无线以太网技术在煤矿通信系统中的应用分析

魏雷雷

（山西西山晋兴能源有限责任公司斜沟煤矿，山西 吕梁 033000）

我国社会的不断发展和经济水平的迅速提高，使得我国社会中对于能源资源的需求在迅速增加，煤炭是我国重要的能源资源之一，在经济社会发展中起到不可替代的作用。但是，在进行煤矿开采工作中，存在一定的难度，需求量的加大使得煤矿开采面临着更加严峻复杂的工作环境。在煤矿开采生产工作中，煤矿通信系统十分关键，其能够保证煤矿井下生产开采工作的稳定性和安全性，对于保护工作人员的安全有着至关重要的作用。因此，文章对无线以太网技术在煤矿通信系统中的应用进行分析研究，对于提高煤矿开采效率，保障煤矿生产人员生命安全，有着重要的意义与现实的价值。

1 无线以太网技术概述

在煤矿通信系统中，无线以太网技术得到了广泛应用，具体体现在以下几个方面：首先需要充分地了解和认知无线以太网技术，只有在了解无线以太网技术后，才能够进一步对其在煤矿通信系统中应用进行全方位综合分析。无线以太网技术是一种网络技术通信规范，其英文全称为Ethernet Technology。以太网在冲突检测和载波监听多路访问中得到广泛应用，其在多种不同规格与类型的电线上传输速率可以达到10Mb/s以上。无线以太网最早起源于1971 年，其是在传统以太网基础上演变而来，兼具以太网的各种优势，且可以不使用电线电缆，进而有效提高其使用效率。无线以太网在具体运行阶段采用了IEEE802.11协议，其主要是由 802.11a、802.11b、802.11g 以及 802.11n 等部分组合而成，在日常使用中即表现为常用的b/g/n网络信号类型。无线以太网工作的频段为2400MHz 以及5800MHz，这两个频段为开放的ISM频段，包含着正交频分复用技术、直序列扩频技术、频道聚合技术以及智能天线技术。无线以太网从本质上来说是有线以太网的无线拓展形式，其相较于有线以太网，有着低成本、高带宽、灵活便捷、抗干扰性能强和协议标准化程度高等一系列的优势。无线以太网在不同传输协议下的传输速率也不同，802.11b 能够达到每秒5Mb，802.11g 可以达到20Mb/s，而802.11n 最快可以达到250Mb/s，以确保视频、数据、语音等业务的有效传输。

如今，在我国无线以太网技术得到了广泛的应用，在社会诸多行业领域和人们的生活中应用，极大地便捷了人们的生活，提高了生活品质，也带动了应用行业的发展。诸如移动终端，包括手机、个人计算机、平板电脑等，以及区域网络和通信商网络等，都实现了无线以太网技术的接入。

2 常用煤矿井下无线通信系统

在煤矿开采过程中，有线通信系统在煤矿井下得到了广泛应用，最常见的是煤矿井下监测监控系统、工业电视系统、人员定位系统和工业控制系统等，上述系统的载体主要是电缆或是光缆，仅有语音通信等少部分领域系统采用无线以太网通信。因此，当前我国煤矿井下通信系统中，无线以太网通信系统并未得到广泛应用。

通常情况下，煤矿井下无线通信系统涵盖了透地通信系统、感应通信系统、漏泄通信系统、大灵通通信系统和小灵通通信系统等。其中透地通信系统、感应通信系统、漏泄通信系统在具体使用阶段存在多方面的缺陷与不足，且具有较差的可靠性，在煤矿生产阶段极易受电磁干扰，因此应用范围受到限制。小灵通通信系统是通过对PHS 无线系统进行改造的基础上演变而来，其可以为煤矿井下和地面工作人员提供必要的语音交流和沟通业务；大灵通通信系统则是在小灵通通信系统的基础上演变而来，其采用了CDMA2000技术，在450MHz的频率上进行工作，能够有效解决小灵通无线通信系统中的缺陷和不足，具备良好的移动便携性以及较强的抗电磁干扰能力，同时有着通信信号稳定、通话清晰度高、支持无线高速分组数据传输等特点，然而大灵通无线通信系统协议标准化较差，抵抗灾变能力弱，且现有功能相对比较单一，因此应用受到限制。

在对当前我国常用煤矿井下无线通信系统进行分析研究时，需要关注和重视无线频率，无线频率是不容忽视的一个重要因素，其对于无线电波的传输有着极为关键和巨大的影响。根据相关研究数据，无线电波有着不同的独特的频率与衰减特性。在煤矿井下巷道中，无线电波的传输频率若是保持在0～800MHz 时，其衰减率高，衰减情况严重，而随着频率的升高，会导致其倾斜损耗增加，然而由于巷道壁而产生的损耗会减少，在1000～3000MHz总损耗会呈现出缓慢上升的趋势。

3 煤矿通信系统中无线以太网技术应用策略

3.1 煤矿通信系统中应用无线以太网技术的意义价值

经济社会的发展，各行各业对煤炭需求量不断增加，在这一背景下，我国煤矿生产开采的规模也在不断扩大，煤矿开采生产的环境也愈发的严峻和复杂，为煤矿生产开采相关工作的工作安全带来了严重的隐患和威胁。我国每年都会发生煤矿灾害和安全事故，这与煤矿无线通信系统的不完善有着直接的关系。虽然我国煤炭通信系统在不断创新完善发展，但是不可否认的是，当前我国煤矿通信系统中还存在着较多的问题，无法有效地保障煤炭通信水平，不能确保煤矿井下工作人员的生命安全。

