煤礦井下移動通信系統(tǒng)的模塊化建立

【摘 要】煤礦井下移動通信系統(tǒng)的應用，能實現(xiàn)地面對井下的實時監(jiān)測，保障煤礦高效安全的生產(chǎn)；能實現(xiàn)井下與井下人員之間的相互溝通，保證煤礦生產(chǎn)的協(xié)調(diào)性；能通過技術的不斷改進，增加我國煤礦業(yè)的經(jīng)濟效益，從而帶動各行各業(yè)的發(fā)展。本文通過對移動通信系統(tǒng)的特點的介紹，提出煤礦井下移動通信系統(tǒng)的模塊化建立思路。

【關鍵詞】煤礦；移動通信；模塊化；建立

煤礦井下移動通信系統(tǒng)的建立關系到國家經(jīng)濟發(fā)展的安全和社會的和諧穩(wěn)定。目前，我國廣泛使用的煤礦井下移動通信系統(tǒng)有井下小靈通技術系統(tǒng)、井下WIFI系統(tǒng)和透地通信技術系統(tǒng)，這三類技術系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，在實際的應用過程中需要建立配套的設施來保證通信系統(tǒng)通信的質(zhì)量。

一、煤礦井下移動通信系統(tǒng)的特點

（一）局限性和復雜性

煤礦開采的環(huán)境十分惡劣：在地下工作，見不到陽光，陰暗潮濕；地質(zhì)條件復雜多變，過量開采可能導致地面塌陷，生命安全得不到保障；無法自由行走，三餐不濟，對體能和身體健康是挑戰(zhàn)。此外，煤礦巷道的走向和橫截面積受客觀條件的限制無法嚴格按照煤礦開采前制定的方案進行施工，這無形中增加了煤礦開采的安全隱患。煤礦井下移動通信系統(tǒng)受煤礦井下客觀條件的限制，體現(xiàn)出一定的通信局限性和布置復雜性。

（二）對通信設備要求高

支撐煤礦井下移動通信系統(tǒng)的設備可分為兩個組成部分：第一部分為地面設備，這組設備包括地面控制系統(tǒng)和接收機。第二部分為井下設備，這組設備包括進行數(shù)據(jù)監(jiān)測的各種設備，如對一氧化碳含量和瓦斯量進行監(jiān)測的空氣質(zhì)量監(jiān)測器、對煤炭粉塵含量進行監(jiān)測的環(huán)境監(jiān)測器和各種通信設備的接收機和發(fā)射機等監(jiān)測終端。由于井下環(huán)境比陸地環(huán)境要復雜得多，需要注意的事項也更多，這就對井下通信設備提出了更多更高的要求。

具體來說，井下通信設備應具備以下幾方面的特征：第一，防火花和防爆性能。煤礦開采的過程中，會不斷有一氧化碳和瓦斯泄漏，現(xiàn)有的通風條件還不足以完全將空氣中的一氧化碳和瓦斯完全排出礦井，由于機器的摩擦，時不時會出現(xiàn)火花和爆炸，因此設備具有防火花和防爆性能是保障設備安全的重要方面；第二，抗摔打和耐震動能力。煤礦開采時由于開采工具的限制，技術人員根據(jù)對周遭環(huán)境的考察和判斷，為確保開采工程的順利按期完成，會采用炸藥炸開堅硬煤層，這時煤礦巷道會受到不同程度的沖擊波影響，出現(xiàn)震動或塌陷，且爆破是進行煤礦開采的主要手段，出現(xiàn)的頻率較高，因此，井下移動通信設備必須要能經(jīng)受住摔打和震動；第三，防水和防塵。井下通信設備不是一次性設備，由于其成本高昂，這些設備常應用于煤礦開采的循環(huán)使用中。煤礦儲藏于地層的背斜部位，受地表水滲透的影響，煤礦開采的過程中會出現(xiàn)水滲漏的情況，而且煤礦的開采本身是一項煤塵飛揚的工作，所以，為保證通信的質(zhì)量，井下通信設備必須具備防水和防塵的能力；第四，井下移動通信設備應操作簡單、重量輕且便于攜帶。由于煤礦開采人員的文化素質(zhì)不統(tǒng)一，為保證煤礦井下與地面的正常通信，通信設備應具有操作簡單的特點。煤礦開采是一次性工作，因而設備的易于移動和攜帶是煤礦工作的要求。

