開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦通信論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。

煤礦通信論文:煤礦企業(yè)無線通信論文

一、在煤礦企業(yè)中應(yīng)用的無線通信技術(shù)的種類

1、PHS技術(shù)

PHS技術(shù)就是常說的礦井小靈通，是現(xiàn)代社會(huì)礦井無線通訊的主要設(shè)備之一。礦井小靈通綜合使用了大量硬件技術(shù)，如FPGA和DSP等，該技術(shù)的軟件開發(fā)以模塊化為標(biāo)準(zhǔn)，其控制體系以逐級分布為主；系統(tǒng)的配置靈活性較高，用戶可以隨機(jī)調(diào)換系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能和系統(tǒng)容量；該系統(tǒng)還能夠統(tǒng)一指揮和調(diào)度礦區(qū)內(nèi)固定和移動(dòng)的用戶，實(shí)現(xiàn)公眾通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和礦區(qū)通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合發(fā)展。

2、SCDMA技術(shù)

SCDMA技術(shù)是常說的礦井大靈通，在礦井開采過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。SCDMA技術(shù)不符合國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)際開采過程中的應(yīng)用范圍較小。主要原因是該技術(shù)仍存在著覆蓋方式以泄露電纜為主和限制手機(jī)定位等缺陷。

3、礦井無線數(shù)字對講

該技術(shù)在礦井開采中應(yīng)用范圍十分廣泛，相關(guān)的配套設(shè)施和產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)非常完善，具有可靠、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等特點(diǎn)。但是，在實(shí)際應(yīng)用過程中該技術(shù)仍很難實(shí)現(xiàn)一部手機(jī)全雙工的保密通信要求；難以完成電信公網(wǎng)和企業(yè)原有的固話交換之間的相互連通；并存在業(yè)務(wù)信道較少以及覆蓋面狹窄等缺陷。

4、礦井無線局域網(wǎng)

礦井無線局域網(wǎng)屬于短距離無線寬帶數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，是非移動(dòng)無線寬帶數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品的典型代表，該技術(shù)與其其他通信技術(shù)相比最大的區(qū)別在于它不支持語音業(yè)務(wù)和移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸，在無線網(wǎng)片和無線網(wǎng)橋領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。

二、煤礦企業(yè)中無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

1PHS技術(shù)

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：PHS技術(shù)是目前我國煤礦企業(yè)應(yīng)用頻率最高的無線通信技術(shù)，該技術(shù)在煤礦企業(yè)的發(fā)展建設(shè)過程中具有極大的技術(shù)優(yōu)勢，最典型的特點(diǎn)有語音通話效果好、移動(dòng)切換呼通率高一級組網(wǎng)通信規(guī)范等。近幾年，伴隨著無線通信技術(shù)的深入發(fā)展，PHS技術(shù)的原有頻段將轉(zhuǎn)移到3G組網(wǎng)上。該項(xiàng)技術(shù)轉(zhuǎn)移的主要原因有：第一，PHS技術(shù)中必須使用的基站和手機(jī)功率相對而言較小，屬于無線微蜂窩通信體制的范疇，原有頻段轉(zhuǎn)移到3G最往后，網(wǎng)絡(luò)通信受干擾程度較小；第二，轉(zhuǎn)移到3G組網(wǎng)的原有頻率可以完成自動(dòng)調(diào)整，確保在新通話收集的通信頻道不被切換；第三，原有頻段轉(zhuǎn)移到3G組網(wǎng)后，PHS和DECT系統(tǒng)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)與3G網(wǎng)絡(luò)的兼容發(fā)展；第四，PHS技術(shù)主要集中在礦井下，對地面3g網(wǎng)絡(luò)信號不會(huì)產(chǎn)生影響。

2Wifi無線局域網(wǎng)技術(shù)

Wifi技術(shù)系統(tǒng)在未來的發(fā)展領(lǐng)域十分廣泛，主要由于該技術(shù)在無線通信領(lǐng)域占有十分廣闊的發(fā)展空間和技術(shù)優(yōu)勢，該技術(shù)正逐步替代PHS技術(shù)在煤礦無線通信領(lǐng)域的地位。該技術(shù)的使用可以使礦井工作人員在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上完成無線和有限網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)非常容易連接，井下或者井上都可以隨時(shí)完成無線通信。

