摘要：近幾年煤礦安全事故頻發，安全問題日益受到人們的關注。隨著技術的發展，無線通信技術也逐漸被應用于煤礦井下作業中，這就一定程度上避免了一些煤礦安全事故的發生，保障了井下工作人員的人身安全，同時也保障了作業的安全進行。本文主要探討了幾個主要的無線通信技術在煤礦井下的應用。

　　關鍵詞：無線職稱論文發表,職稱論文發表,煤礦,井下無線通信技術,應用

　　鑒于煤礦安全事故造成的巨大經濟、人員損失和嚴重的政治社會影響，國家的“十一五”規劃中，提倡通過自主創新和集成創新的模式推動煤礦重大災害防治關鍵技術的研究，堅持以人為本，提高發展質量，建設高產高效的現代化礦井。煤礦的安全生產被提高到了一個新的高度，其中礦井安全調度與應急通信保障是首先需要解決的問題。由于礦井地形復雜以及綜采面等監控區域的流動性大，與有線生產調度系統相比，無線安全調度系統“即鋪即用”，隨時隨地可在礦井構建移動通信網絡，方便流動接入，可實時把監控數據發至地面監控中心，極大地提高了調度和監控效益;并且在礦難的應急通信中，即使現有通信系統遭到破壞，也可利用無線通信設快速組網，接收傳輸監控數據，動態掌握井下人員的分布及設備作業情況，并保證地面指揮中心與井下搶險工作面的實時通信，提高搶險救災、安全救護效率和搜救效果。隨著近些年我國煤礦無線通信市場的迅速發展，眾多專網無線通信技術紛紛涌入了該領域，如：PAS、無線電泄漏通信技術、 WIFI無線局域網、以及今年最新出現的基于全球第四代移動通信標準之一的Next Generation Advanced PHS(簡稱NGP)技術。

　　一、WIFI技術介紹及應用

　　1、WIFI技術介紹

　　WIFI(Wireless Fidlity)又稱為802.1lb標準，使用2.4HGz直接序列擴頻，最大傳輸速率為54bit/s，并可根據信號強弱把傳輸速率調整為5.5bit/s、2bit/s及1bit/s。在2.4GHz及5GHz頻段上免許可，具有成本低、終端便攜、寬帶等特點，組網系統主要包括無線站點、AP節點及網絡服務器，站點和節點問可以實現級聯連接或組建局域網，站點可以實現幾乎Hub的所有功能。WIFI技術在地面的短距離無線通訊中已有多年的應用，相對其他無線寬帶技術來說比較成熟可靠。由于WIFI協議本身限制其設備的功率，使這類設備可以設計成符合煤礦安全要求的本質安全型設備，增加在井下的使用范圍，并且可以改變井下無線通訊長久以來一直徘徊在窄頻范圍的現狀。

　　2、WIFI技術應用到煤礦井下主要解決的關鍵技術

　　2.1節點有線信號遠距離傳輸技術。

　　2.2節點本安供電技術。

　　2.3節點無線信號天線及覆蓋方式。

　　2.4手持機本安處理及電池安全保護技術。

　　2.5適應井下工業以太環網傳輸的信號節點技術。

　　2.6系統組網方式及拓撲結構研究。

　　二、無線電漏泄通信技術

　　無線電漏泄通信技術完全適應煤礦井下巷道、裝備和作業的特點,是近年來國際上在煤礦井下采用的最先進的通信技術。

　　1、無線電漏泄通信技術的基本原理

　　利用漏泄電纜及雙向中繼放大器技術，解決了無線電波在井下巷道非自由空間不能遠距離傳輸的難題。漏泄通信就是在巷道中敷設一條開放式的射頻同軸電纜，射頻電磁波信號沿著它一邊傳輸，一邊向周圍空間幅射，從而該電纜同時起著傳輸線和天線的作用，在電纜周圍形成一個連續無線電波漏泄場，使巷道任何截面都有足夠的無線電波場強。實現漏泄電纜長天線和流動天線之間的雙向可逆藕合。使流動臺和基地臺之間復雜的遠距離電磁波傳播轉化為流動臺與漏泄電纜之間簡單的近距離傳播。無線電波沿電纜傳輸時，必然帶來傳輸損耗，必須對其電波損耗進行補償，這就需要增加中繼放大器，通過漏泄電纜加中繼放大器構成礦井巷道中無線電波傳輸的通道，是無線電波傳播的媒介。

　　2、無線電漏泄通信系統的特點

　　目前煤礦井下所應用的比較成熟的通信技術有：有線通信系統、光纖通信系統、無線電漏泄通信系統三種。三種通信系統在煤礦井下的使用都比較普遍，各具優勢。

　　有線通信系統：是較早采用現今仍普遍應用的通信技術，應用比較廣，接線簡單，故障排查方便，但使用不靈活，只能用于固定場所或作業地點，對移動設備和流動作業等不能適應。

　　光纖通信系統：現今比較先進的通信技術，其具有傳輸速率快，頻帶寬，誤碼低，但存在初期投入大，接續困難，故障排查、處理不便，只能適用于固定點和場所等缺點。

　　無線電漏泄通信系統：較有線通信和光纖通信系統而言，綜合以上兩種通信技術的特點，接續及故障排查、處理方便，傳輸速率快，頻帶寬，誤碼低，初期資金投入適中，特別是使用方便靈活，非常適合于井下移動設備或移動作業崗位。隨著礦井自動化水平的不斷提高，固定崗位、固定崗位人員不斷減少，取而代之的將是大量流動性巡檢、維護人員，因此移動性通訊裝備是首選，也是必須配備的。無線電漏泄通信系統將在煤礦井下發揮巨大的、不可替代的作用。

