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煤礦通信論文:通信技術(shù)在煤礦生產(chǎn)管理中的運用

摘要：

剖析了我國煤礦產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中存在的問題，通過概述煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的構(gòu)建以及對煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的構(gòu)成、功能、應(yīng)用實例的介紹，對通信技術(shù)在我國煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中的運用前景進行了探析。

關(guān)鍵詞：

通信技術(shù)；煤礦生產(chǎn)；系統(tǒng)；運用

煤炭在我國國民生產(chǎn)中占據(jù)舉足輕重的地位，提高煤炭的生產(chǎn)調(diào)度技術(shù)管理的水準，成為保障煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石。雖然通信技術(shù)已經(jīng)在我國的煤礦生產(chǎn)過程中得到了比較好的應(yīng)用，但是在整個生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)上仍然存在分散性、不連貫、不系統(tǒng)等缺點，不能通過運用通信技術(shù)獲取相關(guān)生產(chǎn)信息，從根本上解決煤礦生產(chǎn)過程中所衍生的各項問題。因此，目前亟需將通信技術(shù)運用于我國煤炭生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中去。

1通信技術(shù)在我國煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中的運用前景探析

據(jù)國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局數(shù)據(jù)顯示，2014年煤礦等重點行業(yè)領(lǐng)域安全生產(chǎn)狀況進一步好轉(zhuǎn)，煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)同比分別下降16.3%和14.3%，重特大事故同比分別下降12.5%和10.5%，連續(xù)21個多月沒有發(fā)生特別重大事故。說明目前我國煤炭安全生產(chǎn)的形式呈現(xiàn)逐年好轉(zhuǎn)趨勢，但是，當(dāng)與世界上其他國家的煤炭主產(chǎn)國相比較，我國仍有10倍的差距。深究其原因，一方面，我國煤炭地下開采量占比高達95%之多，小煤礦占比多，災(zāi)害頻發(fā)，另一方面，煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)信息化程度不夠完善[1]。因此，我國亟需利用通信技術(shù)實現(xiàn)這一目標(biāo)。隨著通信技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，我國社會生產(chǎn)的各個領(lǐng)域都受益良多，我國煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理中的運用起到不可忽視的作用。在煤礦的安全生產(chǎn)中，煤礦生產(chǎn)調(diào)度是核心工作。傳統(tǒng)管理模式中，電話是獲取各種生產(chǎn)動態(tài)的主要途徑，日常各資料統(tǒng)計匯總工作是以手工記錄為主，存在著工作瑣碎、信息傳遞不及時、誤差大、記錄方式不統(tǒng)一、不規(guī)范等缺點。基于通信技術(shù)構(gòu)建一個煤炭生產(chǎn)調(diào)度管理平臺則可以從根本上杜絕以上問題。

1.1煤炭生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)利用VPN構(gòu)建一個煤炭企業(yè)的內(nèi)部加密網(wǎng)絡(luò)，廠礦領(lǐng)導(dǎo)通過對整個VPN網(wǎng)絡(luò)的控制來實現(xiàn)整個內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的有效運行[1]。在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中，各生產(chǎn)部門或者科室是相互連接，相互監(jiān)督的關(guān)系。在煤礦生產(chǎn)過程中，計劃科、安監(jiān)科、通風(fēng)調(diào)度、綜采隊、掘進隊和其他有關(guān)部門通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)有機地連接起來，實現(xiàn)信息共享，完成生產(chǎn)調(diào)度信息的各部門采集，獲取產(chǎn)量、掘進進尺、外運、瓦斯抽采、煤炭洗選、安全情況通報等信息。其通信連接方式如下頁圖1所示[2]。

1.2系統(tǒng)功能簡介

1.2.1實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布式上傳在保障煤礦日常安全生產(chǎn)、作業(yè)人員自身安全上，煤礦重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)的研發(fā)與推廣具有重要意義[3]。普遍應(yīng)用于各煤礦安全生產(chǎn)中的瓦斯實時監(jiān)測、報警與斷電系統(tǒng)等，在預(yù)警方面不能及時預(yù)警，不能滿足煤礦在生產(chǎn)過程中對安全性的保障。因此，提高煤礦生產(chǎn)的安全性非常迫切。而基于通信技術(shù)構(gòu)建的生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)平臺可以通過檢測，掌握各項安全信息，并匯總上報，以備管理人員及時作出反應(yīng)。各班次的生產(chǎn)開采情況由采煤隊和掘進隊通過系統(tǒng)本隊組上報數(shù)據(jù)；生產(chǎn)計劃由生產(chǎn)計劃科組織信息上傳；礦井安全動態(tài)、通風(fēng)情況、瓦斯情況由安監(jiān)科統(tǒng)計上傳。

1.2.2優(yōu)化數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方式按照一定的時間段如日、周、旬、月、年生成煤炭產(chǎn)量、掘進進尺、安全情況等數(shù)據(jù)，使各生產(chǎn)管理部門及時地掌握各項生產(chǎn)信息，對已經(jīng)存在的生產(chǎn)問題進行改善，同時也可以根據(jù)已有數(shù)據(jù)，及時對煤礦生產(chǎn)過程進行不斷完善。

1.2.3合理分配各項資源煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)可對作業(yè)勞動力，設(shè)備、雷管、炸藥的使用進行合理調(diào)配，既保障了供應(yīng)，也實現(xiàn)了節(jié)約生產(chǎn)，同時可保障煤礦生產(chǎn)作業(yè)的安全性。

1.3煤礦生產(chǎn)調(diào)度信息的生成系統(tǒng)平臺可以根據(jù)各個單位填報的調(diào)度信息日報表，全面系統(tǒng)地顯示出全礦的生產(chǎn)情況，相比傳統(tǒng)的記錄方式而言，查找方便，錯誤率也大大降低[4]。各項數(shù)據(jù)清晰明了，對于有關(guān)部門和領(lǐng)導(dǎo)及時掌握相關(guān)的生產(chǎn)信息非常有意義，極大減少了信息處理者的工作量，也有助于對數(shù)據(jù)的分析和上報。

2利用通信技術(shù)構(gòu)建煤炭生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的應(yīng)用實例解析

2.1生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)中全礦井安全生產(chǎn)信息調(diào)用目前，通信技術(shù)在全礦井安全生產(chǎn)調(diào)度、避險和應(yīng)急救援中得到較好的運用。如，基于礦井無限傳輸衰減大、發(fā)射功率受限制、設(shè)備體積小、抗干擾能力強、防護性能好、電氣防爆、電源電壓波動適應(yīng)能力強等特點，提出多基站礦井移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，礦井移動通信與應(yīng)急通信系統(tǒng)性能要求和方法，研制成功了基于WIFI的礦井移動通信系統(tǒng)等。這種技術(shù)的應(yīng)用，提高了井下人員與地面溝通聯(lián)系，及時解決生產(chǎn)等相關(guān)問題。該信息可由安監(jiān)科進行報送，保障礦井安全信息的及時通報、共享。

2.2生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)中井下人員位置的監(jiān)測通信技術(shù)在全礦井安全生產(chǎn)調(diào)度中發(fā)揮著重要作用，不僅可以防止工作人員靠近危險區(qū)域，對事故采取應(yīng)急救援，而且可以考察作業(yè)人員的出勤率等，為煤礦的安全生產(chǎn)調(diào)度提供了保障。基于GPS信號無法覆蓋全礦井，以及無線傳輸在礦井巷道的傳輸過程中衰減大等，通信技術(shù)已經(jīng)在煤礦井下人員位置探測系統(tǒng)中得到運用。其技術(shù)要求體現(xiàn)在：識別卡與分站之間的無線傳輸距離應(yīng)大于10m；識別卡位移速度要大于5m/s；識別卡并發(fā)數(shù)量要大于80個；系統(tǒng)漏讀率要小于10-4；識別卡數(shù)量要大于8000個等等。其裝備要求體現(xiàn)在：將分站安置于每個人員出入井口、開采重點區(qū)域出入口，以及以下盲巷等限制區(qū)域；為了準確監(jiān)測持卡人員的移動情況，需設(shè)置2臺以上的分站或者天線，并且在巷道分支處設(shè)置分站或者天線。這種技術(shù)的應(yīng)用可以保障礦井的安全生產(chǎn)，利用生產(chǎn)管理部門和廠礦領(lǐng)導(dǎo)及時跟進人員位置信息，做到人員監(jiān)管實時監(jiān)測，心中有數(shù)。

2.3通信技術(shù)在煤炭安全生產(chǎn)遠程監(jiān)控系統(tǒng)中的運用目前，在煤礦生產(chǎn)過程中被使用的煤礦供電、排水檢測系統(tǒng)，膠輪車運輸監(jiān)控系統(tǒng)，軌道運輸監(jiān)控系統(tǒng)等，充分保障了井下作業(yè)人員的人身安全，有效減少和避免了安全事故的發(fā)生，在減少事故發(fā)生率、生產(chǎn)工人死亡率、百萬噸死亡率等方面發(fā)揮著重要作用。各項信息的及時報送提高了生產(chǎn)效率，有助于相關(guān)管理人員根據(jù)實時信息進行合理判斷和決策，保障廠礦生產(chǎn)的安全進行。

作者：李贊 單位：潞安集團慈林山煤業(yè)有限公司夏店煤礦

煤礦通信論文:程控集成平臺的煤礦通信系統(tǒng)的研究

摘要

平煤股份八礦通信系統(tǒng)是以程控集成平臺為核心，通過對現(xiàn)有通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)（有線電話網(wǎng)、無線電話網(wǎng)、擴播電話網(wǎng)、擴音廣播網(wǎng)、人員定位網(wǎng)）、安全監(jiān)測系統(tǒng)集成，實現(xiàn)了在調(diào)度室程控調(diào)度操作臺的統(tǒng)一調(diào)度指揮，為礦井的安全高效生產(chǎn)提供了有力的通信保障。

關(guān)鍵詞

程控電話；擴音電話；程控集成平臺；通信系統(tǒng)

平煤股份八礦作為中國平煤神馬集團主力生產(chǎn)礦井之一，井下設(shè)備復(fù)雜多樣、點多面廣戰(zhàn)線長，給通信系統(tǒng)的建設(shè)和維護造成很大困難。隨著開采范圍的不斷擴大，多工種聯(lián)合流水作業(yè)程度要求越來越高,加強礦井通信能力和覆蓋范圍、實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度有效協(xié)調(diào)，成為企業(yè)決策者關(guān)心的重要問題。

1通信系統(tǒng)

平煤股份八礦通信系統(tǒng)采用KTJ119型礦用數(shù)字程控調(diào)度系統(tǒng)，支持電話門數(shù)720門，配置2臺工業(yè)級2048鍵觸摸屏鍵盤，可以實現(xiàn)手機，固話，長途電話的一鍵呼叫，群呼、組呼、電話會議、三方通話等調(diào)度功能。配置300路KTA116型礦用電話安全耦合器；使用全通道在線數(shù)字錄音系統(tǒng)，對所有調(diào)度電話進行實時錄音、回放、擴音、查詢等功能；安裝4×12V100AH免維護蓄電池，實現(xiàn)自動切換，保證斷電后72h內(nèi)不中斷通話。具備強拆、強插、緊急呼叫、群呼、組呼、多方通話、電話會議、錄音、監(jiān)聽、轉(zhuǎn)接中通話、通話中轉(zhuǎn)接等強大的全網(wǎng)調(diào)度功能。平煤股份八礦通信系統(tǒng)包括有線電話、無線電話等通訊方式。八礦擴播電話系統(tǒng)是八礦綜合自動化信息化系統(tǒng)建設(shè)的一部分。主要分布在斜巷、皮帶沿線、大巷乘車點井口、綜采工作面等位置，目前為止共計安裝26臺網(wǎng)關(guān)，24臺高級話機，6臺程控免提電話、26臺音箱和167臺普通話機（包括采面擴播電話36臺）。主要應(yīng)用在以下幾個方面：（1）自動化專業(yè)調(diào)度：目前八礦實現(xiàn)了皮帶、水泵、篩分樓儲裝運的集中控制遠程開車，皮帶調(diào)度、篩分樓儲裝運專業(yè)調(diào)度利用擴播電話能實時與現(xiàn)場溝通，做到統(tǒng)一指揮調(diào)度，減少和杜絕因設(shè)備故障停車而聯(lián)系不到現(xiàn)場巡檢人員的情況。（2）自動化集控：自動化開車過程中，擴播電話起到打點和預(yù)警的功能。（3）現(xiàn)場溝通：現(xiàn)場維修、檢修過程中便于溝通交流、協(xié)調(diào)工作，減少因溝通不暢引起的不必要的麻煩。（4）宣傳、教育和通知：所有擴播電話都集成在一個平臺上，系統(tǒng)可以設(shè)定一路或多路擴音電話播音內(nèi)容和播音時間。通過定時播放新聞、通知和各種規(guī)章制度，起到宣傳教育和通知的作用。

2人員定位系統(tǒng)

八礦人員定位系統(tǒng)采用KJ250礦井人員管理系統(tǒng)，具有井下人員實時跟蹤定位、井下員工查詢、員工考勤管理、員工信息管理等功能，能夠?qū)Ξ?dāng)前井下人員的行程路線進行實時跟蹤定位，實時掌握員工的井下活動、停留時間、分布等情況，對個人、集體的考勤進行詳細查詢、分析和統(tǒng)計。