3NGP移動(dòng)通信技術(shù)

NGP無線通信技術(shù)在我國未來的發(fā)展范圍十分廣泛，主要由于該技術(shù)具有節(jié)約電纜、人員定位以及自行監(jiān)控井下作業(yè)等優(yōu)勢。NGP移動(dòng)通信技術(shù)在根本上實(shí)現(xiàn)了煤礦開采過程中礦井多網(wǎng)合一無線通信的實(shí)際需求。NGP移動(dòng)通信技術(shù)的新通信協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)及時(shí)和精確的定位，并能上傳有效的定位信息，是現(xiàn)階段煤礦企業(yè)發(fā)展過程中最有效的移動(dòng)成產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)之一。該技術(shù)在使用過程中與其他無線通信技術(shù)之間不產(chǎn)生任何沖突，在煤礦開采過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

三、結(jié)束語

總之，要想促進(jìn)煤礦開采效益的提升，就必須提升現(xiàn)代煤礦無線通訊技術(shù)的發(fā)展水平。煤礦企業(yè)應(yīng)該在了解無線通信系統(tǒng)的特點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢的前提下，對PHS技術(shù)、SCDMA技術(shù)、礦井無線數(shù)字對講以及礦井無線局域網(wǎng)等技術(shù)進(jìn)行深入的研究的探討，為促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)保障。

作者：唐欣媛 李光平 單位：陜煤集團(tuán)神木紅柳林礦業(yè)有限公司

煤礦通信論文:完善煤礦定位技術(shù)的無線通信論文

1.井下現(xiàn)有定位技術(shù)

1.1有源RFID定位技術(shù)

RFID(RadioFrequencyIdentification)技術(shù)，又稱為無線射頻識(shí)別技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，根據(jù)標(biāo)識(shí)卡是否需要供電又可分為有源RFID技術(shù)及無源RFID技術(shù)，無源RFID標(biāo)識(shí)卡一般識(shí)別距離在幾厘米～幾米，難以達(dá)到礦井井下人員定位系統(tǒng)的要求。因此，目前，礦井人員定位系統(tǒng)應(yīng)用較多的是有源RFID技術(shù)：每個(gè)下井人員攜帶一個(gè)433MHz或2.4GHz的有源定位標(biāo)識(shí)卡，該標(biāo)識(shí)卡每隔一段時(shí)間(1～3s)發(fā)送一次代表攜帶人員身份的射頻編碼，該編碼信號被安裝在礦井巷道內(nèi)的讀卡器接收并傳送到地面服務(wù)器，由于讀卡器的位置在定位系統(tǒng)中已經(jīng)設(shè)置完成，因此，我們可以判斷出井下人員的位置。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、算法簡單，建設(shè)成本較低，缺點(diǎn)是定位精度低，一般為讀卡器的接收半徑，約幾十米～幾百米。

1.2RSSI定位技術(shù)

RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)是接收信號的強(qiáng)度指示，RSSI定位技術(shù)是通過接收到的信號強(qiáng)弱來測定信號發(fā)送點(diǎn)與接收點(diǎn)之間的距離，進(jìn)而根據(jù)接收點(diǎn)位置坐標(biāo)來進(jìn)行定位計(jì)算的一種定位技術(shù)，該技術(shù)在礦井人員系統(tǒng)中應(yīng)用較多，如TICC2431芯片就集成了RSSI定位引擎。RSSI定位技術(shù)精度較有源RFID定位技術(shù)有所提高，通過算法優(yōu)化的RSSI定位精度可達(dá)8m。RSSI定位技術(shù)的主要問題是易受環(huán)境的影響，如環(huán)境濕度的變化、人體的遮擋等均會(huì)引起信號強(qiáng)度的較大變化，使得測試數(shù)據(jù)波動(dòng)較大。

1.3TDOA定位技術(shù)