二、煤礦井下移動通信系統(tǒng)的模塊化建立思路

（一）分站模塊化的建立

煤礦井下移動通信系統(tǒng)不僅僅是對語音和數(shù)據(jù)的傳輸，隨著科學技術的發(fā)展，通信系統(tǒng)已實現(xiàn)了對井下人員定位的視頻監(jiān)控傳輸。這些傳輸系統(tǒng)在進行傳輸時利用各自的傳輸設備，在一定程度上造成了分站的冗余，消耗了大量經(jīng)濟資源。分站模塊化的建立，能在一定程度上解決分站冗余的現(xiàn)狀，節(jié)約經(jīng)濟成本。

分站模塊化建立的思路：首先，應明確分站的作用。井下WIFI傳輸分站是井下移動通信系統(tǒng)的核心，負責對語音、數(shù)據(jù)和視頻進行傳輸。其次，應綜合考慮分站建立的客觀條件。這些客觀條件包括煤礦開采的條件和分站本身的設備條件。如煤礦巷道的粉塵條件和設備的體積大小等等。最后，應進行分站模塊化的建立構思。為解決監(jiān)測儀器與通信設備的分離造成的分站冗余問題，需要建立包含很多功能模塊的分站系統(tǒng)，進行技術改進，將各種終端設備全部安裝在分站的隔爆殼內(nèi)，使信號傳輸分站能夠顯示整個分站設備的各個設備的工作狀態(tài)，包括電源、端口和各模塊功能等。

（二）調(diào)度臺模塊化的建立

調(diào)度臺是保障煤礦生產(chǎn)與煤礦工作人員人身安全的地面組織。為實現(xiàn)煤礦的高效開采和保障工人的生命財產(chǎn)安全，應進行調(diào)度臺的模塊化建立，提高調(diào)度臺的工作效率。調(diào)度臺模塊化的建立，要能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫系統(tǒng)的暢通無阻。煤礦行業(yè)是高危行業(yè)，時間就是生命，實現(xiàn)呼叫系統(tǒng)的暢通無阻，有利于技術人員對煤礦工作的開采情況進行及時的監(jiān)測與工作調(diào)配；調(diào)度臺模塊化的建立，要能實現(xiàn)通信系統(tǒng)的多路呼叫，且互不干擾。調(diào)度臺是對煤礦安全生產(chǎn)的整體調(diào)度，煤礦生產(chǎn)部門眾多，分工明確，每一個環(huán)節(jié)都對煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的影響，因此，保證煤礦系統(tǒng)的多路呼叫，對煤礦生產(chǎn)至關重要；調(diào)度臺模塊化的建立，可以通過設置值班話機，由值班話機應答呼叫調(diào)度電話并完成轉(zhuǎn)接。這有利于從根本上解決通話占線的情況。

（三）通信終端模塊化的建立

根據(jù)礦井的特殊環(huán)境設計的通信終端應具備撥號、通話、顯示、查詢、存儲和定位為一體的功能，匯集話音、短信、網(wǎng)絡瀏覽與下載、圖片與視頻播放、拍照與攝像等功能模塊。要達到通信終端的多維效果，必須使用防水、防塵、防爆、抗干擾的終端設備。通信終端模塊化的建立是在充分考慮通信設備的特點與煤礦環(huán)境的之間的關系的情況下提出的切合實際的構想，在日常的煤礦生產(chǎn)應用過程中，要不斷的進行改進與更新，以適應生產(chǎn)的發(fā)展和保障人民生命安全的需要。

三、結束語

井下移動通信技術是保障井下安全生產(chǎn)的需要。受煤礦開采客觀環(huán)境的限制，井下移動通信設備應具備防火花和防爆性能、抗摔打和耐震動能力、防水和防塵、操作簡單、重量輕且便于攜帶的特點。這對井下通信技術的模塊化建立提出了更高的要求，要滿足以上特點，在具體的模塊化構建過程中，應實現(xiàn)分站的模塊化建立，解決分站冗余的問題，加強巷道的暢通性建設；應實現(xiàn)調(diào)度臺模塊化的建立，解決溝通難的問題；應實現(xiàn)通信終端模塊化的建立保證設備的發(fā)展?jié)M足實際的需要。