3“五網(wǎng)合一”的礦井通信系統(tǒng)集成方案

通過前期的建設(shè)和完善，八礦的通信系統(tǒng)形成了有線電話網(wǎng)、無線電話網(wǎng)、擴播電話網(wǎng)、擴音廣播網(wǎng)、人員定位網(wǎng)，這“五網(wǎng)”除有線電話網(wǎng)和無線電話網(wǎng)實現(xiàn)互通之外，相互之間都是各自獨立、自成體系，造成資源的重復(fù)建設(shè)和浪費。為了實現(xiàn)資源的共享，減少礦井通信系統(tǒng)的投入和維護成本，提高礦井通信和調(diào)度指揮效率，在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，集團公司提出了“五網(wǎng)合一”的礦井通信系統(tǒng)集成方案：以程控調(diào)度集成平臺為核心，通過對現(xiàn)有有線電話網(wǎng)、無線電話網(wǎng)、擴播電話網(wǎng)、擴音廣播網(wǎng)、人員定位網(wǎng)的集成，實現(xiàn)各系統(tǒng)之間的相互聯(lián)絡(luò)和互動；通過對各子網(wǎng)設(shè)備的規(guī)范和接口的統(tǒng)一，實現(xiàn)“五網(wǎng)”集成后的礦井通信系統(tǒng)設(shè)備的集成化管理；通過集成，最大限度的融合現(xiàn)有的通信手段，為礦井安全生產(chǎn)、搶險救援、調(diào)度指揮提供安全可靠和集成化的礦井通信系統(tǒng)平臺。但由于八礦人員定位系統(tǒng)的定位卡和基站不具備接收信息的功能，人員定位部分的集成暫不考慮。八礦基于程控集成平臺的煤礦通信系統(tǒng)的建設(shè)于2015年7月初正式完成并投入使用。系統(tǒng)主要由程控電話調(diào)度臺、程控交換機、SIP服務(wù)器、自動應(yīng)答服務(wù)器、VOIP電話網(wǎng)關(guān)、程控免提電話等組成。系統(tǒng)通過SIP服務(wù)器，實現(xiàn)了無線通訊、擴音廣播、擴播電話的集成，通過VOIP電話網(wǎng)關(guān)，實現(xiàn)了不同廠家擴音電話系統(tǒng)的集成，通過自動應(yīng)答平臺實現(xiàn)了人員定位系統(tǒng)的集成，完成了安全監(jiān)測系統(tǒng)瓦斯超限自動撥打調(diào)度電話的功能。該系統(tǒng)是基于IP語音交換的通信保障系統(tǒng)，系統(tǒng)以調(diào)度主控制臺、分控制臺為核心，實現(xiàn)擴播電話系統(tǒng)、擴音廣播系統(tǒng)與調(diào)度中心的互聯(lián)互通。系統(tǒng)集成了華寧、華洋、大齊等品牌，采用127V供電，每部擴播電話和擴音廣播均安裝有可充電電池，經(jīng)井上下測試，可充電電池在斷電狀態(tài)下，能提供2h的供電，確保系統(tǒng)正常工作。該系統(tǒng)實現(xiàn)了煤礦通信系統(tǒng)的全覆蓋，包括斜巷、皮帶沿線、大巷乘車點井口、綜采工作面、掘進工作面、井底車場、避難硐室、行人巷道、猴車沿線和作業(yè)地點等，具有定時廣播、多路廣播、分區(qū)廣播、人工呼叫自動廣播、一鍵群呼、自動播放、自主定制預(yù)案、錄音等功能，實現(xiàn)分區(qū)、分級廣播控制管理等控制功能，并且該系統(tǒng)部署靈活，易于擴展。根據(jù)八礦自動化建設(shè)的情況和“五網(wǎng)”的現(xiàn)狀，八礦對該系統(tǒng)的功能進行了擴展和應(yīng)用，把安全監(jiān)測系統(tǒng)納入到系統(tǒng)中來，實現(xiàn)了瓦斯超限自動撥打電話報警功能，把礦井通信系統(tǒng)與綜合自動化平臺結(jié)合起來，實現(xiàn)在綜合自動化平臺內(nèi)部計算機麥克風(fēng)與有線電話、無線電話、擴播電話和擴音廣播之間的通訊功能。通過建設(shè)和集成，基于程控集成平臺的煤礦通信系統(tǒng)具備如下功能：（1）在程控平臺上增加【小靈通】、【擴音電話】、【VOIP電話】和【緊急呼叫】界面，可通過程控電話調(diào)度臺實現(xiàn)對程控電話、小靈通、擴播電話、擴音電話、VOIP電話的統(tǒng)一調(diào)度指揮，可通過觸摸屏按鈕或者撥打電話實現(xiàn)對以上四個通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)的直接呼叫；（2）實現(xiàn)了所有通訊設(shè)備（有線電話、無線電話、擴音廣播、擴播電話）的區(qū)域呼叫和一鍵呼。在緊急情況下,通過程控電話調(diào)度臺【緊急呼叫】界面實現(xiàn)對某一區(qū)域或全礦井區(qū)域內(nèi)的所有通話設(shè)備的區(qū)域呼叫或者一鍵呼叫；（3）通過集成和改造，將有線電話、無線電話、擴音廣播、擴播電話融為一體，實現(xiàn)程控電話系統(tǒng)與擴音廣播系統(tǒng)、擴播電話系統(tǒng)的互通，礦井任意一部程控電話都可以與網(wǎng)內(nèi)的擴音電話進行通訊；（4）采用原有的工業(yè)環(huán)網(wǎng)，利用網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)，實現(xiàn)了井下有線電話網(wǎng)的擴展，結(jié)合擴音廣播和擴播電話，實現(xiàn)了通信系統(tǒng)在采掘頭面、皮帶、地面煤樓、大巷、斜巷軌道沿線、候車點等人員聚集點的全覆蓋；（5）實現(xiàn)對瓦斯檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)的監(jiān)視，當(dāng)瓦斯達到或超過系統(tǒng)設(shè)定的報警值時，自動應(yīng)答平臺自動撥打調(diào)度電話通知報警，調(diào)度員可根據(jù)情況向?qū)?yīng)區(qū)域發(fā)出指令進行調(diào)度指揮；（6）通過建立自動應(yīng)答平臺，實現(xiàn)了通信系統(tǒng)與綜合自動化信息化平臺的集成，專業(yè)調(diào)度員在綜合自動化控制平臺上就可以實現(xiàn)麥克風(fēng)與任意電話的通訊，為綜合調(diào)度和高效生產(chǎn)提供了有效的手段。

4結(jié)語

平煤股份八礦通過建設(shè)、改造和集成，節(jié)省了投資，最大限度地利用了現(xiàn)有通信系統(tǒng)的資源，實現(xiàn)了“有線電話網(wǎng)、無線電話網(wǎng)、擴播電話網(wǎng)、擴音廣播網(wǎng)、人員定位網(wǎng)”五網(wǎng)合一，系統(tǒng)利用先進的技術(shù)，基于程控集成平臺，實現(xiàn)了煤礦通信系統(tǒng)的擴展和完善，為礦井的安全高效生產(chǎn)提供了有力的保障。

作者：付耀杰 陶建平 李軍鴻 單位：平頂山天安煤業(yè)股份有限公司

煤礦通信論文:煤礦自動化和通信技術(shù)的發(fā)展

1煤礦自動化和通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1煤礦自動化技術(shù)煤礦自動化技術(shù)在我國的發(fā)展起始于20世紀60年代，繼電器是當(dāng)時主要的煤礦自動化器件，當(dāng)時的煤礦自動化也只是簡單的開停與閉鎖控制，而且控制器不但體積龐大，安全性與可行性也很差。20世紀70年代和80年代中期，晶體管與邏輯電路開始的大量出現(xiàn)，它們的出現(xiàn)取代了繼電器成為主要的煤礦自動化控制器件，它們的應(yīng)用使控制器的體積得到了大幅度的縮小，并且把控制器的功能改進了。80年代末90年代初，開始出現(xiàn)了單片機，由于單片機的運算與控制能力都比較強，晶體管與邏輯集成電路控制系統(tǒng)很快被其取代，單片機成為了自動化控制系統(tǒng)的核心控制單元，這使得煤礦自動化控制系統(tǒng)的安全性與可靠性都得到了大幅度的提升，煤礦自動化控制與檢測系統(tǒng)才真正具有了實用功能。但這個時期形成的煤礦自動化系統(tǒng)還屬于獨立系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間不能進行信息交換。簡單的調(diào)制方式是其內(nèi)部信息傳輸?shù)闹饕绞健Ｖ钡?1世紀初，隨著太網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了煤礦各專用監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息傳輸可以用高速信息網(wǎng)絡(luò)來傳輸，總線傳輸技術(shù)也逐步成為各專用監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部之間信息傳輸?shù)闹饕绞?，高速信息通道的建立，使煤礦各專用監(jiān)控子系統(tǒng)的集成與實時監(jiān)控得到了實現(xiàn)，使煤礦自動化系統(tǒng)的自動化水平躍上了一個新的臺階。

1.2礦井通信煤礦的生產(chǎn)指揮工作要想順利進行，必須要做好礦井通信工作。由于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工序較多且作業(yè)地點分散，要想用一種通信系統(tǒng)和方式來把全礦覆蓋很難。按使用方式可把礦井通信大致分為固定通信與移動通信，按通信覆蓋區(qū)域可把煤礦通信系統(tǒng)分為全礦井通信與局部礦井通信。防爆磁電電話是我國早期主要采用的礦井調(diào)度通信方式，隨著時代的發(fā)展礦用模擬程控調(diào)度通信系統(tǒng)在20世紀80年代開發(fā)出來了，90年代時數(shù)字程控調(diào)度通信系統(tǒng)也開發(fā)出來了，這時已經(jīng)幾乎能滿足礦井調(diào)度通信的需求。礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄露通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)以及礦用CD-MA通信系統(tǒng)是礦用移動通信系統(tǒng)的主要形式。其中應(yīng)急救災(zāi)時主要用到的通信系統(tǒng)是礦用透地通信系統(tǒng)，局部通信主要用到的通信系統(tǒng)是漏泄通信系統(tǒng)，感應(yīng)通信系統(tǒng)，礦用載波通信系統(tǒng)，全礦井無線通信主要用到的通信系統(tǒng)是礦用小靈通系統(tǒng)與CDMA通信系統(tǒng)。

2煤礦自動化技術(shù)

2.1高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)是我國目前主要使用的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。其中冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國煤礦自動化系統(tǒng)的主要傳輸平臺，很多礦井都在使用。由于專用工業(yè)控制網(wǎng)的開放性比較差，在我國只有幾個別的礦井在裝備使用，而礦用CEPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種新系統(tǒng)，視頻、數(shù)據(jù)、語音等信息都可以傳輸，其應(yīng)用前景十分廣闊。

2.2自動化平臺軟件管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動化平臺軟件的兩種主要形式。管控軟件在控制層的管控服務(wù)器內(nèi)安裝，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中安裝，它們是煤礦自動化控制的重要實現(xiàn)手段。

2.3局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化礦井局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化大致可以分為：安全監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、水泵自動化系統(tǒng)、調(diào)度控制礦井機車系統(tǒng)、礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)、工作面巷道監(jiān)控中心。

3煤礦通信技術(shù)

礦井有線通信主要使用的是礦井程控數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)與工作面局部擴音通信系統(tǒng)。隨著礦井大規(guī)模應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及IP語音通信技術(shù)的逐漸完善，礦井有線通信一個重要的發(fā)展方向便是礦井IP調(diào)度通信系統(tǒng)。人們還在不斷的探索和研究礦井移動通信技術(shù)，礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄漏通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)、礦用CDMA通信系統(tǒng)等等。

4若干技術(shù)問題

4.1完善與提高局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化技術(shù)已有多種高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方案供煤礦自動化控制選擇，影響煤礦自動化正常運行能否實現(xiàn)的一個重要因素已經(jīng)成為局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化，這主要是由于監(jiān)控量大、面廣、并且種類繁多是局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點，要想使礦井自動化系統(tǒng)更完善，這就需要各生產(chǎn)廠家不斷完善與提高自身的技術(shù)。

4.2開發(fā)高強度快速安裝式礦用光纜我國的礦井已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用光纜，但大巷是其主要應(yīng)用的地方，而在工作面上的應(yīng)用技術(shù)還不完善，這主要是由于工作面的生產(chǎn)條件更惡劣，易斷是普通礦用光纜的主要特點，一旦這種普通礦用光纜斷裂后很難修復(fù)。而工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)，頂板監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控的信息量都非常大，要求的信息傳輸速度高，更適合采用光纜傳輸，為了適應(yīng)礦井未來的發(fā)展需求，我們必須開發(fā)開發(fā)高強度快速安裝式礦用光纜。

4.3煤礦供電安全技術(shù)電參數(shù)測量以及各種保護功能是目前防爆開關(guān)設(shè)備等供電設(shè)備主要具有的功能，他們一般都缺乏主動分析故障與報警的功能，這就需要我們繼續(xù)在這方面加大研究力度，把井下變電所無人值守的整套設(shè)備爭取能夠開發(fā)出來。

5總結(jié)

實現(xiàn)煤礦高效安全開采的關(guān)鍵技術(shù)之一便是煤礦自動化技術(shù)，而礦井通信技術(shù)又是煤礦生產(chǎn)指揮必須具備的手段之一，歷經(jīng)幾代人的努力鉆研，開發(fā)出了一系列這方面的產(chǎn)品，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)中，但就目前煤礦企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，它們還遠遠不能滿足煤礦企業(yè)安全高效生產(chǎn)的需求，為了真正滿足這一需求，我們要不斷利用新技術(shù)，新手段完善與提高煤礦自動化技術(shù)與通信技術(shù)，只有這樣才能保證我們煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

作者：王博翰 單位：陜西陜煤黃陵礦業(yè)一號煤礦

煤礦通信論文:煤礦井下無線通信傳播論文

1煤礦井下無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀

1．1TD－SCDMA無線通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀TD－SCDMA技術(shù)是ITU研發(fā)出的第三代移動通信空間接口技術(shù)。其特點為上下頻段統(tǒng)一，能通過對時隙配置提供無線承載。TD－SCDMA無線通信技術(shù)可以支持勻速為8kb／s～2Mb／s的所有3G業(yè)務(wù)。TD－SCDMA系統(tǒng)采用時分雙工模式，但是由于載波占用的寬帶為1．6MHz，TD－SCDMA系統(tǒng)提供的速率有一定的數(shù)據(jù)限制。目前，TD－SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU＋RRU方式，因沒有辦法直接使用太環(huán)網(wǎng)，當(dāng)某個中間RRU故障會導(dǎo)致整個鏈上的RRU無法工作，維修、擴容比較困難。

1．2WCDMA無線通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀WCDMA技術(shù)與TD－SCDMA都是ITU正式的第三代移動通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一，該無線通信技術(shù)集CDMA、FDMA技術(shù)優(yōu)勢于一體，是一種系統(tǒng)容量大、抗干擾能力較強的移動通信技術(shù)。WCDMA與TD－SCDMA相比，技術(shù)較為成熟，并且發(fā)展空間大，在擴頻的基礎(chǔ)上能夠獲得巨大的經(jīng)濟效益，此外，還支持所有的3G業(yè)務(wù)。WCDMA作為產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟的技術(shù)，不僅可實現(xiàn)語音通信功能，還能提供高速率數(shù)據(jù)和圖像傳輸功能。但其成本較高，使得多數(shù)煤礦企業(yè)望而止步。

2煤礦井下無線通信的技術(shù)難題

電磁波在礦井隧道中不能很好地進行傳播這已是公認的事實。一直以來，井下通信的技術(shù)難題是制約煤礦安全的重要因素之一，下面將從3個方面進行論述。

2．1巷道的環(huán)境條件對電磁波的影響煤礦井下巷道一般比較狹窄，彎曲延伸，存在多個分支，且分布在不同的地下平面。巷道的截面寬度不同，且巷道四周為煤層，粗糙不平。這一特殊的傳播環(huán)境對電磁波的傳播特性產(chǎn)生重大影響。電磁波頻率對傳輸?shù)乃俣扔休^大的影響，巷道截面尺寸對電磁波傳輸也有影響，截面的尺寸與巷道內(nèi)電磁波頻率成正比。此外，礦井下有照明線、動力線、鋼軌等縱向?qū)w，這些線路的存在都會對電磁波的傳輸產(chǎn)生一定的影響。

2．2井下環(huán)境機電噪聲干擾嚴重如今，井下作業(yè)機械化與自動化設(shè)備的應(yīng)用，不可避免地會增加噪聲的強度，但是這一問題并未引起人們的重視。通信技術(shù)中，噪聲是衰減和損耗通信質(zhì)量的又一個重要因素。機械設(shè)備的作業(yè)一般是24h不停歇，因機械設(shè)備自身配置量大，啟動頻繁，所產(chǎn)生的電氣噪聲頻譜較寬。由于信號微弱會導(dǎo)致井下通信困難，噪聲問題是井下移動通信需解決的技術(shù)難題。

2．3接收點有用信號十分微弱無線電在井下的傳播可以被看作在一個特定的空間內(nèi)進行，由于電磁波在傳輸?shù)倪^程中受到煤巖層及磁導(dǎo)率的影響，因而其傳播速度并不是恒定不變的。煤礦井下的管道由于表面比較粗糙，且分布不均，這些都會對電磁波的傳輸造成影響。對于某個接收點來說，接受機本身信號微弱，在干擾之后很可能接收不到信號，這種特性的存在破壞了有用信號的傳輸，最終導(dǎo)致電磁波傳輸距離減低為數(shù)百米，從而使得井下通信非常困難。