TDOA（到達(dá)時(shí)間差）方法是通過測量移動(dòng)目標(biāo)發(fā)出的信號到達(dá)多個(gè)接收基站的時(shí)間差來對目標(biāo)進(jìn)行定位的方法，即各接收基站對來自同一移動(dòng)臺(tái)的信號作到達(dá)時(shí)間TOA的測量，然后將各TOA值傳送到定位處理中心，中心根據(jù)TOA求出各基站間的TDOA并計(jì)算出目標(biāo)的位置坐標(biāo)。

1.4起源蜂窩小區(qū)技術(shù)

起源蜂窩小區(qū)定位技術(shù)(COO即CellOfOrigin)是一種基于移動(dòng)臺(tái)的定位技術(shù)，它根據(jù)移動(dòng)臺(tái)所注冊的小區(qū)識(shí)別號ID來確定移動(dòng)臺(tái)的位置。由于礦井無線通信系統(tǒng)的井下基站安裝的巷道位置是一般是固定的，只需知道哪些移動(dòng)臺(tái)在當(dāng)前小區(qū)注冊，系統(tǒng)把該小區(qū)基站對應(yīng)的巷道位置和覆蓋半徑發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)就能知道自己處在什么地方。同時(shí)，系統(tǒng)也可通過小區(qū)內(nèi)注冊用戶信息得到移動(dòng)臺(tái)所處的位置信息。起源蜂窩小區(qū)技術(shù)無需對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行修改，響應(yīng)時(shí)間短，方案簡單、經(jīng)濟(jì)。但是，由此導(dǎo)致的缺點(diǎn)是精度較差，定位誤差就是一個(gè)蜂窩的大小。

2.基于TD-SCDMA系統(tǒng)的定位技術(shù)

本項(xiàng)目研究了基于TD-SCDMA系統(tǒng)的定位技術(shù)，系統(tǒng)采用了TA（TimingAdvance）定位技術(shù)，又可稱為CellID+TA，即小區(qū)識(shí)別號+時(shí)間提前量。無線信號在空中傳播是有延遲的，時(shí)間提前量TA由基站BTS（BaseTransceiverStation）測量后通知移動(dòng)臺(tái)MS提前這段TA時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，目的是為了補(bǔ)償基站BTS與MS之間的傳輸時(shí)延。TA定位方法就是利用現(xiàn)有的參數(shù)TA來測算定位目標(biāo)MS和基站之間的距離，再經(jīng)過相關(guān)軟件處理和計(jì)算得出各終端具體位置信息，同時(shí)體現(xiàn)在監(jiān)控中心，從而實(shí)現(xiàn)通過終端進(jìn)行定位的功能。TA定位實(shí)現(xiàn)原理：

(1)定位請求控制

a.定位中心負(fù)責(zé)監(jiān)視定位命令表，發(fā)現(xiàn)有用戶定位請求，取出用戶信息；b.通過診斷測試流程將定位用戶消息發(fā)送至網(wǎng)元，定位結(jié)果返回后寫入定位數(shù)據(jù)表中；c.將命令表中對應(yīng)的記錄狀態(tài)置為已發(fā)送狀態(tài)。

(2)終端類型判斷

由于不同廠商的終端對TA測量處理有差異，部分終端TA測量值差異較大，需要針對終端類型進(jìn)行距離修正，所以在進(jìn)行終端定位前，要先獲取終端類型。終端的IMEI由15位數(shù)字組成，其組成為：前6位數(shù)(TAC)是“型號核準(zhǔn)號碼”，一般代表機(jī)型；接著的2位數(shù)(FAC)是“最后裝配號”，一般代表產(chǎn)地；之后的6位數(shù)(SNR)是“串號”，一般代表生產(chǎn)順序號；最后1位數(shù)(SP)為檢驗(yàn)碼，一般中斷效驗(yàn)碼都設(shè)置為0。在本項(xiàng)目實(shí)際使用中，由于同一個(gè)批次的終端，前8為數(shù)字一般相同，可以根據(jù)終端的IMEI前8位來確定終端類型。對于定位請求，RNC在獲取終端的IMSI后，發(fā)起IdentityRequest，請求類型為IMEI，IUC收到呼叫中心CC的Identity查詢后，給RAC發(fā)送下行直傳消息，請求UE上報(bào)IMEI信息。IUC收到RAC的上行直傳消息后，從NAS消息中解析出IMEI后，將IMEI寫入到UE表中，需要判斷UE表中RRC的建立原因，如果是Terminating-causeunknown，該IMEI信息不需要給CN回復(fù)。然后給CC回復(fù)IMEI查詢成功指示消息。

