十分簡單，分別是AP和無線網(wǎng)卡，這種系統(tǒng)在應(yīng)用過程中具有較快的傳輸速度，那么在煤礦井下應(yīng)用這種系統(tǒng)時，可以有效的進行多種功能的實現(xiàn)，比如井下無線通信、人員的定位以及收發(fā)監(jiān)測數(shù)據(jù)和無線傳輸視頻信號等。但是在實際應(yīng)用過程中，也發(fā)現(xiàn)有很多問題，比如外界因素容易干擾到它的信號，影響到數(shù)據(jù)的精確度，并且這種收發(fā)器覆蓋的區(qū)域范圍是固定的，那么如果礦井有著較深的距離，就需要適當增加基站的數(shù)量，從而在很大程度上增加成本。

上面所提到的無線通信技術(shù)只是井下應(yīng)用中的一部分，還有很多類型的無線通信技術(shù)被應(yīng)用到了礦井生產(chǎn)中，這些技術(shù)具有各自的優(yōu)勢和劣勢，可以滿足不同情況的通信需求；煤礦不能夠照搬照抄其他礦，需要緊密結(jié)合自身的具體情況，綜合考慮各個方面的因素，對井下無線通信技術(shù)進行合理選擇，滿足礦井安全生產(chǎn)的

需求。

3 結(jié)語

通過上文的敘述分析我們可以得知，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，在煤礦安全生產(chǎn)中，已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用井下無線通信技術(shù)，采用這些技術(shù)，可以對井下人員的工作情況以及機械設(shè)備的布置情況進行充分掌握，如果有突發(fā)事故發(fā)生，可以通過無線通信技術(shù)，及時做出部署，最大限度的降低損失和人員傷亡。目前出現(xiàn)了很多類型的無線通信技術(shù)，這些技術(shù)具有各自的優(yōu)缺點，那么煤礦就需要結(jié)合自身的具體情況，對無線通信技術(shù)進行合理選擇，保證無線傳輸?shù)捻樌M行。本文簡要分析了井下無線技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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