3無線通信技術(shù)的發(fā)展方向———Femtocell技術(shù)的運用

Femtocell是根據(jù)3G技術(shù)發(fā)展和無線技術(shù)寬帶化發(fā)展方向而推出的一種低功率、超小型化的移動基站。它的運用在一定程度上提高了煤礦井下的安全性。Femtocell通過IP協(xié)議將用戶最先具備的ADSL／LAN寬帶進行線路連接，遠端由專用網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)從IP網(wǎng)到無線網(wǎng)的連接，具備安裝便捷、能夠自動配置、直接使用的優(yōu)點。

3．1Femtocell的技術(shù)優(yōu)勢Femtocell技術(shù)的運用能夠最大范圍地覆蓋宏小區(qū)不能覆蓋的地方，可以減少來自宏小區(qū)基站的高功率開銷并提高宏小區(qū)基站的性能。此外，輻射更低，手機電池也更耐用，這些優(yōu)勢都優(yōu)于其他無線通信技術(shù)。當(dāng)前在煤礦企業(yè)中，設(shè)備供應(yīng)商主要是將NodeB和RNC功能集成于一個接入設(shè)備的扁平化架構(gòu)，由于Femtocell網(wǎng)關(guān)的接口是Iu接口，扁平化架構(gòu)可以將SGSN／GGSN功能集成于Femtocell接入設(shè)備，其技術(shù)優(yōu)勢在于符合下一代移動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，并在減少節(jié)點時提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

3．2Femtocell的系統(tǒng)優(yōu)勢Femtocell技術(shù)采用的是小型化設(shè)備，可以隨時使用，并能夠維護系統(tǒng)安全，增強靈活性。系統(tǒng)內(nèi)部采用電信級標(biāo)準設(shè)計，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，無線通信能夠共享技術(shù)的應(yīng)用，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性大大提高，并能夠滿足設(shè)備的資源需求。Femtocell系統(tǒng)設(shè)備運營均衡，工作狀態(tài)較為穩(wěn)定。此外，F(xiàn)emtocell技術(shù)系統(tǒng)的運用采用的是國際通用的通信標(biāo)準設(shè)計，設(shè)備可與終端設(shè)備兼容，并能夠與多家主流設(shè)備的制造商生產(chǎn)的用戶交換機進行交換。

4結(jié)語

無線通信技術(shù)的應(yīng)用極大地實現(xiàn)了地面對井下作業(yè)的監(jiān)測和管理，能夠有效地保障井下作業(yè)的安全。就無線通信技術(shù)在井下使用的現(xiàn)狀而言，無線技術(shù)與自動化系統(tǒng)的深度融合還存在一定的發(fā)展空間，因而，應(yīng)當(dāng)不斷研究和實踐，使其更好地應(yīng)用在煤礦行業(yè)中。

作者：劉慶偉單位：中國神華神東煤炭集團錦界煤礦管理處

煤礦通信論文:煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理通信技術(shù)論文

一、煤礦井下調(diào)度管理存在的問題

分析當(dāng)前的煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，在運行過程中，存在以下幾個方面的問題：第一，調(diào)度系統(tǒng)的工作效率較低，針對現(xiàn)有的煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，受技術(shù)條件的限制，煤礦企業(yè)還不能充分利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來加強煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的建設(shè)，導(dǎo)致出現(xiàn)界面不友好、無法實時查看信息，用戶操作困難，數(shù)據(jù)管理分散的現(xiàn)象，甚至調(diào)度管理中的信息出現(xiàn)重復(fù)記錄的現(xiàn)象。在煤礦生產(chǎn)中，由于煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)僅限于指揮部門使用，在沒有對調(diào)度信息進行科學(xué)管理的基礎(chǔ)上調(diào)度部門所獲得的信息是不能被其他部門使用的，信息缺乏共享性，致使調(diào)度管理系統(tǒng)的使用效率低下。第二，缺乏完善的信息統(tǒng)計功能，由于調(diào)度信息缺乏共享性，這就給煤礦井下安全生產(chǎn)的決策分析帶來了一定的困難，例如在某個時間段內(nèi)生產(chǎn)事故等情況不能及時得到統(tǒng)計和處理，其嚴重影響了系統(tǒng)在煤礦安全生產(chǎn)中組織和協(xié)調(diào)作用的發(fā)揮，進而影響了煤礦井下的安全生產(chǎn)。第三，無法實現(xiàn)對生產(chǎn)調(diào)度臺賬和報表的實時生成，在煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中，雖然實現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的管理功能，但是，在調(diào)度管理系統(tǒng)中還沒有真正實現(xiàn)實時生產(chǎn)報表的功能。在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)調(diào)度臺賬和報表的實時生產(chǎn)不僅可以起到統(tǒng)計作用，也可以起到組織和協(xié)調(diào)作用，其中，生產(chǎn)調(diào)度日報、煤礦井下生產(chǎn)值班情況表及掘進工作面調(diào)度記錄等報表可以很直觀的對煤礦生產(chǎn)進行科學(xué)決策分析。第四，無法實現(xiàn)動態(tài)查看功能，由于圖形信息管理功能不全面，在現(xiàn)有的調(diào)度管理信息系統(tǒng)中，其只能實現(xiàn)經(jīng)驗的圖形管理，而實時生成的動態(tài)圖形在現(xiàn)有的調(diào)度管理系統(tǒng)中不能得到充分體現(xiàn)。在調(diào)度管理信息系統(tǒng)中，若采用無小型化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不僅成本高，設(shè)備體重大，也不具有支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的功能，因此，采用無線通信技術(shù)與安全生產(chǎn)管理調(diào)度系統(tǒng)，其可以有效滿足煤礦井下安全生產(chǎn)的需求。

二、建立基于TD-SCDM無線通信的調(diào)度管理系統(tǒng)

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)的應(yīng)用已受到了社會各界的廣泛關(guān)注，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺經(jīng)歷了終端主機方式到服務(wù)器方式的演變。并且在信息數(shù)據(jù)收集、存儲和處理上，也從封閉式逐步走向開放時。由此可知，通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變，促進了我國社會經(jīng)濟的發(fā)展。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，井下越來越多的電力設(shè)備、調(diào)度中心的信息資源共享及工作流程優(yōu)化的要求，為了有效滿足煤礦井下的安全生產(chǎn)要求，建立基于通信技術(shù)的調(diào)度管理系統(tǒng)，不僅可以確保煤礦安全生產(chǎn)，同時也是促進煤礦企業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要保證。由于煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)在煤礦井下安全生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用，因此，利用通信技術(shù)來建立煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)，規(guī)范煤礦生產(chǎn)的調(diào)度管理，減少指揮人員的工作負擔(dān)，從而提高工作效率和精確度。

針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)存在的問題，在建設(shè)調(diào)度管理信息系統(tǒng)中，首先應(yīng)借鑒國內(nèi)外比較先進的煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)進行分析、研究，結(jié)合煤礦企業(yè)內(nèi)部的具體生產(chǎn)情況和實際需求進行分析，將兩者有效結(jié)合，采用TD-SCDM無線通信技術(shù)，并結(jié)合煤礦企業(yè)現(xiàn)有的信息化平臺，提供語音、視頻、數(shù)據(jù)一體的網(wǎng)絡(luò)平臺，如圖1所示，通過利用通信技術(shù)與調(diào)度管理信息系統(tǒng)連接，其可以及時對井下生產(chǎn)進行指揮，同時也可以及時進行緊急情況的處理。采用TD-SCDM礦用無線通信與煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，其主要有以下特點：第一，具有先進的無線管理功能，通過搭載無線視頻監(jiān)控和人員定位等數(shù)字化建設(shè)，指揮調(diào)度人員只需要通過語音、視頻進行調(diào)度或召開會議，則可以進行通信與管理；第二，信息收集與分析功能，對掘進隊的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及井下各個環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)情況等基礎(chǔ)資料進行收集，按照年、月、日對煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量及安全情況進行統(tǒng)計分析，實現(xiàn)信息共享，及時地、有效地解決煤礦生產(chǎn)中的實際問題；第三，資源合理分配功能，根據(jù)煤礦企業(yè)內(nèi)部的具體情況和煤炭生產(chǎn)需要合理分配勞動力，對機電設(shè)備、配件、雷管等進行檢查；第四，數(shù)據(jù)資料存儲、查詢功能，對收集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及相關(guān)資料以超文本的形式存在，從而實現(xiàn)規(guī)范化的煤礦安全生產(chǎn)；第五，可靠的冗余功能，煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)支持單板、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)級等三級冗余能力，在煤礦生產(chǎn)中，若某一環(huán)節(jié)或節(jié)點發(fā)生故障，調(diào)度管理信息系統(tǒng)將會自動進行主設(shè)備的倒換，以保證整合系統(tǒng)的正常運行；第六，漫游功能，利用無線通信技術(shù)在煤礦井上設(shè)置多個基站，實現(xiàn)多點漫游和無縫卻換的功能，這樣系統(tǒng)不僅可以實時對煤礦井下的生產(chǎn)進行監(jiān)測，也可以對各個基站的指揮調(diào)度人員進行網(wǎng)絡(luò)級調(diào)度和漫游調(diào)度，該系統(tǒng)支持全局錄音功能；第七，多級調(diào)度功能，指揮調(diào)度人員只需權(quán)限設(shè)置，則可以實現(xiàn)上級調(diào)度臺對下級調(diào)度臺的調(diào)度，同時總調(diào)度臺可以對各分調(diào)度臺進行調(diào)度，建設(shè)全網(wǎng)多級調(diào)度管理信息系統(tǒng)，以滿足對多用戶管理的需求。

三、結(jié)束語

煤礦井下生產(chǎn)是一項具有危險性、施工環(huán)境惡劣的工程，為了實現(xiàn)煤礦井下的安全生產(chǎn)，建設(shè)煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)是非常重要的。通過加強信息化建設(shè)，建立生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)，使調(diào)度生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中起到組織、協(xié)調(diào)和指揮的作用，以保證煤礦安全生產(chǎn)，以促進煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者：劉濤單位：神華神東煤炭集團開拓準備中心生產(chǎn)指揮中心

煤礦通信論文:煤礦井下應(yīng)急救援無線通信設(shè)計

一、WiFi技術(shù)下的煤礦井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)設(shè)計

所謂WiFi，其實就是一種現(xiàn)代化短距離無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，可以在一定范圍內(nèi)接入互聯(lián)網(wǎng)的無線電信號，也屬于一種無線相容認證。WiFi其實是由WECA（無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟）宣傳的業(yè)界術(shù)語。在迅猛發(fā)展的無線通信技術(shù)中，尤其是相繼出現(xiàn)的IEEE802,11g，IEEE802.11A等標(biāo)準，WiFi逐漸成為IEEE802.11標(biāo)準系統(tǒng)稱謂。其應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)的主要組成部分，也就是其無線通信信道，通過計算機上的WIFI鏈路中心節(jié)點FFD1，就可以把救援人員的控制命令進行發(fā)送，直接發(fā)送到小車上的RFD采集終端。借助于WIFI技術(shù)的自組網(wǎng)功能，其新投放的節(jié)點會在其2個節(jié)點通信距離大于通信范圍之后，直接在WIFI網(wǎng)絡(luò)中加入，并成為其中間路由節(jié)點，通常對其通信鏈路產(chǎn)生延伸作用，對其正常運行提供有效保證。之后會繼續(xù)將一些其他節(jié)點進行投放，在對其鏈路進行建立過程中，其救援前端的各種參數(shù)也會通過采集終端進行傳送，救援中心就可以依照這些參數(shù)，對其具體的救援工作進行合理的安排。

(一)煤礦急救通信結(jié)構(gòu)在煤礦井下發(fā)生災(zāi)害的時候，就需要立即將井下電力供應(yīng)全部切斷，其災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，所以，就結(jié)構(gòu)而言，救援通信系統(tǒng)的構(gòu)建主要包括井下指揮中心、無線救援通信系統(tǒng)以及地面指揮中心3部分。具體救援系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，個人終端、井下指揮中心與中繼臺共同組成煤礦井下無線救援通信系統(tǒng)。就無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而言，煤礦急救通信結(jié)構(gòu)屬于無線與有線通信共同結(jié)合的緊急救援系統(tǒng)。因為煤礦井下有著非常特殊的巷道結(jié)構(gòu)，在具有局限性空間中進行無線信號的傳輸，所傳輸?shù)木嚯x接近地面。所以在進行個人終端設(shè)計時，通過功放模塊的增加來加大無線網(wǎng)絡(luò)傳輸距離。此外，在井下指揮中心與個人終端間，依照現(xiàn)場需要，添置中繼臺。

(二)井下個人終端設(shè)計在煤礦井下，語音模塊、環(huán)境參數(shù)采集模塊、圖像采集模塊、液晶顯示模塊、WiFi模塊、鍵盤輸入模塊、MCU處理模塊以及無線功放模塊等共同組成個人終端硬件。而且在國際國內(nèi)市場中圖像采集模塊、語音模塊、液晶顯示模塊以及鍵盤輸入模塊等都部件都比較成熟，無需獨立性研究與開發(fā)；我院已研發(fā)出環(huán)境參數(shù)采集模塊，而且在設(shè)計時，不必對MCU進行單獨性使用。WIFi模塊以串口方式對煤礦井下環(huán)境采集參數(shù)信息進行讀取，采用G-SPI，即SPI方式與凸顯采集、語音模塊進行通信。采用GPIO中的IO接口與液晶顯示模塊、鍵盤輸入模塊進行連接，采用RX、TX管腳與無線功放模塊進行連接。具體設(shè)計圖如圖2所示。

(三)中繼臺設(shè)計在井下指揮中心與個人終端之間進行中繼通道的構(gòu)建是中繼臺的主要作用，使其通信距離得以延長，中繼臺通過雙WIFI芯片，定向天線與雙功放方案，通過定向天線能夠使其通信距離得以延長。具體中繼臺設(shè)計圖如圖3所示。

(四)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計煤礦井下所采用的傳感器，例如CH4、O2、溫度以及CO等，其目前所采用的全部都是頻率信號輸出，通常是在200～1000Hz，其系統(tǒng)均需要先把各種傳感器全部都接入到監(jiān)控分站，隨后通過監(jiān)控分站向地面中心站進行傳送，其不但會對設(shè)備成本進行增加，同時在其數(shù)據(jù)傳輸過程中，如果距離超過2KM，就會受到電磁干擾，增加系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素。所以說在其傳感器之中加上WIFI模塊，將之中的數(shù)據(jù)在WIFI網(wǎng)絡(luò)中進行接入，這樣其數(shù)據(jù)就可以采用WIFI的形式進行發(fā)送，同時也能夠通過光纖環(huán)網(wǎng)進行發(fā)送。

(五)移動數(shù)字視頻設(shè)計目前在煤礦井下其監(jiān)控系統(tǒng)即為在特定位置所安裝的攝像儀，那么針對這一情況，如果是采用WIFI方式則可以對其有效性進行切實提高。比如說膠帶巡檢攝像儀的應(yīng)用，就必須要借助于移動視頻視頻進行實現(xiàn)。其視頻圖像傳輸無線化對傳統(tǒng)同軸電纜、光纖圖像監(jiān)視受限制等等進行了突破，其靈活性以及便利性更高。其中WIFI寬帶最高能夠達到300Mbit/s，其在高碼流、高寬帶以及高畫質(zhì)的音視頻中非常適用，同時還具有超強的抗干擾和抗衰落能力，其可以對視頻傳輸鏈路進行有效滿足。