(3)修正值確定

本項(xiàng)目選取一款使用數(shù)量較多，且上報(bào)TA值穩(wěn)定的終端，其默認(rèn)的定位修正值為0，并在每個(gè)基站的天線處，通過多次測量TA值，然后取平均值的方法確定各個(gè)基站的TA修正值；并通過多次計(jì)算，確定出基站修正距離Ud(uepathdistance)、終端修正距離Td(terminaldistance)、階段修正距離Pd(partdistaice)，并配置各基站最大定位范圍Md(maximumdistance)為基站間距離，確定修正值后，存入修正值表中。

(4)距離計(jì)算方法

定位中心收到一條定位消息，轉(zhuǎn)換為對應(yīng)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行下一步判斷。根據(jù)終端所在小區(qū)CELLID，判斷終端位置是在地面還是井下。如果是井上，計(jì)算結(jié)束。如果是井下，根據(jù)IMEI確定終端類型。根據(jù)終端類型調(diào)用系統(tǒng)中儲(chǔ)存的相關(guān)修正值。根據(jù)測量值減去修正值，得到修正后的測量值。

3.結(jié)束語

通信聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)六大系統(tǒng)之一，礦井安全生產(chǎn)中具有重要的作用。礦用TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)是近年來在煤礦安裝應(yīng)用較多的一種無線通信系統(tǒng)。本文提出了一種基于TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)的手機(jī)終端定位技術(shù)，該定位技術(shù)是基于移動(dòng)終端上報(bào)的TA值，不需要額外增加其它定位設(shè)備，系統(tǒng)成本較低；且系統(tǒng)的定位誤差約為15米，相比原有的基站小區(qū)定位技術(shù)有很大提高。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用表明，該定位系統(tǒng)能滿足礦井對手機(jī)定位應(yīng)用的需求。

作者：顧義東 單位：天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司

煤礦通信論文:煤礦井下無線通信論文

1礦用無線通信技術(shù)現(xiàn)狀

1．1WiFi無線通信技術(shù)

WiFi無線通信技術(shù)采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交頻分復(fù)用技術(shù)，其優(yōu)勢在于具有較高的數(shù)據(jù)帶寬，低廉的設(shè)備成本，同時(shí)使用2．4GHz的公共頻段，不需要復(fù)雜的審批手續(xù)。但WiFi技術(shù)不屬于國際電信聯(lián)盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）規(guī)定的移動(dòng)語音通信標(biāo)準(zhǔn)，不具備規(guī)模組網(wǎng)通信的理論基礎(chǔ)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其定位就是短距異步寬帶數(shù)據(jù)無線接入。由于WiFi采用的是短碼擴(kuò)頻技術(shù)，只適合視距無遮擋點(diǎn)對點(diǎn)直線通信，而對礦井這種遮擋嚴(yán)重，多徑反射劇烈，場強(qiáng)衰落快速變化的現(xiàn)場，將直接導(dǎo)致WiFi的通信距離大大縮短。WiFi通信技術(shù)所使用的通信體制、占用帶寬、調(diào)制方式與目前煤礦井下人員定位系統(tǒng)的RFID和ZigBee完全相同或近似，使得系統(tǒng)之間會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾，嚴(yán)重的還會(huì)使系統(tǒng)癱瘓。

1．2TD－SCDMA無線通信技術(shù)

