本站小編為你精心準備了煤礦井下通信技術的探索參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

1井下通信的要求

1．1井下通信功能上的多樣性

1)礦井生產調度人員在礦井通信系統中應擁有相對的優先權，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變時撤離到安全區域內;在某些關鍵通信點上需具備自動報警、雙向報警及緊急呼叫的功能，同時提高通信設備應變能力。2)井下通信設備所處巷道狹長且環境潮濕，因此要求井下通信系統須具備適應惡劣環境的能力，且井下通信系統中的故障設備不影響其余非故障設備的正常工作。3)煤礦井下工作環境時常變動，隨著井下通信設備可靠性的完善、成本的降低、通信質量的提高，礦井移動通信系統將承擔主要救災通信與生產調度的任務，故要求井下通信系統的信道容量足夠大。

1．2井下通信系統性能上的要求

1)在井下通信系統自身的通信效果比較理想的基礎上，井下通信設備要適應井下惡劣環境、滿足礦井動態生產的要求。同時，井下通信設備自身運行過程不會對安全生產造成不良影響。2)井下通信系統需滿足系統結構簡單、通信設備移動方便，能適應采掘工作面等通信區域的變化，能在相關區域快捷、迅速地建立井下通信系統。3)井下用電設備較多，電磁輻射隨著用電設備的頻繁啟動而大量產生，這對井下通信質量產生較大的影響。因此要求在井下運行的通信設備必須能適應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，極易發生礦井煤塵及瓦斯爆炸事故。故要求構成井下通信系統的電氣設備、通信設備擁有本質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備所用電源擁有較強適應電壓波動的能力，一旦發生事故，井下電網遭到破壞，要求備用電源應維持不小于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，國內外進行了許多試驗。雖然研制出了一些井下通信設備，效果卻不理想，因此井下通信較地面通信發展緩慢。與發達國家相比，中國的煤炭工業信息化水平低，裝備制造技術還很落后。20世紀90年代，我國開始組建煤礦井下計算機管理系統，提出礦井生產自動化系統與管理系統相連接，從而實現資源共享的信息系統集成設想。

2．1低頻導引通信低頻導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。每隔數百米需在電纜上布置一個輻射器，從而電波向電纜內外輻射，最終實現煤礦井下通信的目的。通常情況下低頻導引通信信號覆蓋范圍為1km左右，在加接中繼器的基礎上，通信范圍可進一步擴大。優點:低頻導引通信系統造價低且簡單實用。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，數據誤碼率高，可靠性低;波長較大，導致天線收發信號效率低下，同時由于井下巷道的限制，所以天線規格就受到限制;且低頻導引通信為模擬通信方式，由于其頻率低，故不適合高速數據通信方式。

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用于井下的通信方式，在煤礦井下控制、語音及信號監測等方面都有廣泛應用。其原理是利用礦井機車架空線或動力電纜作為信道，將語音信號調成頻率為數萬赫茲的載波通過信道進行信號傳輸。優點:使用簡單方便，借助于已有的電纜或者機車架空線，無需鋪設專用線路，是煤礦早期實現電機車移動調度通信的主要手段。缺點:煤礦井下機車架空線及動力電纜分支較多，且由于各種機電設備的頻繁啟動，不易使信道參數保持信號傳送需要的穩定狀態，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井下光纖通信技術井下光纖通信技術是利用光波作載波，以光纖作為傳輸媒質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已在不同領域發揮作用，在監測監控系統中，光纖是僅次于語音通信的較為理想的高速信道。優點:其容量大、中繼距離遠、防爆性能好、抗干擾能力強。缺點:質地脆，機械強度差，不適于井下特殊的工作環境;光纖光纜的彎曲半徑不能過小，在安裝過程中需要專業技術人員指導。

2．4感應通信技術感應通信是以普通金屬導體為媒介，通過移動電臺與普通導體間的靜電耦合、電磁感應的方式實現通信的目的。具體做法是通過架設專用感應線或利用巷道內已有的導體(如電纜、管道、軌道等)進行導波的通信方式。由于它自身與無線電相似，人們又把這種通信方式稱為“感應無線電”，其通信方式與普通電臺十分相似。優點:價格低廉、構成簡單、無需中繼器且感應線敷設簡便。缺點:感應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，質量不高;井下感應線一般敷設在巷道壁旁，會使感應信號發生較大損耗，從而影響實際傳輸距離。

2．5漏泄通信技術漏泄通信技術的基本原理是人為地在同軸電纜的外導體開孔、開槽或采用疏織的方式破壞外導體的完整性，在巷道中起天線的作用，實現移動基站或電臺之間的可逆耦合，達到較好的通信質量。具體做法為巷道中架設同軸電纜，等間距在電纜上開槽孔，槽孔周圍可形成連續電磁波漏泄信號場，當無線電信號在開槽孔電纜上傳輸時，信號既可軸向傳播，又能沿徑向產生電磁波漏泄場漏泄信號場。優點:傳輸媒介為電纜，傳輸質量高、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據、圖像、話音的傳輸。缺點:災變事故發生時漏泄電纜可能被擠壓發生變形、斷裂、短路及中繼放大器的損壞都會造成系統的損壞，影響通信安全;在條件惡劣的采掘工作面及掘進頭等地，無法架設電纜。

3國外井下通信方式

與國內相比，國外發達國家礦井通信技術起步早、發展快，現場監控系統體系結構相對成熟，已經在安全、生產監控領域得到廣泛應用。

3．1礦用小靈通礦用小靈通是針對井下作業環境和安全作業要求研制的一種無線調度通信系統。能實現有線、無線使用者的調度功能，井下手機與手機，地面與井下手機，調度電話與井下手機，地面固定電話與井下手機間均能夠實現雙向通話，還能根據實際需要對無線及固定用戶進行統一編號、混合組網。美國UT斯達康公司于1995年率先設計制造了礦用小靈通通信系統，能實現礦區移動通信網與公眾移動通信網的匯接聯網，實現了礦區移動用戶、固定用戶的統一調度和指揮。

3．2分布式天線分布式天線系統(DAS:DistributedAntennaSys-tem)是一個由分布于某個建筑物內、專門用于提供無線室內覆蓋的多個天線組成的網絡。這種系統既可以是有源系統，也可以是無源系統。一個無源DAS系統是一個由同軸電纜、耦合器和功分器(用于將RF信號分配給建筑物內的各個天線)組成的網絡。無源DAS系統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構和安裝條件。加拿大最先將分布式天線系統應用到井下移動通信服務，采用無線電調制/解調技術原理，工作頻段設置在851－891MHz(基站發)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，通過大地作為介質進行通信的假想，這是透地通信的最早理論構想。2006年，美國研究人員提出了透地語音通信系統，構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。國外研發的井下無線通信與急救系統(PED)是目前最先進的透地通信系統，已應用于井下急救。

4結語

在煤礦井下安全避險系統中，通信系統是不可或缺的六大系統之一，是礦井生產調度、安全避險和應急救援的重要工具。與國外相比我國井下移動通信系統及設備抗災能力弱，在發生特大災害后井下通信設施失效，無法與井下工人取得聯系，影響救援速度。井下通信是目前都在研究的課題，如中國礦業大學徐釗教授、山東科技大學李恒文教授，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用于礦井井下通信。

作者：王岳斌單位：潞安環能股份公司五陽煤礦