煤礦通訊系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)

文/邊文宇

煤炭開采過程中包含多個環(huán)節(jié)，包括煤炭開采、煤炭運輸以及煤礦井下與井上之間的通信，任何一個環(huán)節(jié)都需要投入大量的人力和物力。尤其是在煤礦開采的過程中，既要保證開采的掘進速度和效率，又要保障井下工作人員的生命財產(chǎn)安全。關(guān)乎開采人員生命安全的一個重要工程就是通信工程，當前我國煤礦通信技術(shù)中最常應(yīng)用的就是無線以太網(wǎng)，將煤礦通信技術(shù)與無線以太網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，解決在煤礦開采工作中經(jīng)常遇見的一些問題。同時，在煤礦的開采過程中應(yīng)用無線以太網(wǎng)，還可以提高煤炭的開采效率，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益。

1 無線以太網(wǎng)技術(shù)的概述

在煤礦通信技術(shù)中會應(yīng)用到無線以太網(wǎng)技術(shù)的很多個方面，比如，頻道聚合技術(shù)、序列擴頻相關(guān)技術(shù)以及正交頻分復(fù)用技術(shù)等。在煤礦通信技術(shù)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)有很多優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的有線以外網(wǎng)技術(shù)相比較而言，該種技術(shù)的成本投入更低、有更強的抗擊干擾能力和靈活性。而且在無線以太網(wǎng)的應(yīng)用效果更好，能夠?qū)崿F(xiàn)井下與井上的視頻通話和語音通信。在煤礦通信過程中，以太網(wǎng)的應(yīng)用既可以提高通信的效率又可以保障通信的可靠性和穩(wěn)定性，在應(yīng)用的過程中還涉及對工作人員進行的定位功能、視頻監(jiān)督功能和移動通信的相關(guān)功能。

2 當前無線技術(shù)的研究現(xiàn)狀

我國很多煤礦的通信技術(shù)在很大程度上運用有線通信的方式，我國很多煤礦井下的生產(chǎn)檢測活動以及相關(guān)的生產(chǎn)監(jiān)控活動、人員的定位功能等都應(yīng)用到了這種技術(shù)。當下我國主要采用語音通信的手段進行井下的交流活動，通信效率相對而言也較低，而且當下多種模式的通信手段都不是特別完善，有很多技術(shù)都處于正在研究的階段。無線技術(shù)主要包括以下幾種通信模式：大靈通的通信模式、泄露的通信模式、透地的通信模式、感應(yīng)的通信模式。其中透地通信以及感應(yīng)通信具有較小的信道容量，這就會使得電磁對無線通信技術(shù)帶來一定的侵擾降低可靠性，在一定程度上也阻礙了其發(fā)展。煤礦開采用的小靈通技術(shù)來源于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的PHS系統(tǒng)，該技術(shù)也成為了煤礦井下工作與井上通信的基礎(chǔ)。與此相比，大靈通技術(shù)的工作波段較強，且有著較強的抗擊干擾能力、移動能力，通話質(zhì)量較高，穩(wěn)定性較強，能夠快速進行數(shù)據(jù)分組任務(wù)。但是，大靈通技術(shù)也有其自身的局限性，其功能較為單一，受到自然環(huán)境的影響較大，協(xié)議標準化程度不高，容易受到損害。因此，在應(yīng)用的過程中不能單一的只應(yīng)用大靈通技術(shù)。

3 煤礦通訊系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方式

3.1 無線以太網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤礦行業(yè)由于其獨特的工作環(huán)境而具有較高的危險系數(shù)，應(yīng)急通信系統(tǒng)是煤礦井下作業(yè)必不可少的通信系統(tǒng)，關(guān)系到煤礦開采的安全性，因此，應(yīng)當保持應(yīng)急通信系統(tǒng)中的穩(wěn)定性，保持井下與井上的實時通信。煤礦應(yīng)急系統(tǒng)涉及眾多通信系統(tǒng)，包括大靈通、有線通信等，地面的局用交換功能是通信系統(tǒng)在運行的過程中常常依賴的。在遇到一些緊急情況或者發(fā)生嚴重災(zāi)害的時候，井下電路會斷開，電路會遭到不同程度的破壞，相關(guān)的井下設(shè)備也會受到相應(yīng)的損壞，更為嚴重的可能導(dǎo)致井下與地面的局端設(shè)備發(fā)生失聯(lián)，整個系統(tǒng)都會癱瘓，增加運行維護的難度和投入。而在煤礦的應(yīng)急通信系統(tǒng)中融入無線以太網(wǎng)技術(shù)就可以較大程度的緩解這種狀況，VOIP技術(shù)可以在煤礦應(yīng)急通訊系統(tǒng)內(nèi)部基站和手機在脫網(wǎng)的情況下依舊保持通信。煤礦開采的過程中遇到緊急情況會導(dǎo)致各種終端設(shè)備受到不同程度的損壞，而當應(yīng)急通訊也同樣遇到損壞的情況下還能保持實時的通信，就會給應(yīng)急救援工作帶來極大的便利，促進救援工作的高效進行。