为了使上述问题得到有效避免和解决，则需要对传统的有线煤矿通信系统进行改变，在煤矿通信系统中应用无线以太网技术，有着诸多的优势优点和意义价值。首先，在煤矿通信系统中无线以太网技术可以有效解决现有煤矿通信系统中常见的缺陷和不足，提高通信质量水平。传统的煤矿通信系统采用有线传输方式，一旦在煤矿开采工作中电线电缆遭遇阻碍，就会影响到通信效果，而无线通信系统则不会受到此情况影响，因此能够保持较高的通信质量效果。其次，无线以太网的高效传输保证了整体煤矿生产开采的高效率，从而提高了煤矿生产开采的经济效益。最后，无线以太网的高质高效的通信服务，能够有效地保障煤矿井下生产工作人员的生命安全，提高煤矿生产工作的安全性。

3.2 应急通信系统

由于煤矿开采环境比较特殊，具有比较高的危险性，无形之中增加了煤矿井下安全事故的发生率。为了使上述问题得到有效解决，并避免问题的扩大化，则需要构建稳定畅通的通信系统，其既可以确保灾害或紧急情况的有效处理，而且还可以确保基础性救援工作的顺利进行。在煤矿井下生产阶段，要结合实际情况来构建应急通信系统，提高煤矿开采效率的同时，确保其安全性。我国煤矿应急通信系统常见技术为有线通信技术和大灵通无线通信系统，它们对地面设备依赖性较高，但是当井下紧急情况或灾害发生时，往往会出现线路断开的情况问题，难以保证通信效果。而应用以太网无线通信技术，能够显著提高应急通信系统的稳定性，即使在灾害或是紧急情况发生地面设备失去联系时，也能够保证终端与主系统之间的畅通，提升通信服务质量水平，为后续救援工作的开展提供有力保障。

3.3 人员定位系统

RFID 技术是煤矿人员定位系统中比较常用的技术，其一般是在独立的网络与系统中运行。如今，随着无线以太网技术的创新，普及应用在社会诸多行业领域的背景下，传统的RFID技术将会逐渐被淘汰。在煤矿人员定位工作中，无线以太网技术发挥着重要的作用，其协议标准化高、能够在诸如视频、语音、数据等多种业务的共同使用时应用同一无线以太网平台，无需再次建设独立的网络系统，并且无线以太网技术能够提高人员定位精度，因此有着更好的应用效果。

3.4 移动通信系统

我国煤矿通信系统中的移动通信系统从2007年开始逐渐应用无线以太网技术，现阶段我国应用相应的无线以太网技术已经建立了数十套不同的网络传输与移动通信系统。而随着无线以太网技术的进一步发展与创新，以往无线以太网在煤矿通信移动通信系统应用中存在的诸如通信质量差、信号稳定性不佳等问题也获得了一定程度的解决。当前将无线以太网技术应用到煤矿移动通信系统中不仅可以确保融合调度通信技术与无线以太网的有效融合，而且还可以显著提高移动通信系统整体工作运行的质量与效果。

3.5 煤矿自动化系统

如今，自动化技术属于新型科学技术，其在煤矿生产开采中的应用，显著地提高了煤矿生产开采工作的效率，降低了人力物力资源成本，也减少了人工劳动量和劳动强度，降低了煤矿开采事故发生的风险，提高了煤矿生产工作的安全性。而随着煤矿自动化系统的发展，无线以太网技术可以确保煤矿自动化生产的安全、高效进行。煤矿自动化系统有着较多的子系统，子系统的种类丰富、数量较多，传统的通信技术与系统已经难以满足煤矿自动化系统的通信需要，进而导致煤矿生产开采效率大打折扣，不利于煤矿自动化系统的正常运行，进而增大煤矿生产开采人员的工作安全风险。而无线以太网技术的应用，能够显著地降低电缆电线对于自动化系统的约束和制约，有效提高煤矿开采效率，同时还可以提高自动化系统通信水平，提高煤矿生产开采工作的安全性和可靠性。

3.6 风险监测系统

在进行煤矿开采阶段，对安全生产提出了较高要求。由于煤矿开展环境比较复杂，安全隐患较多，因此在煤矿生产开采工作前和实际的开采过程中，需要对煤矿开采中的潜在风险给予全面实时的监测，以此来预防煤矿安全事故的发生。通常情况下，煤矿井下风险监测系统要借助一氧化碳传感器探头，进行有害物质浓度检测，若浓度抄表，则会及时发出警报。当前大部分的传感器探头采用有线传输方式，一旦煤矿井下出现断电问题，就会导致风险监测系统无法正常工作，无法提高风险预报。而应用无线以太网技术，则能够在近乎所有条件下保证煤矿井下风险监控系统正常工作运转，保证相关数据信息能够及时上传，有效保障井下煤矿开采工作的顺利进行。

4 结语

总之，在煤矿通信系统中应用无线以太网技术有着诸多的优势，此时通过对无线以太网技术的科学、合理应用，不仅可以保障煤矿开采工作的顺利进行，而且还可以确保煤矿开采人员的生命安全。文章对此进行分析，对无线以太网进行概述，并分析阐述了其在煤矿通信系统中的应用情况，对存在的问题及时采取有效措施给予解决，以此来提高煤矿开采效率。