井下无线技术在煤矿安全生产中的应用

詹明忠

摘要：近些年来，我国的煤矿工程越来越多，在日益满足社会能源需求的基础上，也带来了严重的安全问题，经常出现安全事故，威胁到人们的生命财产安全。针对这种情况，可以在煤矿井下应用无线通信技术。文章分析了井下无线技术在煤矿安全生产中的应用。

关键词：井下无线技术；安全生产；煤矿安全

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）06-0118-02

1 概述

随着时代的进步和社会经济的发展，特别是科学技术的日益革新，无线通信技术已经日趋成熟，并且广泛应用于各行各业中。我国地大物博，有着丰富的煤炭资源，煤炭在社会经济的发展中，发挥了十分重要的作用；如今，工业化程度的提高，用煤需求日益扩大，煤矿规模越来越大，井下需要越来越多的工作人员，这样很容易出现各种安全事故，威胁到人们的生命财产安全。那么就需要应用井下无线通信技术，对井下工作人员的分布及设备作业情况实时掌握，对井下数据实时监测，实现救护效率提高的目的。

2 井下无线通信技术在煤矿安全生产中的应用

一是PED井下无线通信系统：这种井下无线通信系统采用的电磁波传播媒介为大地，采用的无线电通信方式是无线电波穿透大地；通常情况下，主要三个部分共同组成了PED井下无线通信系统，分别是传输系统、PED软件以及PED接收机等；在井下急救的时候经常会用到这种技术，如果有紧急状况或者突发变化发生于矿井中，通过这种PED井下无线通信系统，可以穿破任何的岩层到达井下位置，因为它采用的是超低频信号，有效的联系井下工作人员。这样工作人员了解状况之后，不管是应急措施的采取还是撤离都可以在最短的时间内完成，这样井下工作人员的生命财产安全就可以得到保证，最大限度的降低人员伤亡问题。通过大量的实践研究表明，这种技术具有优点和缺点，优点是在地面上放置PED系统，这样即使有安全事故发生，系统的正常工作不会受到影响，具有较强的可靠性。但是也存在着缺点，比如有着较大的电磁干扰，只有很小的信道容量，应用范围较小等等，因此工作内容比较的简单，仅仅用来传呼或者简单的遥控等。

二是CDMA无线通信系统：CDMA无线通信系统作为一种先进的无线通信技术，它的发展基础是扩频通信技术。这种技术的原理比较复杂，指的是在扩频技术的基础上，利用一个大于信号带宽的高速伪随机码来调制那些需要传送的具有一定信号带宽的信息数据，这样就可以有效的扩展原数据信号的带宽，经过载波调制之后，进行发送。接收端使用的伪随机码是完全相同的，合理处理那些接受过来的带宽信号，然后用原信息数据的窄带信号来替换这些宽带信号，这样信息通信过程就得到有效实现。在2007年的时候，相关部门批准在煤矿生产中也可以使用CDMA无线通信，经过近些年的发展，依然没有得到普遍应用，但是这种无线通信系统具有的功能十分强大，井下作业人员不仅可以与井上人员有效的传输数据和图像，还可以拥有很高质量的语音通话。本无线通信系统包括了很多个组成部分，比如功率分配器、无线功分器、数据终端以及视频终端和功率合成器

等等。

三是VHF漏泄无线通信系统：这种无线通信系统在进行煤矿井下无线通信时，利用的是漏泄电缆的漏泄原理，经过专家一致认定，加拿大生产的漏泄系统产品是最好的，我国也在世纪初引入了进来。通过实践研究表明，漏泄无线通信系统具有一系列的优点，比如具有十分稳定的信号，不会受到过大的电磁干扰等；但是依然没有得到广泛的应用，这是因为这种通信系统具有很多的缺点，因为中继器需要每隔一定的距离就需要放置一个，但是中继器的数量和信号的质量呈反比的关系，并且只有配备了蓄电池，才可以将那些安装好的线路放大器以及中继站的作用给发挥出来，并且通道内的设备都是固定。

四是KT14型矿井无线通信系统：这种矿井无线通信系统是将感应传输的原理充分利用了起来，它选择的频段比一般的感应通信要高，有些大区域问题采用感应通信无法得到解决，采用这种系统将其进行划分，成为若干个小蜂窝区域，它们都比较的稳定和可靠，这样对于那些纵向衰耗以及耦合衰耗都可以有效的解决，采用这种通信方式，也不需要较高的投资费用，并且和漏泄通信一样，这种系统具有十分稳定的信道；还有一些独创的地方，可以实现全双工和双向全自动进出中继及等位拨号的功能。这种通信系统也包括了很多的组成部分，比如安全耦合器、中继站、不间断电源以及电话线和信号电缆等诸多方面。这种系统对井下这个大区域进行合理划分，成为很多个无线电小区，有相应的中继站存在于小区中，一定数量的小区成为一个区群，在这个区群内，有着不同的信道频率值，对于不同的区群，可以重复使用同一个频率。这种系统具有的特点是这样的，因为在组网时采用的是蜂窝状，那么就可以重复使用信道，并且也促使本系统的通信频道有很多。通过全双工无线语音通信的实现，投资成本可以得到有效的节约。另外，这种系统中的移动通信程控交换机可以有效连接于上一级高度的交换机，那么不仅可以应用于新煤矿中，还可以应用于旧煤矿中。但是，我们需要注意的是，如果用语音通信可以采用这种方法，但是如果要传输图像，这种系统却并不具备。

五是WIFI无线通信系统：这种通信系统是无线保真系统，组成部分十分简单，分别是AP和无线网卡，这种系统在应用过程中具有较快的传输速度，那么在煤矿井下应用这种系统时，可以有效的进行多种功能的实现，比如井下无线通信、人员的定位以及收发监测数据和无线传输视频信号等。但是在实际应用过程中，也发现有很多问题，比如外界因素容易干扰到它的信号，影响到数据的精确度，并且这种收发器覆盖的区域范围是固定的，那么如果矿井有着较深的距离，就需要适当增加基站的数量，从而在很大程度上增加成本。

上面所提到的无线通信技术只是井下应用中的一部分，还有很多类型的无线通信技术被应用到了矿井生产中，这些技术具有各自的优势和劣势，可以满足不同情况的通信需求；煤矿不能够照搬照抄其他矿，需要紧密结合自身的具体情况，综合考虑各个方面的因素，对井下无线通信技术进行合理选择，满足矿井安全生产的

需求。

3 结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，随着科学技术的不断革新，在煤矿安全生产中，已经开始广泛的应用井下无线通信技术，采用这些技术，可以对井下人员的工作情况以及机械设备的布置情况进行充分掌握，如果有突发事故发生，可以通过无线通信技术，及时做出部署，最大限度的降低损失和人员伤亡。目前出现了很多类型的无线通信技术，这些技术具有各自的优缺点，那么煤矿就需要结合自身的具体情况，对无线通信技术进行合理选择，保证无线传输的顺利进行。本文简要分析了井下无线技术在煤矿安全生产中的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

参考文献

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