TD－SCDMA技術(shù)是ITU的第三代移動(dòng)通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一。TD－SCDMA的特點(diǎn)是上下行同頻段，通過時(shí)隙配置為上下行信道提供無線承載。TD－SCDMA可支持速率為8kbit／s～2Mbit／s的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。TD－SCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分雙工模式，它的一個(gè)載波占用1．6MHz的帶寬，僅能提供速率為2Mbit／s的3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。并且在產(chǎn)業(yè)鏈方面TD－SCDMA不夠成熟，終端數(shù)量較少。目前，TD－SCDMA礦用通信系統(tǒng)采用BBU（BuildingBasebandUnit）＋RRU（RadioRemoteUnit）拉遠(yuǎn)方式，BBU部署在地面，RRU作為井下無線站點(diǎn)部署在井下，地面與井下采用私有的IR接口，必須使用裸光纖，無法直接使用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)，且當(dāng)BBU出現(xiàn)故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致全網(wǎng)無法工作。某個(gè)中間RRU故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈上的RRU無法工作，維護(hù)、擴(kuò)容較為困難。

1．3WCDMA無線通信技術(shù)

WCDMA技術(shù)是ITU正式的第三代移動(dòng)通信空間接口技術(shù)規(guī)范之一，是集CDMA、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，頻分多址）技術(shù)優(yōu)勢于一體、系統(tǒng)容量大、抗干擾能力強(qiáng)的移動(dòng)通信技術(shù)［4］。WCDMA發(fā)展空間較大，技術(shù)成熟性最佳，有較高的擴(kuò)頻增益，可支持速率為8kbit／s～5．76Mbit／s的語音、互聯(lián)網(wǎng)等所有的3G業(yè)務(wù)。WCDMA作為產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟、網(wǎng)絡(luò)部署最為廣泛、終端最為豐富的3G技術(shù)，其網(wǎng)絡(luò)除能實(shí)現(xiàn)語音通信功能外，還可提供高速率數(shù)據(jù)和圖像傳輸功能。但是，傳統(tǒng)WCDMA系統(tǒng)總體造價(jià)相對較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難大。

1．4Femtocell無線通信技術(shù)

1．4．1Femtocell技術(shù)簡介Femtocell又可稱為毫微微小區(qū)、家庭基站［5］，是近年來根據(jù)3G發(fā)展和移動(dòng)寬帶化趨勢推出的低功率、超小型化移動(dòng)基站。Femtocell使用IP協(xié)議，通過用戶已有的ADSL、LAN等寬帶電路連接，遠(yuǎn)端由專用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)從IP網(wǎng)到移動(dòng)網(wǎng)的聯(lián)通。它的大小與ADSL調(diào)制解調(diào)器相似，具有安裝方便、自動(dòng)配置、自動(dòng)網(wǎng)規(guī)、即插即用的特點(diǎn)。1．4．2Femtocell技術(shù)優(yōu)勢（1）可覆蓋宏小區(qū)不能覆蓋的地方。（2）可以減少來自于宏小區(qū)基站的高功率開銷并提高宏小區(qū)基站的性能。（3）輻射更低，手機(jī)電池也更耐用。（4）為固網(wǎng)與移動(dòng)網(wǎng)融合提供了一個(gè)理想的解決方案。Femtocell的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。目前業(yè)界主流的設(shè)備商主要采用的是把NodeB和RNC（RadioNetworkController，無線網(wǎng)絡(luò)控制器）功能集成于一個(gè)接入設(shè)備的扁平化架構(gòu)，由Femtocell網(wǎng)關(guān)提供標(biāo)準(zhǔn)的Iu接口。更進(jìn)一步的扁平化架構(gòu)可以把SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)）／GGSN（GatewayGPRSSupportNode，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）等功能集成于Femtocell接入設(shè)備。扁平化架構(gòu)的優(yōu)勢是它符合下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。由于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的減少，使得網(wǎng)絡(luò)端到端時(shí)延大大降低（降低40％左右），從而大大增強(qiáng)用戶在使用高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)時(shí)的體驗(yàn)。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)的減少也大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。