二、結(jié)語

在WIFI技術(shù)的煤礦井下應(yīng)急救援無線通信系統(tǒng)中，采用此設(shè)計方案，能夠保證通信距離在5KM。而且此系統(tǒng)在目前依舊處于安標(biāo)送審狀態(tài)?；赪IFI技術(shù)可用于各類型的煤礦井下災(zāi)害救援工作。研究與開發(fā)煤礦安全監(jiān)控始終受到國家鼓勵與支持，我國煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準與規(guī)程中明確提出煤礦一定要有充足安全裝備。所以，基于WIFI技術(shù)必會得到政府的鼓勵與支持。

作者：姜文峰單位：天地（常州）自動化股份有限公司

煤礦通信論文:煤礦井下通信技術(shù)應(yīng)用與分析

1我國井下通信方式

多年以來，對于井下無線通信技術(shù)，國內(nèi)外進行了許多試驗。雖然研制出了一些井下通信設(shè)備，效果卻不理想，因此井下通信較地面通信發(fā)展緩慢。與發(fā)達國家相比，中國的煤炭工業(yè)信息化水平低，裝備制造技術(shù)還很落后。20世紀90年代，我國開始組建煤礦井下計算機管理系統(tǒng)，提出礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)與管理系統(tǒng)相連接，從而實現(xiàn)資源共享的信息系統(tǒng)集成設(shè)想。

1.1低頻導(dǎo)引通信

低頻導(dǎo)引通信工作在低頻段通常只有幾百千赫茲，其傳輸媒介為同軸電纜。每隔數(shù)百米需在電纜上布置一個輻射器，從而電波向電纜內(nèi)外輻射，最終實現(xiàn)煤礦井下通信的目的。通常情況下低頻導(dǎo)引通信信號覆蓋范圍為1km左右，在加接中繼器的基礎(chǔ)上，通信范圍可進一步擴大。優(yōu)點:低頻導(dǎo)引通信系統(tǒng)造價低且簡單實用。由于頻率低、電纜的傳輸損耗小(2～4dB/km)，故信號傳輸距離大。缺點:由于低頻處人為噪聲很強，數(shù)據(jù)誤碼率高，可靠性低;波長較大，導(dǎo)致天線收發(fā)信號效率低下，同時由于井下巷道的限制，所以天線規(guī)格就受到限制;且低頻導(dǎo)引通信為模擬通信方式，由于其頻率低，故不適合高速數(shù)據(jù)通信方式。

1.2動力線載波通信

動力線載波通信方式作為一種較早應(yīng)用于井下的通信方式，在煤礦井下控制、語音及信號監(jiān)測等方面都有廣泛應(yīng)用。其原理是利用礦井機車架空線或動力電纜作為信道，將語音信號調(diào)成頻率為數(shù)萬赫茲的載波通過信道進行信號傳輸。優(yōu)點:使用簡單方便，借助于已有的電纜或者機車架空線，無需鋪設(shè)專用線路，是煤礦早期實現(xiàn)電機車移動調(diào)度通信的主要手段。缺點:煤礦井下機車架空線及動力電纜分支較多，且由于各種機電設(shè)備的頻繁啟動，不易使信道參數(shù)保持信號傳送需要的穩(wěn)定狀態(tài)，且架空線及動力電纜載波頻率相對較低，架空線及動力電纜的傳輸阻抗不易與通信機匹配。

1.3井下光纖通信技術(shù)

井下光纖通信技術(shù)是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式，被稱之為“有線”光通信。目前井下光纖通信技術(shù)已在不同領(lǐng)域發(fā)揮作用，在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，光纖是僅次于語音通信的較為理想的高速信道。優(yōu)點:其容量大、中繼距離遠、防爆性能好、抗干擾能力強。缺點:質(zhì)地脆，機械強度差，不適于井下特殊的工作環(huán)境;光纖光纜的彎曲半徑不能過小，在安裝過程中需要專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)。

1.4感應(yīng)通信技術(shù)

感應(yīng)通信是以普通金屬導(dǎo)體為媒介，通過移動電臺與普通導(dǎo)體間的靜電耦合、電磁感應(yīng)的方式實現(xiàn)通信的目的。具體做法是通過架設(shè)專用感應(yīng)線或利用巷道內(nèi)已有的導(dǎo)體(如電纜、管道、軌道等)進行導(dǎo)波的通信方式。由于它自身與無線電相似，人們又把這種通信方式稱為“感應(yīng)無線電”，其通信方式與普通電臺十分相似。優(yōu)點:價格低廉、構(gòu)成簡單、無需中繼器且感應(yīng)線敷設(shè)簡便。缺點:感應(yīng)通信方式選擇較低傳輸頻率來減小傳輸衰減，但井下通信在低頻段的噪音較大，所以通信噪聲大，質(zhì)量不高;井下感應(yīng)線一般敷設(shè)在巷道壁旁，會使感應(yīng)信號發(fā)生較大損耗，從而影響實際傳輸距離。

1.5漏泄通信技術(shù)

漏泄通信技術(shù)的基本原理是人為地在同軸電纜的外導(dǎo)體開孔、開槽或采用疏織的方式破壞外導(dǎo)體的完整性，在巷道中起天線的作用，實現(xiàn)移動基站或電臺之間的可逆耦合，達到較好的通信質(zhì)量。具體做法為巷道中架設(shè)同軸電纜，等間距在電纜上開槽孔，槽孔周圍可形成連續(xù)電磁波漏泄信號場，當(dāng)無線電信號在開槽孔電纜上傳輸時，信號既可軸向傳播，又能沿徑向產(chǎn)生電磁波漏泄場漏泄信號場。優(yōu)點:傳輸媒介為電纜，傳輸質(zhì)量高、抗干擾能力強、工作頻率高、頻帶寬、容量大，可滿足井下無線式的數(shù)據(jù)、圖像、話音的傳輸。缺點:災(zāi)變事故發(fā)生時漏泄電纜可能被擠壓發(fā)生變形、斷裂、短路及中繼放大器的損壞都會造成系統(tǒng)的損壞，影響通信安全;在條件惡劣的采掘工作面及掘進頭等地，無法架設(shè)電纜。

2國外井下通信方式

與國內(nèi)相比，國外發(fā)達國家礦井通信技術(shù)起步早、發(fā)展快，現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)相對成熟，已經(jīng)在安全、生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.1礦用小靈通

礦用小靈通是針對井下作業(yè)環(huán)境和安全作業(yè)要求研制的一種無線調(diào)度通信系統(tǒng)。能實現(xiàn)有線、無線使用者的調(diào)度功能，井下手機與手機，地面與井下手機，調(diào)度電話與井下手機，地面固定電話與井下手機間均能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通話，還能根據(jù)實際需要對無線及固定用戶進行統(tǒng)一編號、混合組網(wǎng)。美國UT斯達康公司于1995年率先設(shè)計制造了礦用小靈通通信系統(tǒng)，能實現(xiàn)礦區(qū)移動通信網(wǎng)與公眾移動通信網(wǎng)的匯接聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了礦區(qū)移動用戶、固定用戶的統(tǒng)一調(diào)度和指揮。

2.2分布式天線

分布式天線系統(tǒng)(DAS:DistributedAntennaSys-tem)是一個由分布于某個建筑物內(nèi)、專門用于提供無線室內(nèi)覆蓋的多個天線組成的網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)既可以是有源系統(tǒng)，也可以是無源系統(tǒng)。一個無源DAS系統(tǒng)是一個由同軸電纜、耦合器和功分器(用于將RF信號分配給建筑物內(nèi)的各個天線)組成的網(wǎng)絡(luò)。無源DAS系統(tǒng)使用的是漏泄同軸電纜，而不是離散天線。使用漏泄同軸電纜還是使用離散天線通常取決于建筑結(jié)構(gòu)和安裝條件。加拿大最先將分布式天線系統(tǒng)應(yīng)用到井下移動通信服務(wù)，采用無線電調(diào)制/解調(diào)技術(shù)原理，工作頻段設(shè)置在851－891MHz(基站發(fā))和700－825MHz(基站收)，將天線布置在巷道中并以一定的間隔距離周期地排列，工作頻率為800MHz左右，利于電磁波在巷道中的傳播。此種通信方式適用于較長直巷道的礦井，對于拐彎巷道多的礦井，則存在著通信盲區(qū)等問題。

2.3透地通信方式

NicolaTesla在1899年就提出采用極低頻(ELF)電磁波，通過大地作為介質(zhì)進行通信的假想，這是透地通信的最早理論構(gòu)想。2006年，美國研究人員提出了透地語音通信系統(tǒng)，構(gòu)建了雙路語音透地模型，提出了電磁干擾的容許性、限制的要求和透地深度范圍。國外研發(fā)的井下無線通信與急救系統(tǒng)(PED)是目前最先進的透地通信系統(tǒng)，已應(yīng)用于井下急救。

3結(jié)語

在煤礦井下安全避險系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)是不可或缺的六大系統(tǒng)之一，是礦井生產(chǎn)調(diào)度、安全避險和應(yīng)急救援的重要工具。與國外相比我國井下移動通信系統(tǒng)及設(shè)備抗災(zāi)能力弱，在發(fā)生特大災(zāi)害后井下通信設(shè)施失效，無法與井下工人取得聯(lián)系，影響救援速度。井下通信是目前都在研究的課題，如中國礦業(yè)大學(xué)徐釗教授、山東科技大學(xué)李恒文教授，堅信通過研究人員的不懈努力，更多高效的通信方式將廣泛應(yīng)用于礦井井下通信。

作者：王岳斌單位：潞安環(huán)能股份公司五陽煤礦

煤礦通信論文:煤礦井下通信技術(shù)的探索

1井下通信的要求

1．1井下通信功能上的多樣性

1)礦井生產(chǎn)調(diào)度人員在礦井通信系統(tǒng)中應(yīng)擁有相對的優(yōu)先權(quán)，擁有群呼、選呼、強插、錄音等功能，目的是及時指揮井下人員在災(zāi)變時撤離到安全區(qū)域內(nèi);在某些關(guān)鍵通信點上需具備自動報警、雙向報警及緊急呼叫的功能，同時提高通信設(shè)備應(yīng)變能力。2)井下通信設(shè)備所處巷道狹長且環(huán)境潮濕，因此要求井下通信系統(tǒng)須具備適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，且井下通信系統(tǒng)中的故障設(shè)備不影響其余非故障設(shè)備的正常工作。3)煤礦井下工作環(huán)境時常變動，隨著井下通信設(shè)備可靠性的完善、成本的降低、通信質(zhì)量的提高，礦井移動通信系統(tǒng)將承擔(dān)主要救災(zāi)通信與生產(chǎn)調(diào)度的任務(wù)，故要求井下通信系統(tǒng)的信道容量足夠大。

1．2井下通信系統(tǒng)性能上的要求

1)在井下通信系統(tǒng)自身的通信效果比較理想的基礎(chǔ)上，井下通信設(shè)備要適應(yīng)井下惡劣環(huán)境、滿足礦井動態(tài)生產(chǎn)的要求。同時，井下通信設(shè)備自身運行過程不會對安全生產(chǎn)造成不良影響。2)井下通信系統(tǒng)需滿足系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、通信設(shè)備移動方便，能適應(yīng)采掘工作面等通信區(qū)域的變化，能在相關(guān)區(qū)域快捷、迅速地建立井下通信系統(tǒng)。3)井下用電設(shè)備較多，電磁輻射隨著用電設(shè)備的頻繁啟動而大量產(chǎn)生，這對井下通信質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。因此要求在井下運行的通信設(shè)備必須能適應(yīng)較差的信道條件且擁有較強的抗干擾能力。

1．3井下通信安全上的要求

1)煤礦井下空氣中含較多煤塵和可燃性氣體，極易發(fā)生礦井煤塵及瓦斯爆炸事故。故要求構(gòu)成井下通信系統(tǒng)的電氣設(shè)備、通信設(shè)備擁有本質(zhì)安全型級別的防爆功能。2)煤礦井下電源負荷大，電壓波動一般在額定電壓的75%～100%之間，波動范圍大，因此要求井下通信設(shè)備所用電源擁有較強適應(yīng)電壓波動的能力，一旦發(fā)生事故，井下電網(wǎng)遭到破壞，要求備用電源應(yīng)維持不小于24h的正常工作。

2我國井下通信方式

多年以來，對于井下無線通信技術(shù)，國內(nèi)外進行了許多試驗。雖然研制出了一些井下通信設(shè)備，效果卻不理想，因此井下通信較地面通信發(fā)展緩慢。與發(fā)達國家相比，中國的煤炭工業(yè)信息化水平低，裝備制造技術(shù)還很落后。20世紀90年代，我國開始組建煤礦井下計算機管理系統(tǒng)，提出礦井生產(chǎn)自動化系統(tǒng)與管理系統(tǒng)相連接，從而實現(xiàn)資源共享的信息系統(tǒng)集成設(shè)想。

2．1低頻導(dǎo)引通信低頻導(dǎo)引通信工作在低頻段通常只有幾百千赫茲，其傳輸媒介為同軸電纜。每隔數(shù)百米需在電纜上布置一個輻射器，從而電波向電纜內(nèi)外輻射，最終實現(xiàn)煤礦井下通信的目的。通常情況下低頻導(dǎo)引通信信號覆蓋范圍為1km左右，在加接中繼器的基礎(chǔ)上，通信范圍可進一步擴大。優(yōu)點:低頻導(dǎo)引通信系統(tǒng)造價低且簡單實用。由于頻率低、電纜的傳輸損耗小(2～4dB/km)，故信號傳輸距離大。缺點:由于低頻處人為噪聲很強，數(shù)據(jù)誤碼率高，可靠性低;波長較大，導(dǎo)致天線收發(fā)信號效率低下，同時由于井下巷道的限制，所以天線規(guī)格就受到限制;且低頻導(dǎo)引通信為模擬通信方式，由于其頻率低，故不適合高速數(shù)據(jù)通信方式。

2．2動力線載波通信動力線載波通信方式作為一種較早應(yīng)用于井下的通信方式，在煤礦井下控制、語音及信號監(jiān)測等方面都有廣泛應(yīng)用。其原理是利用礦井機車架空線或動力電纜作為信道，將語音信號調(diào)成頻率為數(shù)萬赫茲的載波通過信道進行信號傳輸。優(yōu)點:使用簡單方便，借助于已有的電纜或者機車架空線，無需鋪設(shè)專用線路，是煤礦早期實現(xiàn)電機車移動調(diào)度通信的主要手段。缺點:煤礦井下機車架空線及動力電纜分支較多，且由于各種機電設(shè)備的頻繁啟動，不易使信道參數(shù)保持信號傳送需要的穩(wěn)定狀態(tài)，且架空線及動力電纜載波頻率相對較低，架空線及動力電纜的傳輸阻抗不易與通信機匹配。

2．3井下光纖通信技術(shù)井下光纖通信技術(shù)是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式，被稱之為“有線”光通信。目前井下光纖通信技術(shù)已在不同領(lǐng)域發(fā)揮作用，在監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中，光纖是僅次于語音通信的較為理想的高速信道。優(yōu)點:其容量大、中繼距離遠、防爆性能好、抗干擾能力強。缺點:質(zhì)地脆，機械強度差，不適于井下特殊的工作環(huán)境;光纖光纜的彎曲半徑不能過小，在安裝過程中需要專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)。

2．4感應(yīng)通信技術(shù)感應(yīng)通信是以普通金屬導(dǎo)體為媒介，通過移動電臺與普通導(dǎo)體間的靜電耦合、電磁感應(yīng)的方式實現(xiàn)通信的目的。具體做法是通過架設(shè)專用感應(yīng)線或利用巷道內(nèi)已有的導(dǎo)體(如電纜、管道、軌道等)進行導(dǎo)波的通信方式。由于它自身與無線電相似，人們又把這種通信方式稱為“感應(yīng)無線電”，其通信方式與普通電臺十分相似。優(yōu)點:價格低廉、構(gòu)成簡單、無需中繼器且感應(yīng)線敷設(shè)簡便。缺點:感應(yīng)通信方式選擇較低傳輸頻率來減小傳輸衰減，但井下通信在低頻段的噪音較大，所以通信噪聲大，質(zhì)量不高;井下感應(yīng)線一般敷設(shè)在巷道壁旁，會使感應(yīng)信號發(fā)生較大損耗，從而影響實際傳輸距離。

