精确定位与无线通信技术在井下安全管理中的应用研究

张怀珠

摘 要：随着社会经济的不断发展，各种能源的不断消耗，我国的采矿行业逐渐步入了新的开采阶段。在我国，能源消耗已经越来越快，有限的资源已越来越少，浅层油田的开采已基本接近尾声，将有更多的开采必须深入地下。井下由于存在的特殊情况，不安全因素较多，很容易发生安全事故。伴随各类新技术的发展，精确定位与无線通信技术在井下的应用，有效促进了井下的安全管理。

关键词：精确定位；无线通信；井下；安全管理

中图分类号：TD65 文献标志码：A

井下作业一直给人们带来一种很不安全的心理感觉，在过去，由于受到各种环境因素、人为因素以及机械设备等因素的影响，井下作业出现事故的概率较高，这严重威胁到了井下作业安全人员的生命财产安全。随着资源的不断减少，井下作业将不可避免。我们要做的就是不断创新开采思路，针对以往井下作业开采过程中出现的问题进行总结，结合工程实际，提出切实有效的安全管理改进措施，不断增强井下作业的安全性，确保井下作业有序进行。

1 井下安全的特点

井下作业具有作业环境复杂多变、立体交叉作业多、作业工序多、参与人员多、机械设备多、物资材料多、施工部位多、战线长、作业过程变化多等诸多不利因素。如果作业现场安全管理不到位，极易产生事故隐患，甚至发生安全生产事故。

井下作业在施工中还存在着作业地点变化多、人员流动性强、特种作业多、工作强度大等特点，井下作业也被列入安全管理中的高危行业。在井下作业中如果不加强管理很容易发生人身伤害，并且给企业带来经济上的损失。所以，需要研究井下作业的特点及难点，确保安全施工。

当前，各类新技术在快速地发展，精确定位与无线通信技术具有许多优势，可以在井下安全管理中的应用，有效促进了井下的安全管理。

2 精确定位技术

井下人员精确定位技术的关键就是井下操作人员的定位。当前技术中，采用的通用定位技术具有局限性，只是采用区域化的定位技术，这类技术定位的精度是由定位基站的密度分布决定的，所以基站的定位是关键，这样才能实现人员的精确定位。井下实施精确定位的难点在于井下的特点。由于在井下的移动通信环境会受巷道的影响。井下巷道的特点是具有纵向、弯道和分支的有限空间。在井下进行通信时，通常情况下会在巷道内沿着巷道的方向进行纵向传输。所以这个特点决定了井下通信的特殊性，由于巷道壁的吸收作用，电磁波会产生反射和折射现象，无线电波的传输因此受到了极大的限制。

在当前技术领域，对于井下巷道的无线传播应用主要技术集中分析波模传播规律，通常的方式是将巷道简化后，然后再考虑特殊情况的影响作用。但是由于井下的作业环境非常特殊，由于地表的深处，工作面的局限性又不同于地面上的开放空间，信号传输受到的干扰容易增大，会产生多径效应。所以可以采用波模特性的定位技术，应用无线网络技术进行信号的转输。

当前，基于组网类的通信数字化技术相对比较成熟，可以应用于井下的通信。这类技术通过计算机系统完成人员的定位和安全监控。通过系统的服务器可以对井下现场施工的人员实施准确地定位和管理，系统可与操作人员所携带的智能终端设备之间进行数据的传输。利用数字化的服务器软件可以对井下工作人员的分布情况进行实时的监控和调度，还可以对可能存在的危险和安全隐患做出一个相对比较精准的预判和报警，从而井上的管理人员可以对井下的安全生产状况有一个全方位的掌握。当前，应用无线定位技术有效解决了井下特定空间内人员和设备的定位问题，确保了井下生产的稳定状态和人员的安全状态。

3 无线通信技术

当前，各种先进的无线通信技术已经在井下广泛应用。由于近些年来井下的安全生产事故常常出现，所以需要采取必要技术手段解决井下的安全问题。在目前的技术发展中，井下的无线通信技术已相对成熟，可以实现各类管理人员和一线操作人员以及井下生产指挥人员之间的通信联系。如果井下有突发情况产生时，借助无线通信技术可以很快地通知相关的人员，便以快速组织人员进行处理。此外，在日常管理中，借助无线通信技术增强了井下安全生产管理，对于井下作业人员的现场情况可以及时掌握，可以随时了解有关安全生产方面的信息。

井下无线通信系统的建立要通过有线网络来实现的，在有线网络的基础上对无线网络进行了延伸。可以在井下的不同地域设立相应的基站，将无线局域网的通信信号覆盖到井下的相应区域，利用矿用手持终端实现网络的接入。此系统的功能强大，可以实现群呼或组呼。井上对井下语音得以调度，井下对井上的信息反馈可以同步进行。当井下需要进行应急救援时，或者发生了紧急情况，通过无线通信系统可以迅速和井下的现场人员进行联系。井下人员由于可以在很短的时间内收出求助信息，并通过井上人员的指挥，进行必要的应急处理或组织撤离，可以最大限度地降低人员的伤亡，井下人员的安全可以得到有效保证。在日常井下作业中，通过无线通信系统可以完成生产的调度、人员的管理、安全生产情况的反馈等，这可以更好地保证井下的安全生产。

井下高效畅通的信息通信是保证安全生产和确保人员安全的关键因素之一。井下通信系统的开发，要掌握电磁波在巷道中的传播方式和传播特点；通信方式要满足井下的工况条件，并且对安全生产不会产生任何的影响；还要保证使用方便，适合井下人员的使用。当前，无线通信系统已经成熟，可以广泛应用于矿山井下、地铁线路和各类隧道中。

井下的作业空间非常狭小，并且巷道的构造比较复杂，作业环境也相对特殊， 这种情况造成了在地面上应用很成熟的通信方式和通信技术在井下无法使用。当 前一些特殊的无线传输技术很好地解决了井下特殊环境中的人员通信问题。现在3种技术可用于井下的无线通信。①采用足够低的发射频率，电波可以在岩层中进行传播，即低频式导引化通信方式；②利用特殊材料的导体或电缆来建立通信，可以称为电缆通信方式；③采用足够高的频率，借助通道的波导效应实现信息的传播，可以称为UHF 频段通信方式。

结语

通过将精确定位以及无线通信技术应用到井下安全管理当中，并结合本安智能设备以及智能安全系统的应用，实现各级管理要求与一线职工操作如影随形、贴身不离，使管理者对职工作业过程一目了然、便于及时掌握、及时纠正操作管理偏差，规范操作管理过程，及时阻断隐患及“三违”恶化升级通道。为井下安全管理提供更为有利的手段，有效促进井下的安全管理。该方法能够有效地保障井下作业的顺利开展，保障作业人员的安全，是一种非常有效的应用方法。

参考文献

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