2基于Femtocell的礦用

WCDMA無線通信系統(tǒng)傳統(tǒng)的礦用CDMA－2000，TDS－CDMA以及WCDMA系統(tǒng)總體造價(jià)相對較高，不利于大規(guī)模推廣，而且井下巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，其無線信號的全礦井無縫覆蓋困難極大；但隨著Femtocell技術(shù)的應(yīng)用，使得WCDMA無線技術(shù)應(yīng)用到煤礦井下變得簡單。針對煤礦井下的環(huán)境特點(diǎn)，提出了一種基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。從圖2可看出，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)采用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，F(xiàn)emtocell通過工業(yè)以太網(wǎng)與地面主系統(tǒng)相連，井下通信的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可采用標(biāo)準(zhǔn)的Femto網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)井下、井上通信的結(jié)合，傳輸使用礦區(qū)已經(jīng)部署的井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)。Femtocell基站集成了NodeB（即移動(dòng)基站，一般由控制子系統(tǒng)、傳輸子系統(tǒng)、射頻子系統(tǒng)、中頻／基帶子系統(tǒng)、天饋?zhàn)酉到y(tǒng)等部分組成）和RNC的功能，它通過SIP（SessionInitiationProtocol，會(huì)話初始協(xié)議）／IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒體系統(tǒng)）連接到地面優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)（優(yōu)秀網(wǎng)包括移動(dòng)交換中心MSC和用戶歸屬位置寄存器HLR等），優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)采用WCDMA專網(wǎng)的自建優(yōu)秀網(wǎng)。

2．1系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

2．1．1即插即用Femtocell所扮演的角色類似于終端設(shè)備，因此，其使用方法必須簡單明確，安裝好Femtocell基站后，只要接通電源和網(wǎng)絡(luò)就可以使用。Femtocell和服務(wù)器之間必須能自動(dòng)完成IP連接和IP分配，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程的自動(dòng)軟件升級、自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃（包括最小干擾頻點(diǎn)的選擇、擾碼的自動(dòng)分配、鄰區(qū)列表的自動(dòng)創(chuàng)建及發(fā)射功率的自動(dòng)調(diào)整）。2．1．2接入控制接入控制主要有3個(gè)層面：①接入層的UE（UserExperience）接入鑒權(quán)。用戶必須可以設(shè)置Femtocell的接入模式，如是否允許所有用戶接入、能否設(shè)置不同的接入用戶、Femtocell信號是否可以獨(dú)享等。因此，F(xiàn)emtocell必須設(shè)置一個(gè)白名單編輯功能，以滿足對Femtocell接入終端的控制。②Femtocell基站設(shè)備的接入控制。服務(wù)器要能夠監(jiān)控Femtocell基站的使用，并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站內(nèi)置一張類似于SIM卡的信息鑒權(quán)設(shè)備，運(yùn)營商可以在SIM卡上燒制相應(yīng)的鑒權(quán)信息。③優(yōu)秀網(wǎng)3GPP標(biāo)準(zhǔn)的UE接入鑒權(quán)。Femtocell對用戶的接入必須滿足3GPP對3G的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定［6］。2．1．3IP傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求因?yàn)镕emtocell是完全通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與優(yōu)秀網(wǎng)的連接，因此，如何保證業(yè)務(wù)的QoS服務(wù)等級，特別是語音業(yè)務(wù)的QoS要求非常關(guān)鍵。因此，對于IP傳輸網(wǎng)絡(luò)需要有一定的性能要求，如對滿足語音業(yè)務(wù)、滿足視頻電話及PS384K業(yè)務(wù)在時(shí)延、抖動(dòng)、丟包率、帶寬等方面的指標(biāo)均有最低要求。2．1．4時(shí)鐘同步技術(shù)Femtocell基站主要通過接收周圍宏基站信號來提取同步時(shí)鐘信號，如果Femtocell完全處于孤島環(huán)境，就需要通過自身的時(shí)鐘振蕩器來獲取時(shí)鐘。