　　3、無線電漏泄通信技術的應用

　　礦井無線電漏泄通信系統與地面上的無線電通信系統主要區別在于無線電波傳輸的通道，地面無線通信是以地球表面無限空間作為無線電波傳輸的媒介。無線電傳輸到的地方，通過無線電接收機實現話音通信以及圖像、文字、數據信息的交換，而礦井無線電漏泄通信是以漏泄電纜加雙向中繼放大器作為傳輸通道。利用這個信道，不僅實現話音通信，而且能與地面無線通信一樣實現圖像、文字、數據信息的傳輸與交換，經過多年來漏泄通信的實踐證明是成熟的技術。目前煤礦井下瓦斯、風量等環境參數以及工作面機組和膠帶機工況監測控制數據傳輸到地面進行數據處理，從而了解和掌握井下瓦斯、風量參數以及生產工況等情況，這些數據完全可以納入漏泄傳輸信道來實現。

　　三、井下“小靈通”系統的可行性

　　小靈通，又名無線市話PAS(Personal Access Phone System)，是目前我國電信市場上一種新的通信手段，它是一種新型的個人無線接入系統;采用了微蜂窩技術，以無線方式接入固定電話網，依托固定電話網提供通信服務。具有移動電話的便利，固定電話的價格，發展空間非常廣闊。

　　1、無線通信系統功能

　　1.1主要功能

　　1)全雙工通話實現本系統與調度通信系統并網，解決系統部井上、下點對點的全雙向通話。

　　2)井下人員定位監視井下攜帶手機人員的動態位置，突發事件時可判斷險區人員、數量、位置、身份。

　　3)統計報表、考勤提供監視區域內的人數、身份、工作區間歷史記錄和實時記錄的統計報表。4)短消息、語音信箱系統具備向攜帶手機人員發送短信指令功能和實現語音信箱、語音留言查詢功能。

　　5)系統能根據實際需要覆蓋井下巷道

　　6)交換機支持的附加業務

　　1.2設計原則

　　1)信息查詢平時為高級管理人員提供考勤作業、人員定位等多方面信息查詢;

　　2)高效動作發生事故可通過系統及時獲悉巷道作業人員的數量、位置、身份，保證搶險救災和安全救護工作的高效運作;

　　3)安全可靠系統設計確保安全性、可擴容性、易維護性和易操作性。

　　四、NGP(新一代PHS)

　　1、NGP作為全球第四代移動通信的技術平臺之一，符合國際電信聯盟ITU標準，有國家電信公網商用運營的歷史，全世界在網用戶人數1億，企業專網用戶人數已超過500萬，其技術先進性、標準性、成熟性、可靠性和實用性當然不言而喻。在我國煤礦通信領域，已有煤炭科學研究總院、天地科技常州自動化分院、中國礦業大學、重慶梅安森等多家著名煤炭科研企業采用了NGP技術解決方案進入了礦井無線通信市場。NGP技術綜合了傳統礦井小靈通移動語音組網通信質量好和WIFI寬帶數據接入傳輸能力強的優勢，實現了語音視頻數據的并網傳輸，完成了礦井人員定位、井下綜合自動化監控、移動通訊調度等系統的光纖環網無縫對接和多網合一，徹底解決了困擾煤礦多年的全網數據統一通信和信息孤島的問題，為廣大煤礦生產企業節省了多網重復建設的巨額成本，代表了我國未來煤礦多網IP融合和無線一體化通信的發展方向。

　　2、NGP技術在煤礦井下應用的主要特點和技術優勢如下：

　　2.1與傳統礦井小靈通系統依靠電話線通訊傳輸不同，NGP系統中的基站、基站控制器和移動交換機全部依賴以太網平臺傳輸，可直接與井下光纖環網無縫對接，實現了全網一體化統一通信，為煤礦節省了大量的通信電纜!同時，也為煤礦RFID人員定位、井下視頻監控、煤礦綜合自動化監控、礦井無線通訊調度等多系統的多網合一奠定了通訊傳輸基礎。

　　2.2 傳統礦井小靈通手機定位必須依靠系統不斷地向其發起虛擬呼叫和輪流查詢，才可保證礦工位置信息的及時更新，嚴重影響正常的手機呼叫;而新一代PHS的空口協議支持手機主動定位，無需系統任何操作，手機即可實時準確地把自己的位置信息自動上報移動交換主機，也可與成熟的RFID技術結合，實現礦工在井下的精確定位和移動跟蹤。

　　2.3 NGP技術的最大亮點就是支持基于手機鍵盤平臺操作的移動指揮調度，使調度員徹底擺脫了傳統的固定調度臺的束縛，調度員可隨時隨地及時便捷地完成對全礦生產的指揮調度與通訊管理，是真正意義上的移動生產調度系統。

　　2.4 NGP技術除了提供傳統礦井小靈通的短信服務功能外，還可支持系統短信告警群發與手機短信內容分析，以及SMS內容自動匹配后聯動終端聲光電報警。

　　2.5 NGP基站具有寬帶視頻接入和窄帶串口數據采集監測分控功能，其接收靈敏度和井下直線通信距離較比傳統礦井小靈通更遠。

　　五、結束語

　　隨著社會的進步和我國煤礦事業的發展，加上煤礦井下開采條件又比較復雜，所以為了加強井下作業人員的安全，應進一步研究和實現煤礦井下無線通信技術，對于創造安全生產環境、保障井下工作人員的生命安全與提高應急通信系統都是一項極為重大的任務。

　　參考文獻：

　　[1] 蔡濤，李旭，杜振民.無線通信原理與應用[M].電子工業出版社，2004.

　　[2] 孫維.基于WIFI技術的礦井無線通信系統的設計與應用[J].煤礦安全，2010.