2．5漏泄通信技術(shù)漏泄通信技術(shù)的基本原理是人為地在同軸電纜的外導(dǎo)體開孔、開槽或采用疏織的方式破壞外導(dǎo)體的完整性，在巷道中起天線的作用，實現(xiàn)移動基站或電臺之間的可逆耦合，達到較好的通信質(zhì)量。具體做法為巷道中架設(shè)同軸電纜，等間距在電纜上開槽孔，槽孔周圍可形成連續(xù)電磁波漏泄信號場，當(dāng)無線電信號在開槽孔電纜上傳輸時，信號既可軸向傳播，又能沿徑向產(chǎn)生電磁波漏泄場漏泄信號場。優(yōu)點:傳輸媒介為電纜，傳輸質(zhì)量高、抗干擾能力強、工作頻率高、頻帶寬、容量大，可滿足井下無線式的數(shù)據(jù)、圖像、話音的傳輸。缺點:災(zāi)變事故發(fā)生時漏泄電纜可能被擠壓發(fā)生變形、斷裂、短路及中繼放大器的損壞都會造成系統(tǒng)的損壞，影響通信安全;在條件惡劣的采掘工作面及掘進頭等地，無法架設(shè)電纜。

3國外井下通信方式

與國內(nèi)相比，國外發(fā)達國家礦井通信技術(shù)起步早、發(fā)展快，現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)相對成熟，已經(jīng)在安全、生產(chǎn)監(jiān)控領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3．1礦用小靈通礦用小靈通是針對井下作業(yè)環(huán)境和安全作業(yè)要求研制的一種無線調(diào)度通信系統(tǒng)。能實現(xiàn)有線、無線使用者的調(diào)度功能，井下手機與手機，地面與井下手機，調(diào)度電話與井下手機，地面固定電話與井下手機間均能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通話，還能根據(jù)實際需要對無線及固定用戶進行統(tǒng)一編號、混合組網(wǎng)。美國UT斯達康公司于1995年率先設(shè)計制造了礦用小靈通通信系統(tǒng)，能實現(xiàn)礦區(qū)移動通信網(wǎng)與公眾移動通信網(wǎng)的匯接聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了礦區(qū)移動用戶、固定用戶的統(tǒng)一調(diào)度和指揮。

3．2分布式天線分布式天線系統(tǒng)(DAS:DistributedAntennaSys-tem)是一個由分布于某個建筑物內(nèi)、專門用于提供無線室內(nèi)覆蓋的多個天線組成的網(wǎng)絡(luò)。這種系統(tǒng)既可以是有源系統(tǒng)，也可以是無源系統(tǒng)。一個無源DAS系統(tǒng)是一個由同軸電纜、耦合器和功分器(用于將RF信號分配給建筑物內(nèi)的各個天線)組成的網(wǎng)絡(luò)。無源DAS系統(tǒng)使用的是漏泄同軸電纜，而不是離散天線。使用漏泄同軸電纜還是使用離散天線通常取決于建筑結(jié)構(gòu)和安裝條件。加拿大最先將分布式天線系統(tǒng)應(yīng)用到井下移動通信服務(wù)，采用無線電調(diào)制/解調(diào)技術(shù)原理，工作頻段設(shè)置在851－891MHz(基站發(fā))和700－825MHz(基站收)，將天線布置在巷道中并以一定的間隔距離周期地排列，工作頻率為800MHz左右，利于電磁波在巷道中的傳播。此種通信方式適用于較長直巷道的礦井，對于拐彎巷道多的礦井，則存在著通信盲區(qū)等問題。

3．3透地通信方式NicolaTesla在1899年就提出采用極低頻(ELF)電磁波，通過大地作為介質(zhì)進行通信的假想，這是透地通信的最早理論構(gòu)想。2006年，美國研究人員提出了透地語音通信系統(tǒng)，構(gòu)建了雙路語音透地模型，提出了電磁干擾的容許性、限制的要求和透地深度范圍。國外研發(fā)的井下無線通信與急救系統(tǒng)(PED)是目前最先進的透地通信系統(tǒng)，已應(yīng)用于井下急救。

4結(jié)語

在煤礦井下安全避險系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)是不可或缺的六大系統(tǒng)之一，是礦井生產(chǎn)調(diào)度、安全避險和應(yīng)急救援的重要工具。與國外相比我國井下移動通信系統(tǒng)及設(shè)備抗災(zāi)能力弱，在發(fā)生特大災(zāi)害后井下通信設(shè)施失效，無法與井下工人取得聯(lián)系，影響救援速度。井下通信是目前都在研究的課題，如中國礦業(yè)大學(xué)徐釗教授、山東科技大學(xué)李恒文教授，堅信通過研究人員的不懈努力，更多高效的通信方式將廣泛應(yīng)用于礦井井下通信。

作者：王岳斌單位：潞安環(huán)能股份公司五陽煤礦

煤礦通信論文:煤礦行業(yè)無線通信傳播的思考

本文作者：于長波單位：河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院

我國煤礦領(lǐng)域無線通信市場近年來得到迅猛發(fā)展，專網(wǎng)無線通信技術(shù)得到極大發(fā)揮，涌現(xiàn)出各種新式通訊工具如：WiFi無線局域網(wǎng)、數(shù)宇無線對講、PHS小靈通、SCDMA大靈通，當(dāng)前最新技術(shù)產(chǎn)品為NGP技術(shù)。廣大煤礦企業(yè)如何選擇適合的通訊工具成為一項重要課題，文中對比分析了煤礦企業(yè)目前已應(yīng)用的通信技術(shù)的特點。

1應(yīng)用在煤炭企業(yè)的通信技術(shù)

1.1PHS技術(shù)

又稱礦井小靈通，是全球四大移動通信標(biāo)準（GSM/CDMA/3G/PHS）之一，有國家電信公網(wǎng)商用運營的經(jīng)歷，符合國際電信聯(lián)盟標(biāo)準，是目前井下無線通訊的主要應(yīng)用產(chǎn)品之一。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用一體化，廣泛應(yīng)用了大量硬件技術(shù)像FPGA、DSP。該系統(tǒng)的軟件是基于模塊化開發(fā)的，它的控制體系采用逐級分布。系統(tǒng)的配置非常靈活，用戶可根據(jù)需要靈活調(diào)整業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)容量，這都是歸功于該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)。該系統(tǒng)的另一特點是能夠統(tǒng)一指揮和調(diào)度礦區(qū)內(nèi)的固定和移動用戶，實現(xiàn)公眾通信移動網(wǎng)絡(luò)和礦區(qū)通信移動網(wǎng)絡(luò)相連接。

1.2SCDMA技術(shù)

也就是所說的礦區(qū)大靈通，這項技術(shù)在通信行業(yè)里屬于邊緣技術(shù)，因為它不符合國際電信聯(lián)盟標(biāo)準，所以沒有得到大規(guī)模的應(yīng)用。從技術(shù)層面來看，該技術(shù)在煤礦行業(yè)應(yīng)用存在以下局限：第一，該技術(shù)覆蓋礦井坑道的通信方式是泄露電纜，這樣做是為了大蜂窩基站不用在井下多點安裝分布網(wǎng)絡(luò)，盡管節(jié)約成本，但信號衰減很大，影響通訊質(zhì)量；第二，整個礦井僅設(shè)一個或幾個定點放置的大功率基站，限制了手機定位，無線通訊依賴性強。

1.3礦井無線數(shù)宇對講

此項產(chǎn)品成熟性較高，配套設(shè)備及產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈完善，在傳統(tǒng)企業(yè)專網(wǎng)無線通信市場中應(yīng)用廣泛，可靠、實用、價位適當(dāng)，礦井通信領(lǐng)域使用歷史較長，但這種技術(shù)受到手持機點對點或點對多點、一播通信方式限制，應(yīng)用范圍較窄，主要缺憾在于：（1）沒辦法實現(xiàn)一部手機全雙工的保密通信，企業(yè)大規(guī)模的組網(wǎng)無法實現(xiàn)（;2）很難實現(xiàn)電信公網(wǎng)和企業(yè)原有的固話交換之間的相互通聯(lián)；（3）業(yè)務(wù)信道不足、覆蓋面積窄、通話安全性低、手持機功率大等。

1.4WIFI（礦井無線局域網(wǎng)）

WIFI(WirelessFidelity）技術(shù)，屬短距無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸，屬于國際電信聯(lián)盟ITU，為非移動無線寬帶數(shù)據(jù)通信，不支持無線語音業(yè)務(wù)和移動數(shù)據(jù)傳輸，主要應(yīng)用于無線網(wǎng)片和無線網(wǎng)橋。該技術(shù)存在如下技術(shù)劣勢：（1）缺乏語音壓縮算法，只能進行數(shù)據(jù)壓縮傳輸計算，通話最失真；（2）手機跨基站移動通話常掉線，通訊只能在本基站下進行；（3）每部手機在不恒定的空口無線業(yè)務(wù)信道帶寬的環(huán)境下很難保證正常通話。WIFI技術(shù)在煤礦企業(yè)的光纖環(huán)網(wǎng)對接和綜合自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸以及多個網(wǎng)絡(luò)合并的網(wǎng)關(guān)等通信設(shè)備中應(yīng)用非常廣泛，這是因為該技術(shù)以太網(wǎng)傳輸和寬帶數(shù)據(jù)接入功能非常強大，所以適合在煤礦開展寬帶數(shù)據(jù)通信。

1.5第四代移動通信技術(shù)（NGP）

NGP技術(shù)具備礦井小靈通通話音質(zhì)好的特性，同時也能發(fā)揮WIFI技術(shù)中的數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢，通過國際電信聯(lián)盟ITU的標(biāo)準認證。該技術(shù)能夠提供質(zhì)量好、速率高的多媒體服務(wù)。在煤礦系統(tǒng)，這項技術(shù)的作用得到了極大發(fā)揮，能夠滿足礦井監(jiān)控、工作人員的位置定位、提供高質(zhì)量的通訊等要求，尤其是它的并網(wǎng)傳輸能力，降低了礦井工作中網(wǎng)絡(luò)通信的成本。將5種技術(shù)具體指標(biāo)進行對比，見表1。

2當(dāng)前煤礦各種無線通訊技術(shù)發(fā)展趨勢

2.1PHS技術(shù)

礦井小靈通是當(dāng)前煤礦通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣的無線通信系統(tǒng)，近500家企業(yè)采用，具備強大技術(shù)優(yōu)勢，如語音通話質(zhì)最好、移動切換呼通率高、組網(wǎng)通信規(guī)范嚴格等。2011年，小靈通的原有頻段將讓給3G組網(wǎng)。

分析如下：（1）PHS基站和手機功率小，屬于無線微蜂窩通信體制，基站對3G的網(wǎng)絡(luò)通信影響不大。（2）該技術(shù)基站通過自動調(diào)整可以確保完成在線通話手機的信道頻點無縫實時切換，能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)選擇質(zhì)量最好的頻點重新進行業(yè)務(wù)信道分配。（3）一些商用3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較成熟的國家，當(dāng)?shù)豍HS和與DECT系統(tǒng)均能實現(xiàn)與3G網(wǎng)絡(luò)兼容并網(wǎng)，因此可借鑒其先進經(jīng)驗。（4）礦井小靈通通信主要集中在礦井下，對地面3G網(wǎng)絡(luò)信號不產(chǎn)生干擾；且國家無線電管理委員不限制20mW以下的無線微蜂窩通信，因此當(dāng)前礦井普遍采用小靈通在礦井通信中是比較可行的。

2.2WiFi無線局域網(wǎng)技術(shù)

WiFi技術(shù)系統(tǒng)因其部署和調(diào)度的強大優(yōu)勢，正在逐步取代PHS技術(shù)。在該技術(shù)支持下，礦井工作人員在同一個平臺上，可以同時完成無線和有線網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)接入十分便利，井上、下網(wǎng)絡(luò)通訊可輕松完成。

2.3NGP移動通信技術(shù)

NGP技術(shù)系統(tǒng)較其他通信技術(shù)節(jié)約電纜，更具備其他技術(shù)難以實現(xiàn)的人員定位功能，還能進行自動監(jiān)控井下作業(yè)，它獨特的多媒體技術(shù)支持奠定了礦井多網(wǎng)合一無線通訊的技術(shù)基礎(chǔ)；該技術(shù)的新通信協(xié)議可以實現(xiàn)即時精確的定位和上傳定位信息，是真正的移動生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)，基站接收靈敏度和井下直線通信距離比傳統(tǒng)礦井小靈通更遠，具有寬帶視頻接入和窄帶串口數(shù)據(jù)采集監(jiān)測分控功能；使用NGP技術(shù)的同時，PHS與3G頻段不發(fā)生沖突，因此小靈通業(yè)務(wù)可以在該技術(shù)系統(tǒng)下繼續(xù)使用。

3結(jié)語

新的通信技術(shù)和協(xié)議在不斷更新和升級，但傳統(tǒng)的PHS由于有悠久的運營歷史，尤其在中國，該技術(shù)特點和產(chǎn)品優(yōu)勢非常明顯。隨著煤礦礦井通信要求的提高，新的通信技術(shù)如新一代PHS通信技術(shù)如NGP和WiFi技術(shù)等，將逐步改進和升級原有的通信技術(shù)系統(tǒng)，為煤礦通信領(lǐng)域提供更加精準和高質(zhì)量的通信服務(wù)。

煤礦通信論文:通信技術(shù)與視頻監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)的作用

摘要：將電子視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控中，可以極大提升煤礦的生產(chǎn)安全性。筆者針對視頻監(jiān)控的主要形式、視頻監(jiān)控在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢開展詳細的探討，希望通過相關(guān)介紹，煤礦企業(yè)能夠進一步加強對電子監(jiān)控技術(shù)的研究及應(yīng)用，確保煤礦生產(chǎn)的安全性。

關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；煤礦；生產(chǎn)安全

將視頻監(jiān)控技術(shù)運用在煤礦安全生產(chǎn)中，可以有效保證生產(chǎn)的安全，視頻監(jiān)控技術(shù)是指利用信息交換、集中及共享等操作，實現(xiàn)將多個功能完善且獨立的系統(tǒng)綜合為有機的整體，實現(xiàn)系統(tǒng)維護以及管理的自動化、軟件界面合成、多種信息集成。信息技術(shù)與計算機生產(chǎn)技術(shù)成為了煤礦智能化生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。由于當(dāng)前煤礦對安全生產(chǎn)的要求在不斷提升，視頻監(jiān)控技術(shù)也逐漸被廣泛運用在煤礦生產(chǎn)中，當(dāng)前自動化控制系統(tǒng)已逐漸成為煤礦生產(chǎn)設(shè)備運行監(jiān)測、設(shè)備調(diào)控檢測和設(shè)備運行狀態(tài)校正切實有效開展的重要保障。依據(jù)事前設(shè)置的規(guī)則開展網(wǎng)絡(luò)視頻安全控制、危機處理、節(jié)能減排及生產(chǎn)告警等各項工作。

1視頻監(jiān)控技術(shù)

