数字通信在煤矿井下应用的发展前景

王宏博 刘冰

摘要：随着我国煤矿企业的发展，煤炭开采强度也在不断加大。因此，煤炭生产安全问题日益凸显，成为一个更加令人担忧的问题。当下，许多煤矿在实际的日常经营管理过程中存在许多突出的问题。如井下应急信息救援通信手段不完善、落后，系统设计技术的落后和应急设备资源配置的不完善等，直接导致了煤炭开采重大事故的发生。本文主要针对数字通信在煤矿井下应用的发展前景进行简要分析。

关键词：数字通信;煤矿井下;应用;发展前景

1井下通信技术

1.1井下通信技术现状

煤矿井下通信，是一项非常重要的技术，不仅关乎着煤矿企业的发展，还会危及到矿工的人身以及财产安全。井下通信技术可以作为矿井应急中心与井下的重要救援力量、应急服务运行中心之间的一条临时应急通信线路，在矿难突然发生时发挥作用，避免二次停电，防止造成更大的经济损失和人身损害。事故发生后井下供能系统将自动为矿井停止供电，直接导致井下应急通信控制系统不能全面实施井下救援作业。

1.2数字一体化系统的组成及特点

（1）系统采用现代光纤网络无线传输将井下新井井层通信管理系统直接融入井下主井通信系统，合成网络建立井下井层通信系统一体化管理系统，实现统一通信管理、调度和统一维护。

（2）本监控系统主要具有以下主要特点：①n+1备份;②有线网络调度控制系统;③无线调度控制系统;④支持移动设备应用;⑤应急事件处理控制系统。

2煤矿井下数字通信难点

对于煤矿井下作业环境而言不仅结构复杂而且工作繁琐无疑是一份高危行业。虽说当紧社会信息数字化技术十分发达已然融入我们生活生产各方面，但是在许多煤矿井下的应用率仍然较低。比如井下作业空间狭小而且部分环境对设备有腐蚀性会在一定程度上影响通信设施的大面积架设工作，而无线通信的应用又面临着井下许多屏障或多或少会阻碍到信息的传递，这些都大大制约了煤矿井下通信技术发展。再比如煤矿井下长短不一、崎岖不平且分支较多的各种采掘巷道，要想在如此复杂的巷道环境中设置交直流电并存的大功率设施，不可避免地需要架设各种高低压线路转换的变压器，不同区域和不同平面对于井下数字通信的信号传输自然有很大的干扰和阻碍。另外还有数字信号强度随着井下传输距离增加而递减、脉冲噪声的干扰等都是当下煤矿井下数字通信可能会遇到的一些难点。如果安全事故发生后煤矿的通信联络系统也遭受影响将会严重阻碍救援工作，给伤亡人员、煤矿发展和社会带来潜移默化的伤害。

3数字通信在煤矿井下应用发展前景

3.1数据技术井下应用深度融合，开创智能采煤新时代

随着大数据时代的快速发展5G应用与很多领域有了深度融合，煤矿行业也不例外，将数据技术与井下作业深度融合将会开采智能采煤新时代大大保证煤矿行业的安全生产。5G技术不仅低时延高速率而且还具备大连接的特征，可谓是煤矿行业转型的必备基础设施和重要战略资源。比如河南省首个运用5G通信技术进行采煤的企业开创了第一个6.5m大采高和高突矿井智能化工作面，就是充分借助数据通信技术设立云数据处理中心、互联网+双重预防机制以及多个智能化生产辅助系统，不仅能够将采煤机与视频采集有机结合而且可以打破时间空间限制通过手机软件实现对井下生产现场画面的随时查看，如此通过无线数字通信对井下综采设备远程集中控制一旦发现故障能够及时采取措施进行处理大大保障了井下作业安全生产。另外还有胶带运输、主副井筒、电机车无人驾驶、巡检机器人等都是5G数据与井下应用场景相结合的发展趋势，通过在井上下构建和覆盖5G通信系统为开创智能采煤新时代提供重要理论依据和基本保障。