3.2 無線以太網(wǎng)技術(shù)在人員定位系統(tǒng)中的應(yīng)用

RFID技術(shù)可以實現(xiàn)人員的定位以及相關(guān)系統(tǒng)的創(chuàng)建等任務(wù)，這也是在煤礦通信系統(tǒng)中應(yīng)用的一種較為傳統(tǒng)的技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用對于專業(yè)的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)有著很高的依賴性。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無線以太技術(shù)的問世，其在實際的應(yīng)用過程中也體現(xiàn)了獨特的優(yōu)勢，逐漸受到行業(yè)相關(guān)研究人員的重視。無線以太技術(shù)最先在海關(guān)和各大酒店中廣泛應(yīng)用，繼而被推廣應(yīng)用至煤炭開采過程中來。在煤礦開采過程中的人員定位系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)有以下幾個明顯的優(yōu)勢，首先，對人員的定位相對來說更為精準。其次，該技術(shù)可以利用場強以及信噪比對相關(guān)數(shù)據(jù)進行計算，并且能夠嚴格按照協(xié)議規(guī)范標準應(yīng)用到煤礦開采中的通信系統(tǒng)，在實際的應(yīng)用過程中不需要單獨設(shè)立網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)視頻通信、語音通信以及數(shù)據(jù)的傳輸，有利于形成比較獨立且完善的無線以太網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)。

3.3 無線以太網(wǎng)技術(shù)在風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

安全是煤礦生產(chǎn)的前提，在煤礦開采的過程中有很多潛在的危險，因此，對煤礦潛在危險進行全面的檢測是很有必要的，有利于避免嚴重的人員傷亡，保障煤礦企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。在當前的煤礦開采過程中，煤礦的檢測系統(tǒng)中包括瓦斯?jié)舛葌鞲衅?、有毒氣體和粉塵傳感器等，當監(jiān)測物的濃度超標之后就會出現(xiàn)報警信號。目前上述的探測裝置主要采用有線傳輸?shù)姆绞剑@種有線傳輸存在很大的弊端，發(fā)生意外事故或者斷電之后便失去了監(jiān)測報警的功能。而在煤礦開采過程中的風(fēng)險監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)，在傳感器的探頭上利用無線的方式進行安裝，可以給井下的監(jiān)測系統(tǒng)帶來很大的方便，提高監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定性。煤礦開采過程中會有瓦斯的泄露，當瓦斯?jié)舛冗_到一定限度會發(fā)生爆炸等一系列危險。手持瓦斯檢測儀是當前對煤礦瓦斯檢測的一種常用的方法，攜帶較為方便，具有良好的性能，但是其檢測的數(shù)據(jù)往往不能實時上傳，無法實現(xiàn)共享。在手持瓦斯的檢測儀器上應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)瓦斯檢測數(shù)據(jù)的實時共享，當檢測的瓦斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)超標現(xiàn)象時便于做出相對的應(yīng)對措施。

3.4 無線以太網(wǎng)技術(shù)在煤礦開采自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

自動化技術(shù)的發(fā)展和推廣有利于節(jié)省大量的人力和物力，尤其是對于煤礦的開采工作來說，自動化技術(shù)既可以降低勞動強度，又可以提高開采工作的效率和安全性，當前煤礦的各個生產(chǎn)系統(tǒng)以及相關(guān)的監(jiān)控系統(tǒng)都有了不同程度的自動化技術(shù)的應(yīng)用。隨著煤礦生產(chǎn)量以及監(jiān)控設(shè)備的不斷增大，傳統(tǒng)的有限傳輸方式也逐漸暴露出一些弊端，比如在工作面位置和環(huán)境的影響下，鏈型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)傳輸效率會大大降低。在架設(shè)線纜的過程中，如果井下的環(huán)境比較惡劣時，就會直接影響線纜的架設(shè)效果，進而影響煤礦開采現(xiàn)場的通信工作。在煤礦的自動化系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)可以提供多種通信接口，如以太網(wǎng)、串行通信方式以及總線的通信方式等。這種接口與線纜相比較而言的靈活性較強，且無線以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還可以創(chuàng)建比較全面的自動化系統(tǒng)，且實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)的傳輸更加快捷方便。在煤礦開采的自動化系統(tǒng)中無線以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用還可以促進子系統(tǒng)和相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用靈活性，在接入方式上也比較方便，提高整體的可靠性和穩(wěn)定性，促進煤礦開采的高效進行。

4 總結(jié)

當前我國煤炭行業(yè)的發(fā)展較為迅速，煤礦企業(yè)對開采的質(zhì)量和效率都有更高的要求，煤礦開采過程中的技術(shù)以及相關(guān)的設(shè)備都應(yīng)當跟上時代的發(fā)展。無線以太網(wǎng)技術(shù)在煤礦開采過程中的應(yīng)用可以提高煤礦產(chǎn)業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展，對于提高煤礦開采過程中通訊效率，進行精準的人員定位，降低開采的風(fēng)險系數(shù)，提高煤礦開采的自動化程度都有著積極地促進作用，因此，相關(guān)的研究人員應(yīng)當重視煤礦通訊系統(tǒng)中無線以太網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，促進我國煤炭行業(yè)的發(fā)展。