目前煤礦企業(yè)對生產(chǎn)安全有著較高的要求，因此，借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)的全新技術(shù)，這樣可以良好控制煤礦的安全生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)的高效、穩(wěn)定、可靠[1]。視頻監(jiān)控系統(tǒng)有著十分完善的運行日志，可以按類型、時間、設(shè)備、報警等開展有效的統(tǒng)計。設(shè)備時間日志中，用戶能夠監(jiān)控某個設(shè)備的某一時間段內(nèi)的運行狀況，查看該設(shè)備在選定時間段內(nèi)的報警記錄。在事件日志內(nèi)，用戶可以借助日志記錄，詳細查看該設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的各種事件，開展綜合分析，如設(shè)備的開啟和關(guān)閉功能是否良好。視頻監(jiān)控測點由于具備信息管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)中用戶只用選擇某設(shè)備或測點，自行設(shè)置上下限、比例變換、語音文件、報警級別、專家意見等多種信息。

2視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品主要包含兩種類型，分別為數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)及模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。其中模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)也包含兩種：一是以PC機為主的監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠切換和控制矩陣主機，借助計算機軟件，能針對煤礦的安全生產(chǎn)實行報警及控制，如在煤礦生產(chǎn)中，借助瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)能有效監(jiān)控礦井的瓦斯含量，一旦瓦斯超過了安全定值，系統(tǒng)將自動報警，有關(guān)人員可以及時疏散并處理相應(yīng)的事故；借助以單片機為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠很好地開展監(jiān)控。煤礦電子監(jiān)控系統(tǒng)能夠分成井上光纖部分、井下光纖部分、電視系統(tǒng)及調(diào)度室控制等。在使用中，各種系統(tǒng)能夠?qū)⒕弦约熬碌膶崟r信息傳輸至調(diào)度室，從而管理人員能直接分析礦井的實際狀況[2]。借助電子監(jiān)控系統(tǒng)，能夠全面、及時和準確管理礦井的安全生產(chǎn)。

3視頻監(jiān)控在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

煤礦生產(chǎn)安全包含了很多內(nèi)容，因此，在設(shè)計煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中必須要確保系統(tǒng)具有較強通用性和實用性，在安全生產(chǎn)過程中必須要對整個業(yè)務(wù)開展系統(tǒng)有效的分析，業(yè)務(wù)處理往往十分繁瑣，對此必須要結(jié)合具體的情況及業(yè)務(wù)過程明確具體的算法、參數(shù)等，并且還要規(guī)范相應(yīng)的業(yè)務(wù)流程。及時發(fā)現(xiàn)并及時處理安全生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題。煤礦生產(chǎn)中使用的視頻監(jiān)控涉及的主要操作為：分離正常監(jiān)控視頻信息的監(jiān)控數(shù)據(jù)，保存系統(tǒng)監(jiān)控中必須要監(jiān)控的數(shù)據(jù)和近期數(shù)據(jù)。剝離歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)導(dǎo)入備份數(shù)據(jù)庫中，隨后在備份監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中再重新構(gòu)建監(jiān)控安全系統(tǒng)。實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控生產(chǎn)流程化，具體有效地針對各種種類的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置操作要求及規(guī)范，實時分析所有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控數(shù)據(jù)和保證網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控資料完善、準確[3]。不同崗位的視頻檢測熱點可以有效掌握不同網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控流程、信息和進度，班組長要按照監(jiān)控中心的網(wǎng)絡(luò)合理開展監(jiān)控，借助監(jiān)控達到實時監(jiān)控的目的，顯著提升監(jiān)控工作效率及水平，實現(xiàn)精細化及人性化監(jiān)控。伴隨視頻監(jiān)控的不斷開展和工作內(nèi)容的不斷增加，監(jiān)測數(shù)據(jù)相應(yīng)的也會不斷發(fā)生各種問題。目前我國的煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度并不高，因此，往往會發(fā)生監(jiān)控數(shù)據(jù)查詢超時這一問題。要想切實有效地解決這一問題，必須要在正常視頻監(jiān)控的過程中實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)和監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)相分離，同時還要將歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)分離出來，定期導(dǎo)入設(shè)備監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，以此來提升監(jiān)控系統(tǒng)的運行速度。關(guān)于視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的分離工作，主要是指轉(zhuǎn)換并遷移監(jiān)控數(shù)據(jù)、分析生產(chǎn)監(jiān)控數(shù)據(jù)表、查詢變更信息、查詢生產(chǎn)監(jiān)控、統(tǒng)計相關(guān)信息、核對并查詢?nèi)罩?、確保移動生產(chǎn)安全和查詢報警電話等，進而確保生產(chǎn)安全監(jiān)控有著更好的安全監(jiān)控系統(tǒng)查詢和分析統(tǒng)計功能，而且無需利用眾多監(jiān)控數(shù)據(jù)就能進一步分析煤礦安全生產(chǎn)中的異常數(shù)據(jù)[4]。

4監(jiān)控和通信技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的運用

4.1礦用無線通信技術(shù)

為了防止假冒機電設(shè)備運用在煤礦安全生產(chǎn)中，保證煤礦井下生產(chǎn)安全，可以采用基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。眾所周知，無線傳輸在煤礦井下衰減程度較大，在地面上可以有效運用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)難以有效運用于煤礦井下，因此，必須要根據(jù)煤礦井下的特點，有效運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。針對礦用物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進行編碼、輸送及整理操作；設(shè)計與研究煤礦用車、人員等多種動靜態(tài)目標(biāo)管理系統(tǒng)；對多數(shù)工作及操作人員設(shè)計人機環(huán)閉鎖系統(tǒng)；針對礦用產(chǎn)品和重大設(shè)備設(shè)計跟蹤系統(tǒng)。隨著科學(xué)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的持續(xù)進步，煤礦井下多種礦用產(chǎn)品及重要設(shè)備都需要利用物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)實現(xiàn)，并且利用這一技術(shù)來提升生產(chǎn)效率、保障生產(chǎn)質(zhì)量。

4.2礦下人員精準定位技術(shù)

煤礦是事故多發(fā)的場所，一旦出現(xiàn)煤礦事故必須要及時準確地對礦下工作人員進行定位，從而對被困人員有一個全面的了解，協(xié)助救助人員開展高效救援[5]。但是全球GPS定位難以全面覆蓋煤礦井下的各巷道，當(dāng)下我國多數(shù)煤礦的井下人員定位技術(shù)使用的是無線射頻識別技術(shù)，該技術(shù)雖然也能對礦下人員展開定位，但是其定位并不十分精準，難以有效協(xié)助救援工作的開展。因此，必須要有效結(jié)合礦下的具體環(huán)境特點，深入和細致研究礦井下的網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng)及算法，研究與開發(fā)更加精準的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，為礦下工作人員提供更強大的生命安全保障。

4.3全方位傳感技術(shù)

為了能夠?qū)崟r檢測井下瓦斯?jié)舛?，防止瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值而產(chǎn)生重大煤礦安全事故，要在礦下的各個重要位置布置傳感器。傳感器的大量分布并不會造成安全投入成本的增加，反之還會有效分擔(dān)系統(tǒng)工作。實際系統(tǒng)運行和使用中，可結(jié)合礦井下煤礦采掘具體位置、巷道風(fēng)速、瓦斯分布的波動等情況來設(shè)計和安置傳感器（如圖2所示），對各種設(shè)備是否吊掛、斷電濃度、報警臨界值等進行監(jiān)測，實現(xiàn)傳感器的大范圍分布，保障煤礦井下工作人員的安全，確保煤礦井下各項工作的順利開展[6]。

4.4礦下生命探測技術(shù)

一旦煤礦井下出現(xiàn)了惡劣的安全事故，借助生命探測設(shè)備可以快速開展搶救，加快搜救速度，盡可能減少人員的傷亡。通常煤礦下的環(huán)境及條件都十分惡劣和復(fù)雜，有些技術(shù)無法被有效運用于礦井下，對此為了更好應(yīng)對出現(xiàn)安全事故后的井下環(huán)境，必須要研發(fā)高效的定位礦井下生命的技術(shù)。這一技術(shù)可以穿透煤礦巖石層，及時掌握并了解礦井下人員的生命情況，借助生命探測技術(shù)，可以最大程度降低事故中的人員傷亡率，切實為礦井下工作人員的安全提供保障。

5結(jié)語

在煤礦視頻監(jiān)控系統(tǒng)和通信技術(shù)不斷發(fā)展的今天，煤礦企業(yè)的工作人員能夠合理運用視頻監(jiān)控系統(tǒng)，加大對煤礦安全生產(chǎn)的監(jiān)管力度，并且借助視頻監(jiān)控系統(tǒng)來杜絕各種不安全行為和因素，極大提升煤礦生產(chǎn)的安全性。

作者:陳麗 單位:六盤水宏通通訊信息有限公司

煤礦通信論文:煤礦自動化和通信技術(shù)探討

摘要:現(xiàn)如今，我國煤礦的發(fā)展已經(jīng)越來越好，很多大型煤礦已經(jīng)充分意識到自動化技術(shù)和通信技術(shù)的重要性。在實際的煤礦開采中，人們應(yīng)用非常先進的技術(shù)手段，將煤礦開采工作推向了更高的層次。從目前的情況來看，我國煤礦開采融合了自動化技術(shù)和通信技術(shù)，這些都是現(xiàn)代化煤礦發(fā)展中的核心內(nèi)容。為了能夠更好地提升煤礦產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展，有關(guān)工作人員應(yīng)該充分認識到煤礦自動化和通信技術(shù)的重要性。本文將會針對煤礦自動化和通信技術(shù)的發(fā)展歷程進行簡單的分析，并對煤礦自動化技術(shù)和煤礦通信技術(shù)等內(nèi)容進行具體的闡述。

關(guān)鍵詞:煤礦;自動化技術(shù);通信技術(shù);現(xiàn)代化發(fā)展

1煤礦自動化和通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1．1煤礦自動化技術(shù)。煤礦自動化技術(shù)最早出現(xiàn)于20世紀60年代，當(dāng)時繼電器是一項主要的自動化器件，但是由于受到技術(shù)方面的限制，繼電器的體積非常龐大，不僅操作起來十分困難，其安全性也較差，并不能夠?qū)崿F(xiàn)長期穩(wěn)定的發(fā)展目標(biāo)。到了20世紀70年代，我國自動化繼電器的發(fā)展出現(xiàn)了一定的進步，主要是晶體管與邏輯電路的發(fā)展開始出現(xiàn)，這為繼電器的使用給予了有力的保障。后來，單片機的出現(xiàn)開始替代了傳統(tǒng)的自動化設(shè)備，這些都將會影響到煤礦自動化通信的安全性。隨著社會的不斷發(fā)展和進步，越來越多的高效設(shè)備已經(jīng)融入到煤礦自動化設(shè)備的發(fā)展當(dāng)中，并且為提升煤礦開采的高效性奠定了堅實的基礎(chǔ)。1．2礦井通信。在煤礦開采的過程中，會涉及很多的內(nèi)容，為了確保礦井通信設(shè)備的快速發(fā)展，不僅要保證礦井設(shè)備的先進性，還需要保證通信系統(tǒng)的分散性。由于在實際的礦井通信中，經(jīng)常會遇到各種各樣的問題，要想從根本上保證礦井內(nèi)部工作人員的安全性，就應(yīng)該充分認識到礦井通信的重要性，要求礦井覆蓋面積達到一定的程度，然后按照區(qū)域覆蓋面積將煤礦通信系統(tǒng)分為全礦井通信與局部礦井通信。這些都是礦井通信技術(shù)所包含的主要內(nèi)容。在礦井通信技術(shù)的發(fā)展中，還有一些礦用通信系統(tǒng)是為了更好地提升礦用透地通信系統(tǒng)的工作效率，常見的有CDMA通信系統(tǒng)、小靈通系統(tǒng)與礦用載波通信系統(tǒng)，這些都是礦井通信系統(tǒng)中能夠經(jīng)常運用的系統(tǒng)。

2煤礦自動化技術(shù)

2．1高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。隨著社會的發(fā)展和信息化技術(shù)的進步，高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)實現(xiàn)了快速的發(fā)展，這為提升我國煤礦自動化技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)都是我國煤礦產(chǎn)業(yè)中常見的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中，冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國煤礦自動化系統(tǒng)的主要傳輸平臺。但是，從宏觀的角度來看，由于我國工業(yè)控制網(wǎng)的開放性比較差，在我國只有少數(shù)煤礦企業(yè)應(yīng)用該技術(shù)。然而，在礦井裝備當(dāng)中，常用的礦井網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)會將視頻、數(shù)據(jù)、語音等多種信息結(jié)合到一起，這樣的通信效率會更高，也會更加準確地掌握煤礦自動化技術(shù)的發(fā)展情況，所以，綜合來看，煤礦自動化系統(tǒng)將會有著更好的發(fā)展前景和發(fā)展空間。2．2自動化平臺軟件。煤礦自動化控制不僅需要專業(yè)的人力資源，更需要先進的信息化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動化平臺軟件的主要形式。自動化平臺軟件之所以能夠更好地推動煤礦通信技術(shù)的發(fā)展，就是因為自動化平臺軟件可以結(jié)合很多現(xiàn)代化的信息技術(shù)，讓先進的科學(xué)技術(shù)與實際的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展完美地融合到一起。其中，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中比較安全，也可以起到很好的自動化控制作用，讓自動化平臺服務(wù)的發(fā)展實現(xiàn)全面的發(fā)展。不僅如此，煤礦自動化發(fā)展在現(xiàn)代化的社會發(fā)展中必將會具有非常廣闊的發(fā)展前景和發(fā)展空間。與傳統(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)相比，現(xiàn)代化的煤礦產(chǎn)業(yè)中，自動化平臺軟件的發(fā)展將會更受歡迎，因為現(xiàn)代化的自動化平臺軟件不僅大大地節(jié)省了人力資源，還會很好地提升煤礦開采效率，為提升自動化平臺的快速發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。2．3局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化。在煤礦自動化和通信設(shè)備發(fā)展的過程中，經(jīng)常會涉及一些安全監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、水泵自動化系統(tǒng)以及調(diào)度控制礦井機車系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)在實際的礦井自動化運行中有著十分重要的意義和作用。礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)在實際的礦井生產(chǎn)中也起著至關(guān)重要的作用。局部生產(chǎn)環(huán)境自動化是煤礦發(fā)展過程中的主要內(nèi)容。為了更好地提升煤礦自動化的發(fā)展和建設(shè)，就應(yīng)該充分認識到現(xiàn)代化技術(shù)的科學(xué)性，不要一味地運用傳統(tǒng)式的技術(shù)對煤礦進行開采，這樣不僅會浪費人力、物力，還會嚴重影響到礦井的未來發(fā)展。為了更好地提升礦井自動化發(fā)展，就應(yīng)該從根本上落實煤礦生產(chǎn)環(huán)境自動化體系。讓礦井實現(xiàn)數(shù)字化、工業(yè)化的發(fā)展。

3煤礦通信技術(shù)

在現(xiàn)代化的礦井通信技術(shù)發(fā)展過程中，礦井有線通信技術(shù)占據(jù)著十分重要的地位，無論是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還是IP語音通信技術(shù)都應(yīng)該不斷地發(fā)展，為推動礦井有線通信技術(shù)的快速發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)?，F(xiàn)如今，為了推動煤礦產(chǎn)業(yè)的高效發(fā)展，還應(yīng)該學(xué)會不斷地探索和研究礦井移動通信技術(shù)，礦井移動通信技術(shù)與傳統(tǒng)的礦井通信技術(shù)相比具有很多的優(yōu)勢，首先，礦井通信技術(shù)能夠更加全面地掌握礦井的內(nèi)部情況。現(xiàn)如今還有很多較為科學(xué)的通信技術(shù)在實際的通信系統(tǒng)運行中都應(yīng)用非常廣泛。