3.2机器代替工人实现三无一减，降低风险提升效率

智能化矿山的建设离不开数字通信的基本保障，随着信息技术快速发展一些煤矿已然通过数字通信和智能化技术实现机器人代替工人作业，这是数据通信推动企业高质量发展的重要体现。例如薄煤层+沿空留巷技术、掘锚一体机、采煤装备自动化升级、放顶煤智能采煤技术的应用可以有效减少井下作业人员配置进而保障人员安全，还有选煤过程冗余控制系统、智能矸选系统（TDS）以及矿井万兆环网建设等数据信息的应用都在很大程度上推进煤矿企业无人化智能化工作，不仅仅能够保障煤矿井下作业生产的安全性能，而且大大提升了煤矿企业生产效率和经济效益。针对煤矿井下实际作业过程中面临着设备多、干扰大、隧洞长和高煤尘等复杂情况如何实现5G网络全覆盖是当下最为重要的问题，随着数据通信的升级改造煤矿企业逐步以机器代替人工进而实现三无一减，正所谓少人则安，利用数据通信实现无人值班和巡检，在很大程度上实现了煤矿井下高危作业的配置减员，进一步保证煤矿行业无安全事故发生。通过提升煤矿井下作业的自动化、机械化和信息化水平来有效降低事故风险提升煤矿生产效率。

3.3大数据赋能绿色矿山建设，推动煤矿安全高效开采

近年来随着5G技术拓展应用上的不断发力为推动各煤矿企业建设和发展提供了重要的理论基础，本着“安全、清洁、高效”的基本原则借助大数据通信方可实现煤矿企业的加速转型。当前我国已经有诸多上市公司着手搭建煤矿智能化融合管控平台，通过构建云、边、端的工业互联网体系架构实现企业云平台和大数据处理中心。比如山东能源枣矿集团的付煤公司作为我国首批智能化建设的示范矿井为众多煤矿企业数据建设提供了有力的参考，其透明矿山、智能化洗煤厂以及双重预警信息平台等建设成果都离不开大数据赋能的总抓手。例如借助5G数据通信的智能化减少井下采煤掘进系统的作业人员从根本上保证人员安全，针对煤矿井下机电设备系统可通过远程化实现地面化从而减少井下人员巡检带来的工作强度和危险，而重大灾害治理方面也能够有效实现实时化和动态化的良好监管效果进而达到有效防控的目的。就我国未来的煤矿开采体系而言已然离不开5G应用的技术支撑，比如通过5G井下应用能够有效将采掘控制面后退一二百米，如此作业人员方可远离井下恶劣复杂的作业环境，不仅大大降低作业强度改变了工人井下的生产方式而且有效解决了传统作业工程中危险系数大的问题，进一步推动煤矿实现安全高效开采。

3.4高密集结构的数字技术加强煤矿井下通信的稳定性

通过近些年的发展，数字通信技术逐渐的向着宽带传输和综合化发展以及智能化的方向稳步前进，在智能化的应用不断加强之后，数字通信网络信息和数据的具体容量已经展现出了巨大的潜力，未来发展趋势非常明显。目前的数字通信技术能够在数据传输的同时及時的度数据进行分析，进一步做到网络环境的净化，通过对目前数字技术通信整体框架和结构的不断优化，重新部署适应时代发展的新战略，保证数字通信发展的稳定化。在煤矿井下作业时，只有及时的保持与地面的联系，才能够有效的指导井下的工作，防止因为信息不畅二导致作业人员操作失误，从而造成井下安全事故。

4结束语

综上可见，数字通信是未来煤矿智能化发展的重要技术支撑，为煤矿行业安全、绿色、高效发展提供了有力保障，新时期煤矿企业如何做到百尺竿头更进一步，必须将新一代信息技术和煤矿井下作业的有机融合，在确保人员安全生产的基础上实现煤矿企业高质量发展，不仅是“以人为本”理念的重要表现，也是走好煤矿行业“十四五”规划之路的重要手段。

参考文献

[1]胡穗延.煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势[J].煤炭科学技术，2020（8）：1-4.

[2]杨维，孙继平.矿井调度移动通信系统有关问题的研究[J].太原理工大学学报，2020（2）.