井下無線技術在煤礦安全生產中的應用

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上，也帶來了嚴重的安全問題，經常出現安全事故，威脅到人們的生命財產安全。針對這種情況，可以在煤礦井下應用無線通信技術。文章分析了井下無線技術在煤礦安全生產中的應用。

關鍵詞：井下無線技術；安全生產；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濟的發展，特別是科學技術的日益革新，無線通信技術已經日趨成熟，并且廣泛應用于各行各業中。我國地大物博，有著豐富的煤炭資源，煤炭在社會經濟的發展中，發揮了十分重要的作用；如今，工業化程度的提高，用煤需求日益擴大，煤礦規模越來越大，井下需要越來越多的工作人員，這樣很容易出現各種安全事故，威脅到人們的生命財產安全。那么就需要應用井下無線通信技術，對井下工作人員的分布及設備作業情況實時掌握，對井下數據實時監測，實現救護效率提高的目的。

2 井下無線通信技術在煤礦安全生產中的應用

一是PED井下無線通信系統：這種井下無線通信系統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，分別是傳輸系統、PED軟件以及PED接收機等；在井下急救的時候經常會用到這種技術，如果有緊急狀況或者突發變化發生于礦井中，通過這種PED井下無線通信系統，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，有效的聯系井下工作人員。這樣工作人員了解狀況之后，不管是應急措施的采取還是撤離都可以在最短的時間內完成，這樣井下工作人員的生命財產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，這種技術具有優點和缺點，優點是在地面上放置PED系統，這樣即使有安全事故發生，系統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，應用范圍較小等等，因此工作內容比較的簡單，僅僅用來傳呼或者簡單的遙控等。

二是CDMA無線通信系統：CDMA無線通信系統作為一種先進的無線通信技術，它的發展基礎是擴頻通信技術。這種技術的原理比較復雜，指的是在擴頻技術的基礎上，利用一個大于信號帶寬的高速偽隨機碼來調制那些需要傳送的具有一定信號帶寬的信息數據，這樣就可以有效的擴展原數據信號的帶寬，經過載波調制之后，進行發送。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，然后用原信息數據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。在2007年的時候，相關部門批準在煤礦生產中也可以使用CDMA無線通信，經過近些年的發展，依然沒有得到普遍應用，但是這種無線通信系統具有的功能十分強大，井下作業人員不僅可以與井上人員有效的傳輸數據和圖像，還可以擁有很高質量的語音通話。本無線通信系統包括了很多個組成部分，比如功率分配器、無線功分器、數據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：這種無線通信系統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，經過專家一致認定，加拿大生產的漏泄系統產品是最好的，我國也在世紀初引入了進來。通過實踐研究表明，漏泄無線通信系統具有一系列的優點，比如具有十分穩定的信號，不會受到過大的電磁干擾等；但是依然沒有得到廣泛的應用，這是因為這種通信系統具有很多的缺點，因為中繼器需要每隔一定的距離就需要放置一個，但是中繼器的數量和信號的質量呈反比的關系，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揮出來，并且通道內的設備都是固定。

四是KT14型礦井無線通信系統：這種礦井無線通信系統是將感應傳輸的原理充分利用了起來，它選擇的頻段比一般的感應通信要高，有些大區域問題采用感應通信無法得到解決，采用這種系統將其進行劃分，成為若干個小蜂窩區域，它們都比較的穩定和可靠，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，這種系統具有十分穩定的信道；還有一些獨創的地方，可以實現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。這種系統對井下這個大區域進行合理劃分，成為很多個無線電小區，有相應的中繼站存在于小區中，一定數量的小區成為一個區群，在這個區群內，有著不同的信道頻率值，對于不同的區群，可以重復使用同一個頻率。這種系統具有的特點是這樣的，因為在組網時采用的是蜂窩狀，那么就可以重復使用信道，并且也促使本系統的通信頻道有很多。通過全雙工無線語音通信的實現，投資成本可以得到有效的節約。另外，這種系統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，那么不僅可以應用于新煤礦中，還可以應用于舊煤礦中。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，這種系統卻并不具備。

五是WIFI無線通信系統：這種通信系統是無線保真系統，組成部分十分簡單，分別是AP和無線網卡，這種系統在應用過程中具有較快的傳輸速度，那么在煤礦井下應用這種系統時，可以有效的進行多種功能的實現，比如井下無線通信、人員的定位以及收發監測數據和無線傳輸視頻信號等。但是在實際應用過程中，也發現有很多問題，比如外界因素容易干擾到它的信號，影響到數據的精確度，并且這種收發器覆蓋的區域范圍是固定的，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只是井下應用中的一部分，還有很多類型的無線通信技術被應用到了礦井生產中，這些技術具有各自的優勢和劣勢，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進行合理選擇，滿足礦井安全生產的

需求。

3 結語

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

參考文獻

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