4若干技術(shù)問題

4．1完善與提高局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化技術(shù)。隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，越來越多的人已經(jīng)認識到自動化技術(shù)對礦井生產(chǎn)的重要性。很多高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方案能夠為煤礦自動化控制選擇給予保證。影響煤礦自動化正常運行是提高煤礦生產(chǎn)效率的先決條件，為了更好地讓煤礦實現(xiàn)長期穩(wěn)定的發(fā)展，就應(yīng)該不斷地提高局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化技術(shù)，讓自動化技術(shù)充分融入到實際的煤礦生產(chǎn)當(dāng)中，為加強通信技術(shù)的發(fā)展給予更有力的保障。在未來的發(fā)展中，煤礦自動化和通信技術(shù)必將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。隨著人們生活水平的不斷提高，越來越多的人已經(jīng)認識到先進技術(shù)的力量。無論是在實際的煤礦開采中，還是在自動化技術(shù)的研究中，高科技技術(shù)都是推動煤礦產(chǎn)業(yè)前行的有力保障。4．2開發(fā)高強度快速安裝式礦用光纜。煤礦生產(chǎn)力越來越大，傳統(tǒng)的礦用電纜已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。只有將光纜融入實際的煤礦自動化中，才能加快自動化設(shè)備的運轉(zhuǎn)效率。因為一旦這種普通礦用光纜斷裂后就很難修復(fù)，不僅會對煤礦內(nèi)部的正常運行造成一定的影響，還會對煤礦工作人員的安全帶來一定的隱患。為了更好地確保礦用電纜的安全，就應(yīng)該將原有的舊式電纜替換成光纜，這樣不僅可以提高電纜的利用效率，還可以大大提高煤礦的生產(chǎn)效率。4．3煤礦供電安全技術(shù)?，F(xiàn)如今，煤礦供電安全技術(shù)發(fā)展十分迅猛，很多時候煤礦供電設(shè)備會出現(xiàn)一些故障，如果處理不當(dāng)很容易對工作人員和煤礦自身帶來嚴重的影響。為了能夠進一步加強煤礦的生產(chǎn)安全，就應(yīng)該充分認識到煤礦供電安全技術(shù)的重要性，加強供電過程中的安全問題，避免出現(xiàn)一些不必要的安全隱患。為了大大減少人力資源的損失，還應(yīng)該加大設(shè)備研究力度，爭取研制出無人監(jiān)管設(shè)備。這樣的設(shè)備管理模式不僅可以降低人力資源成本，還會大大提升監(jiān)管效率，為煤礦供電安全給予更有力的保障。

作者:司志良 單位:安徽恒泰電氣科技股份有限公司

煤礦通信論文:煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)探討

煤炭作為重要的能源，在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用，然而煤礦生產(chǎn)過程的安全問題一直沒有得到有效解決。國家和企業(yè)對煤礦安全生產(chǎn)十分重視。將現(xiàn)代計算機監(jiān)控和通信技術(shù)利用到煤礦生產(chǎn)過程中，能夠?qū)γ旱V生產(chǎn)進行實時監(jiān)控，減少事故發(fā)生的概率。

一、安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

安全監(jiān)控系統(tǒng)是集計算機監(jiān)控、信號采集、通信技術(shù)為一體的實時監(jiān)控系統(tǒng)，將系統(tǒng)軟件程序各個子系統(tǒng)、硬件電路模塊化設(shè)計，從而便于硬件系統(tǒng)線路的連接，使安全監(jiān)控系統(tǒng)在惡劣的工作環(huán)境下依然能夠正常運行，因此，在煤礦企業(yè)生產(chǎn)過程中，利用安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，煤礦生產(chǎn)管理人員不僅能夠?qū)律a(chǎn)環(huán)境和工人作業(yè)情況進行實時監(jiān)控，而且通過監(jiān)控數(shù)據(jù)采集和分析，管理人員還能對生產(chǎn)環(huán)境做出決策，看井下工作環(huán)境是否安全，從而及時停止生產(chǎn)，避免安全事故的發(fā)生。同時利用計算機通訊技術(shù)，能夠?qū)⒚旱V生產(chǎn)活動記錄下來，企業(yè)管理人員根據(jù)生產(chǎn)活動記錄能夠發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中存在的一些不足，而通訊技術(shù)則可以將煤礦生產(chǎn)的視頻信息轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信息。

二、安全生產(chǎn)監(jiān)控和通信技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)

不同的礦井應(yīng)該使用不同的監(jiān)控技術(shù)。我國煤礦開采已經(jīng)進入深井作業(yè)，礦井深度達到500~1000米。這種深井作業(yè)電線傳輸?shù)木嚯x比較遠，電氣設(shè)備在這種復(fù)雜的環(huán)境中很容易發(fā)生爆炸，這種礦井可以使用樹形結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)。如果礦井作業(yè)環(huán)境很惡劣、電壓幅度變化大，很容易影響系統(tǒng)設(shè)備的傳感器，所以用遠程供電的方式代替煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中的傳感器。

（二）GPS定位系統(tǒng)應(yīng)用在生產(chǎn)過程中

煤礦生產(chǎn)過程的GPS定位系統(tǒng)的技術(shù)要求更高：比如井下識別卡安裝的總數(shù)量不應(yīng)該少于8000，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的識別卡位速度應(yīng)該大于5m/s；安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)識別卡與分站之間無線傳輸?shù)木嚯x不得低于10m。

（三）煤礦移動通信技術(shù)

根據(jù)礦井作業(yè)的無線傳輸?shù)囊?guī)律和特點，可以分析礦井運行環(huán)境對移動通信技術(shù)的要求。對井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，且電壓變化大的礦井，應(yīng)該采用全礦井移動通信系統(tǒng)和技術(shù)，同時結(jié)合現(xiàn)代高科技的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，保證通信信號能夠覆蓋到礦井每一個區(qū)域內(nèi)。一旦礦井發(fā)生問題，能夠?qū)⑿畔⒓皶r，礦工及時撤離現(xiàn)場。

三、煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)未來發(fā)展方向

我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作也得到了一定的發(fā)展，但是依然有不少問題。特別是當(dāng)下很多煤礦企業(yè)已經(jīng)進入深井作業(yè)，這對我們的監(jiān)控和通信提出了更高的要求。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及智能化技術(shù)的發(fā)展，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)可以更多地與這些高新技術(shù)進行融合，提高監(jiān)控的效率和準確性。

（一）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)融合

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整合煤礦生產(chǎn)所需物資，比如將物資的質(zhì)量、價格等信息進行比較，讓煤礦企業(yè)選擇合適的物資，從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本，實現(xiàn)企業(yè)資源優(yōu)化。同時，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也便于國家對煤礦企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動進行有效監(jiān)管。

（二）建立煤礦一體化通信系統(tǒng)

為了能對煤礦生產(chǎn)進行全方位監(jiān)控，需要建立一體化通信系統(tǒng)。一體化系統(tǒng)具有生產(chǎn)調(diào)度、緊急呼叫、報警聯(lián)動、應(yīng)急擴音通訊、位置監(jiān)測、避險與逃生聲光提示、視頻、語音、短信等功能。這樣一旦生產(chǎn)過程中存在什么問題，煤礦工人通過通信系統(tǒng)能夠及時與通信技術(shù)人員進行交流，從而對生產(chǎn)過程中存在的問題進行分析和指導(dǎo)。一體化技術(shù)還能幫助企業(yè)管理者與基層工人進行有效的溝通，及時將企業(yè)上層指令和思想傳達到基層生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

（三）無人地面遙控技術(shù)

煤礦采掘面是安全生產(chǎn)的重災(zāi)區(qū)，一些工作環(huán)境惡劣和危險的工作，可以利用無人地面遙控技術(shù)來完成。遙控技術(shù)可以大大降低企業(yè)人力資源成本，減少煤礦生產(chǎn)事故發(fā)生的概率。當(dāng)前煤礦采掘面采用巷道遙控和記憶割煤，這種技術(shù)需要有人識別煤層才能完成作業(yè)，所以無法實現(xiàn)無人控制。因此還需要進一步提高煤巖識別技術(shù)，提高監(jiān)控的精準度。雖然目前我們國家大力發(fā)展新能源，但是煤礦作為經(jīng)濟發(fā)展的重要能源，這種情況短時間是無法改變的。要利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、提高煤礦安全生產(chǎn)、實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的現(xiàn)代化、信息化，從而推動煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

作者:張帆 單位:長治技師學(xué)院

煤礦通信論文:無線通信技術(shù)與煤礦運輸安全的關(guān)系

摘要：煤炭開采是在移動的生產(chǎn)環(huán)境中進行，因此，應(yīng)用新技術(shù)進行新型煤炭開采和運輸勢在必行，也是提高煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)的主要途徑。針對復(fù)雜、危險的煤礦生產(chǎn)環(huán)境，以及應(yīng)急系統(tǒng)的需求，本文將對無線通信技術(shù)在煤礦運輸安全中的作用進行解析，對目前使用的幾種無線通信技術(shù)進行分析，即系統(tǒng)組網(wǎng)、應(yīng)急通信、人員定位、安全監(jiān)測監(jiān)控等，并闡述其可行性，為將來在煤礦運輸中更廣泛的應(yīng)用無線通信技術(shù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：無線通信；wesh技術(shù)；應(yīng)用；應(yīng)急系統(tǒng)；WiFi

針對復(fù)雜、危險的煤礦生產(chǎn)環(huán)境，以及應(yīng)急系統(tǒng)的需求，煤炭開采是在移動的生產(chǎn)環(huán)境中進行的，當(dāng)一個煤礦開采完畢后，需要將采掘設(shè)備、通信設(shè)備和人員等轉(zhuǎn)移到下一個礦區(qū)。而井下巷道的掘進工作也是面臨著不斷移動的工作環(huán)境，設(shè)備規(guī)模之大，但同樣需要根據(jù)工作進度隨時搬遷。因此，減員增效是其提升安全生產(chǎn)管理水平的手段及目標(biāo)。不能否認的是，我國的煤炭開采技術(shù)水平與發(fā)達國家相比有一定的差距，95%以上的煤礦都是井工進行開采，巷道深、煤炭賦存條件差、開采難，這無疑加大了煤礦減員增效的難度。針對這些基本狀況，無線通信技術(shù)以其更便捷、更小、機動性更好的技術(shù)特征成為煤礦井下工作首選的通信技術(shù)。

一、現(xiàn)有無線通信技術(shù)及研究

迄今為止，我國煤礦井下采用的通信方式主要為有線通信，即采用光纜或通信電纜傳輸，但井下目前所用的無線通訊僅限于語音通信，多功能無線通信的應(yīng)用少之又少。我國的語音無線通信方式有感應(yīng)通信、小靈通通信、大靈通通信、漏泄通信和透地通信等通信系統(tǒng)。礦用小靈通技術(shù)是來源于移動電信網(wǎng)絡(luò)中被廣泛應(yīng)用的PHS系統(tǒng)，井下及地面的語音無線業(yè)務(wù)功能主要由其實現(xiàn)；與小靈通系統(tǒng)相比，礦用大靈通通信系統(tǒng)基于CDMA2000技術(shù)，工作在450MHz，大靈通在某些方面克服了小靈通的一些特點，具有信號穩(wěn)定、移動性好、通話清晰、抗干擾能力強、支持無線高速分組等業(yè)務(wù)特點。當(dāng)然大靈通也有不足：功能單一、抗災(zāi)變能力差、協(xié)議標(biāo)準化差等。而透漏泄通信、透地通信和感應(yīng)通信都普遍存在著易受電磁干擾、信道容量小、可靠性低等缺點，從而使其應(yīng)用范圍受到限制。當(dāng)然，新興的3G技術(shù)可以在一定程度上彌補這些不足，但3G系統(tǒng)過于復(fù)雜且造價很高，關(guān)鍵是會受到嚴格的頻率控制。所以，以上這些技術(shù)都不宜作為未來多功能煤礦無線通信的選擇。

二、相關(guān)無線技術(shù)介紹及應(yīng)用

1.藍牙（Bluetooh）技術(shù)介紹。藍牙技術(shù)采用擴頻跳頻技術(shù)的無線技術(shù)，采用高斯頻移鍵控調(diào)制技術(shù)，在2.4GHz運行的非授權(quán)ISM頻段，通信距離為10米左右，其傳輸速率最高可達3Mb/s[2]。藍牙穿透障礙物很容易，可以實現(xiàn)點對多點全方位的數(shù)據(jù)傳輸。藍牙技術(shù)融入安全的理念，一是內(nèi)置128位加密和PIN密碼；二是采用自適應(yīng)跳頻，可以限制來自其他信號的干擾。2.WiFi，即wirelessfidlity。WiFi被人們習(xí)慣用來稱呼802.11b協(xié)議。該協(xié)議規(guī)定的發(fā)射功率實際為60--70毫瓦，不可超過100毫瓦，因此此類設(shè)備可作為符合安全要求的煤礦本質(zhì)安全型設(shè)備[3]。WiFi系統(tǒng)以局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，組網(wǎng)方便，維護較容易，無需備案且不用任何費用，更加便于地面無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋使用，使用更加便捷；WiFi符合發(fā)展的趨勢，相較于其他設(shè)備有更多的通話信道，通話質(zhì)量更好，擴展能力也更強。WiFi技術(shù)具有價格低廉、可移動性好等眾多優(yōu)點，必然成為高速有線接入技術(shù)的有效補充，并且在有線接入需要無線延伸的領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。由于可靠性、覆蓋范圍和數(shù)據(jù)速率的差異，WiFi技術(shù)作為有線接入技術(shù)在寬帶應(yīng)用上的補充。盡管會與蜂窩移動通信發(fā)生少量競爭，但是其會成為蜂窩移動通信技術(shù)的補充。不得不說，雖然3G技術(shù)是一個比較完美的系統(tǒng)，但其弱點是不能保證有效的區(qū)域和范圍，WiFi亦是3G的重要補充，因此，3G技術(shù)與WiFi技術(shù)的結(jié)合將會有更廣闊的前景。由于WiFi具有以太網(wǎng)傳輸和寬帶數(shù)據(jù)接入的強大功能，因此也可以作為綜合自動化監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸、多網(wǎng)合一及光線環(huán)網(wǎng)對接的網(wǎng)關(guān)設(shè)備應(yīng)用，于目前煤礦來說是較好的寬帶數(shù)據(jù)通信解決方案。3.RFID技術(shù)介紹。RFID是一種通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的非接觸的自動識別技術(shù)?；镜腞FID技術(shù)包括天線、閱讀器和標(biāo)簽三部分組成；閱讀器在解碼并讀取信息后，由處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的處理；標(biāo)簽在進入磁場后，接收閱讀器發(fā)出的射頻信號，由感應(yīng)電流獲得的能量發(fā)送信息，或者主動把信息以某一頻率的信號發(fā)送。

三、無線通信技術(shù)在井下應(yīng)急中的應(yīng)用井下應(yīng)急系統(tǒng)中存在的問題

（1）網(wǎng)絡(luò)冗余問題災(zāi)害極容易對通信系統(tǒng)的通信基站、線纜等造成直接損毀，要確保網(wǎng)絡(luò)中單點的設(shè)備或線纜損毀不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的癱瘓，就要求應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)要有多路由的網(wǎng)絡(luò)冗余功能。（2）通信系統(tǒng)的應(yīng)急通信問題救援成功的案例告訴我們，災(zāi)后井下的人員自救至關(guān)重要，但通信系統(tǒng)在災(zāi)害中易同時受損，如供電停止、線纜中斷等。因此，通信系統(tǒng)終端在災(zāi)害背景下必然要具備應(yīng)急脫網(wǎng)通信功能。（3）應(yīng)急調(diào)度的問題應(yīng)急情境下的常態(tài)應(yīng)用與通信調(diào)度往往是很不相同的，出現(xiàn)的的線路擁塞這些情況，必須使應(yīng)急通信系統(tǒng)具備特有的應(yīng)急調(diào)度功能。上述問題中，采面與掘進面的通信終端與網(wǎng)絡(luò)冗余的應(yīng)急通信功能是較難實現(xiàn)的。隨著更新的無線通信技術(shù)在煤礦運輸安全中的應(yīng)用，使得一切變得更為容易。

目前現(xiàn)有的大靈通、小靈通、透地傳輸?shù)葻o線通信系統(tǒng)，均難以滿足現(xiàn)實的需要。而WiFi技術(shù)和無線Mesh技術(shù)以其獨有的自我修復(fù)、自我有話、無線傳輸?shù)忍攸c，使得煤礦應(yīng)急能力大為提高，而這些新興的無線通信技術(shù)將會在未來的煤礦安全生產(chǎn)運輸中發(fā)揮越來越重要的作用。煤礦安全的標(biāo)準一再提高，這在不斷促使著技術(shù)的革新；技術(shù)的革新又在提升著煤礦生產(chǎn)運輸?shù)陌踩禂?shù)，二者相互推動、相互促進。

作者:閆自有 單位:云南東源煤電有限公司一平浪煤礦

煤礦通信論文:煤礦自動化和通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1煤礦自動化和通信技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1煤礦自動化技術(shù)

煤礦自動化技術(shù)在我國的發(fā)展起始于20世紀60年代，繼電器是當(dāng)時主要的煤礦自動化器件，當(dāng)時的煤礦自動化也只是簡單的開停與閉鎖控制，而且控制器不但體積龐大，安全性與可行性也很差。20世紀70年代和80年代中期，晶體管與邏輯電路開始的大量出現(xiàn)，它們的出現(xiàn)取代了繼電器成為主要的煤礦自動化控制器件，它們的應(yīng)用使控制器的體積得到了大幅度的縮小，并且把控制器的功能改進了。80年代末90年代初，開始出現(xiàn)了單片機，由于單片機的運算與控制能力都比較強，晶體管與邏輯集成電路控制系統(tǒng)很快被其取代，單片機成為了自動化控制系統(tǒng)的核心控制單元，這使得煤礦自動化控制系統(tǒng)的安全性與可靠性都得到了大幅度的提升，煤礦自動化控制與檢測系統(tǒng)才真正具有了實用功能。但這個時期形成的煤礦自動化系統(tǒng)還屬于獨立系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間不能進行信息交換。簡單的調(diào)制方式是其內(nèi)部信息傳輸?shù)闹饕绞?。直?1世紀初，隨著太網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了煤礦各專用監(jiān)控系統(tǒng)之間的信息傳輸可以用高速信息網(wǎng)絡(luò)來傳輸，總線傳輸技術(shù)也逐步成為各專用監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部之間信息傳輸?shù)闹饕绞?，高速信息通道的建立，使煤礦各專用監(jiān)控子系統(tǒng)的集成與實時監(jiān)控得到了實現(xiàn)，使煤礦自動化系統(tǒng)的自動化水平躍上了一個新的臺階。

1.2礦井通信

煤礦的生產(chǎn)指揮工作要想順利進行，必須要做好礦井通信工作。由于煤礦企業(yè)的生產(chǎn)工序較多且作業(yè)地點分散，要想用一種通信系統(tǒng)和方式來把全礦覆蓋很難。按使用方式可把礦井通信大致分為固定通信與移動通信，按通信覆蓋區(qū)域可把煤礦通信系統(tǒng)分為全礦井通信與局部礦井通信。防爆磁電電話是我國早期主要采用的礦井調(diào)度通信方式，隨著時代的發(fā)展礦用模擬程控調(diào)度通信系統(tǒng)在20世紀80年代開發(fā)出來了，90年代時數(shù)字程控調(diào)度通信系統(tǒng)也開發(fā)出來了，這時已經(jīng)幾乎能滿足礦井調(diào)度通信的需求。礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄露通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)以及礦用CD-MA通信系統(tǒng)是礦用移動通信系統(tǒng)的主要形式。其中應(yīng)急救災(zāi)時主要用到的通信系統(tǒng)是礦用透地通信系統(tǒng)，局部通信主要用到的通信系統(tǒng)是漏泄通信系統(tǒng)，感應(yīng)通信系統(tǒng)，礦用載波通信系統(tǒng)，全礦井無線通信主要用到的通信系統(tǒng)是礦用小靈通系統(tǒng)與CDMA通信系統(tǒng)。

2煤礦自動化技術(shù)

2.1高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)

工業(yè)以太網(wǎng)、專用工業(yè)控制網(wǎng)、CEPON網(wǎng)以及MCIP系統(tǒng)是我國目前主要使用的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。其中冗余工業(yè)以太網(wǎng)是我國煤礦自動化系統(tǒng)的主要傳輸平臺，很多礦井都在使用。由于專用工業(yè)控制網(wǎng)的開放性比較差，在我國只有幾個別的礦井在裝備使用，而礦用CEPON網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一種新系統(tǒng)，視頻、數(shù)據(jù)、語音等信息都可以傳輸，其應(yīng)用前景十分廣闊。

2.2自動化平臺軟件

管控軟件和Web服務(wù)軟件是自動化平臺軟件的兩種主要形式。管控軟件在控制層的管控服務(wù)器內(nèi)安裝，Web服務(wù)軟件在管理層的Web服務(wù)器中安裝，它們是煤礦自動化控制的重要實現(xiàn)手段。

2.3局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化

礦井局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化大致可以分為：安全監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、水泵自動化系統(tǒng)、調(diào)度控制礦井機車系統(tǒng)、礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)、工作面巷道監(jiān)控中心。

3煤礦通信技術(shù)

礦井有線通信主要使用的是礦井程控數(shù)字調(diào)度通信系統(tǒng)與工作面局部擴音通信系統(tǒng)。隨著礦井大規(guī)模應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及IP語音通信技術(shù)的逐漸完善，礦井有線通信一個重要的發(fā)展方向便是礦井IP調(diào)度通信系統(tǒng)。人們還在不斷的探索和研究礦井移動通信技術(shù)，礦用透地通信系統(tǒng)、礦用泄漏通信系統(tǒng)、礦用感應(yīng)通信系統(tǒng)、礦用載波通信系統(tǒng)、礦用小靈通通信系統(tǒng)、礦用CDMA通信系統(tǒng)等等。

4若干技術(shù)問題

4.1完善與提高局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化技術(shù)

已有多種高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方案供煤礦自動化控制選擇，影響煤礦自動化正常運行能否實現(xiàn)的一個重要因素已經(jīng)成為局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動化，這主要是由于監(jiān)控量大、面廣、并且種類繁多是局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控系統(tǒng)的主要特點，要想使礦井自動化系統(tǒng)更完善，這就需要各生產(chǎn)廠家不斷完善與提高自身的技術(shù)。

4.2開發(fā)高強度快速安裝式礦用光纜

我國的礦井已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用光纜，但大巷是其主要應(yīng)用的地方，而在工作面上的應(yīng)用技術(shù)還不完善，這主要是由于工作面的生產(chǎn)條件更惡劣，易斷是普通礦用光纜的主要特點，一旦這種普通礦用光纜斷裂后很難修復(fù)。而工作面液壓支架電液控制系統(tǒng)，頂板監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)控的信息量都非常大，要求的信息傳輸速度高，更適合采用光纜傳輸，為了適應(yīng)礦井未來的發(fā)展需求，我們必須開發(fā)開發(fā)高強度快速安裝式礦用光纜。

4.3煤礦供電安全技術(shù)

電參數(shù)測量以及各種保護功能是目前防爆開關(guān)設(shè)備等供電設(shè)備主要具有的功能，他們一般都缺乏主動分析故障與報警的功能，這就需要我們繼續(xù)在這方面加大研究力度，把井下變電所無人值守的整套設(shè)備爭取能夠開發(fā)出來。

5總結(jié)

實現(xiàn)煤礦高效安全開采的關(guān)鍵技術(shù)之一便是煤礦自動化技術(shù)，而礦井通信技術(shù)又是煤礦生產(chǎn)指揮必須具備的手段之一，歷經(jīng)幾代人的努力鉆研，開發(fā)出了一系列這方面的產(chǎn)品，并已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)中，但就目前煤礦企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀而言，它們還遠遠不能滿足煤礦企業(yè)安全高效生產(chǎn)的需求，為了真正滿足這一需求，我們要不斷利用新技術(shù)，新手段完善與提高煤礦自動化技術(shù)與通信技術(shù)，只有這樣才能保證我們煤礦企業(yè)的安全、高效生產(chǎn)。

作者:王博翰 單位:陜西陜煤黃陵礦業(yè)一號煤礦

煤礦通信論文:煤礦自動化通信技術(shù)論文

1煤礦自動化

煤礦自動化，是指在煤礦生產(chǎn)和管理的過程中對各項工作都實現(xiàn)自動化的管理行為，包括對煤礦生產(chǎn)過程中生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動化、生產(chǎn)過程中煤礦安全保護自動化、監(jiān)控進程自動化、管理行為自動化等一系列自動化的行為，最終將煤礦自動化的工作內(nèi)容綜合組成一個煤礦自動化運行平臺，實現(xiàn)煤礦的生產(chǎn)和管理內(nèi)容自動化的目標(biāo)。具體來講，煤礦自動化的功能特點和關(guān)鍵技術(shù)可以根據(jù)煤礦在生產(chǎn)管理過程中的不同任務(wù)內(nèi)容來具體劃分為以下內(nèi)容：

1.1煤礦機械設(shè)備的運行和管理自動化隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代科技早已經(jīng)實現(xiàn)了通過傳感器和計算機技術(shù)對機械設(shè)備進行智能監(jiān)控與管理的過程。將這一新型計算機技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)過程中和機械設(shè)備的運行當(dāng)中，對煤礦機械設(shè)備的運行自動化進程有著質(zhì)的幫助和提升。在煤礦的生產(chǎn)以及管理過程中，已經(jīng)實現(xiàn)運行自動化的機械設(shè)備包括采煤機、工作面運輸機等多項設(shè)備，其中采煤機自動化主要是通過計算機對采煤機各電機及液壓系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)采煤機在運行和管理過程中的自動化；運輸機則是通過對其和計算機技術(shù)相結(jié)合來實現(xiàn)運輸機的智能控制和管理，使其能夠自動負擔(dān)更加大容量、高強度、重型化的工作內(nèi)容和具有更長使用期限的壽命優(yōu)點。

1.2煤礦運輸系統(tǒng)的自動化

煤礦運輸系統(tǒng)的自動化是指在礦產(chǎn)資源運輸?shù)倪^程中對有關(guān)運輸?shù)臋C械設(shè)備進行自動化管控的過程。當(dāng)前我國對于煤礦運輸系統(tǒng)已經(jīng)開始逐漸引進國外先進的膠帶運輸方法，隨之而來的是膠帶大載荷長距離運輸對動力系統(tǒng)的高要求，對保護投入的嚴標(biāo)準，目前利用計算機技術(shù)，將主電機和皮帶運行中的各種數(shù)據(jù)利用傳感器采集并匯集到PLC自動控制系統(tǒng)上，通過上位程序?qū)δz帶運輸設(shè)備進行集中的控制和保護，對相關(guān)設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)的故障能夠及時地作出預(yù)防和處理，保護礦產(chǎn)資源在運輸過程中的安全性，提高煤礦運輸?shù)男屎唾|(zhì)量。

1.3煤礦洗選系統(tǒng)自動化

煤礦洗選系統(tǒng)自動化是指針對提高煤質(zhì)去除矸石的洗選設(shè)備進行集中控制，對設(shè)備運行中的各種參數(shù)進行在線監(jiān)控，使各種保護能夠有效的聯(lián)鎖，確保洗選系統(tǒng)安全高效運行的控制系統(tǒng)。當(dāng)前各洗煤廠使用的控制系統(tǒng)不盡相同，常見的系統(tǒng)有美國AB，德國西門子，相比使用人力去就地控制各種水泵、皮帶、破碎機、分級篩等設(shè)備，使用自動控制系統(tǒng)可以大量縮減人員的投入，減少因噪音、粉塵等對人體的傷害，同時各種保護的聯(lián)鎖投入也可以消除因個別設(shè)備的故障造成洗選系統(tǒng)的崩潰，避免機電生產(chǎn)事故的發(fā)生，對煤礦來說洗選自動控制系統(tǒng)的參與即減少了企業(yè)的運營成本，又大大提高了安全生產(chǎn)效率。

2煤礦通信技術(shù)

煤礦通信技術(shù)是指將現(xiàn)代通信技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)和管理的過程中而形成的煤礦系統(tǒng)特有的通信技術(shù)類型。煤礦通信技術(shù)根據(jù)煤礦生產(chǎn)任務(wù)以及應(yīng)用環(huán)境的不同，具體可以總結(jié)為以下內(nèi)容。

2.1全礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)

全礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)是指在煤礦井下的生產(chǎn)過程中對礦井的生產(chǎn)過程施行通信管理的一種技術(shù)，其通信設(shè)備一般包括調(diào)度主機、安全隔離器以及本安自動電話機等，煤礦管理人員可以通過對以上設(shè)備的利用來實現(xiàn)對煤礦井下生產(chǎn)和運輸過程的即時管理和控制，保證煤礦井下生產(chǎn)過程的安全和效率。全礦井生產(chǎn)調(diào)度通信技術(shù)也有不同的技術(shù)類型，例如煤礦井下建立專用的調(diào)度主機和行政交換機相互結(jié)合使用的通信技術(shù)方法，通過煤礦井下生產(chǎn)調(diào)度員的管理來對調(diào)度主機和行政交換機綜合使用，實現(xiàn)對煤礦井下生產(chǎn)過程的管理和控制，比較適用于大型煤礦企業(yè)。其他例如不建立專用的調(diào)度主機，只使用行政交換機的通信技術(shù)類型或者只建立專用的調(diào)度主機不使用行政交換機的通信技術(shù)類型則比較適用于較小的煤礦企業(yè)。

2.2井下光纖通信技術(shù)

井下光纖通信技術(shù)則是指將光纖通信技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下生產(chǎn)過程的管理和控制過程中，井下光纖通信技術(shù)相較于其他通信技術(shù)來說具有通信速度更快、通信質(zhì)量更高、通信容量更大等一系列的優(yōu)點，具有優(yōu)秀的防爆阻燃性能和通信抗干擾的能力。目前井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)的普及應(yīng)用，為煤礦信息化建設(shè)搭建了基礎(chǔ)接入平臺，使通信系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、綜采設(shè)備運行監(jiān)控、電力系統(tǒng)監(jiān)控、視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)進行融合成為了可能，成為煤礦數(shù)字化建設(shè)的重要推動力。

3結(jié)語

煤礦的自動化技術(shù)和通信技術(shù)是保證煤礦生產(chǎn)與管理過程中工作質(zhì)量和工作效率的重要方法之一，也是煤礦工作未來發(fā)展的必然趨勢，加強煤礦自動化技術(shù)和通信技術(shù)的進程，實現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)與管理過程的有效保護和支撐。

作者:高小川單位:陜西清水川能源股份有限公司馮家塔礦業(yè)分公司