2．2系統(tǒng)優(yōu)勢分析

綜合了Femtocell技術(shù)與WCDMA技術(shù)的特點(diǎn)，基于Femtocell的礦用WCDMA無線通信系統(tǒng)主要有以下優(yōu)勢。（1）組網(wǎng)靈活。由于系統(tǒng)采用Femtocell技術(shù)和小型化設(shè)備，且可即插即用，系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，組網(wǎng)更加靈活。（2）穩(wěn)定可靠。系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備采用電信級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)可靠性。無線資源池共享技術(shù)的應(yīng)用使得系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提高，且滿足突發(fā)情況下設(shè)備的資源需求；在正常情況下，設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷均衡，工作狀態(tài)穩(wěn)定。（3）業(yè)務(wù)豐富。系統(tǒng)不僅支持基本的高質(zhì)量語音通信和短信業(yè)務(wù)，而且基于WCDMA的高帶寬特性，可靈活承載移動(dòng)辦公、無線監(jiān)控、生產(chǎn)巡檢等各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。另外，可根據(jù)數(shù)字化礦山的特點(diǎn)，靈活定制適應(yīng)于礦山安全生產(chǎn)的多種移動(dòng)業(yè)務(wù)。（4）兼容性高。基于Femtocell的礦用WCDMA礦用無線通信系統(tǒng)設(shè)備采用國際通用通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)備可以和不同制造商生產(chǎn)的公網(wǎng)模式的WCDMA制式終端兼容；可以和多家主流設(shè)備制造商生產(chǎn)的用戶級交換機(jī)和局用交換機(jī)互通。

3結(jié)語

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國煤炭的信息化水平已經(jīng)大幅提高，礦用無線通信技術(shù)也在不斷的發(fā)展以適應(yīng)煤礦信息化進(jìn)程，從PHS技術(shù)，WiFi技術(shù)到現(xiàn)在的3G技術(shù)及今后的4G技術(shù)。下一代礦用無線通信系統(tǒng)中，高質(zhì)量的語音通信必不可少，但是其只是煤礦信息處理的小部分。隨著4G網(wǎng)絡(luò)到來，井下高清無線視頻監(jiān)控、無線傳感器、無線數(shù)據(jù)采集、視頻會(huì)議等無線業(yè)務(wù)將會(huì)是今后數(shù)字化礦山的重要標(biāo)志。4G技術(shù)的引進(jìn)也是下一代礦用無線通信系統(tǒng)的必然趨勢，其將會(huì)是未來煤礦信息化的一個(gè)重要平臺(tái)。

作者：徐壽泉 徐寶平 張陽太 武鈺 單位：天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司 重慶郵電大學(xué) 潞安新疆煤化工（集團(tuán)）有限公司

煤礦通信論文:煤礦無線通信技術(shù)論文

一、無線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦開采的重要意義

由于煤炭生產(chǎn)的施工環(huán)境比較復(fù)雜，井下人員較多，設(shè)備流動(dòng)性也較大，在生產(chǎn)操作中，常常采用多工種聯(lián)合流水作業(yè)的形式進(jìn)行煤礦開采，這就要求需要大量的重型設(shè)備參與到煤礦生產(chǎn)中，無論是在設(shè)備運(yùn)輸中，還是在安裝、調(diào)試中，其都有較高的要求，若不注重煤炭井上井下的協(xié)同生產(chǎn)，則容易發(fā)生瓦斯爆炸等事故。然而，隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，建立基于4G通信技術(shù)的無線移動(dòng)通信系統(tǒng)，并將其應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，其不僅可以確保煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行，還可以完成緊急事故的處理，因此，煤礦4G無線通信移動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，具有十分重要的意義。

二、基于4G通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)

（一）無線移動(dòng)通信系統(tǒng)架構(gòu)

針對當(dāng)前煤礦生產(chǎn)對無線移動(dòng)通信系統(tǒng)的需求，利用4G中的TD-LTE通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)高傳輸速率的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，建立信息化、自動(dòng)化、智能化于一體的煤礦安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，打破當(dāng)前煤礦系統(tǒng)安全生產(chǎn)局面，將煤礦井下傳感器、視頻等各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)部署，有效解決信息孤島的問題，確保煤礦安全生產(chǎn)，從而提高煤礦的生產(chǎn)效率。因此，建立基于分時(shí)長期演進(jìn)（TD-LTE）的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于基于4G通信技術(shù)的無線移動(dòng)通信系統(tǒng)可以在頻譜帶寬20MHz下可以實(shí)現(xiàn)上行峰值速率和下行峰值速率分別為50Mb/s，100Mb/s，其接入時(shí)延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系統(tǒng)與3G無線通信系統(tǒng)的對比，因此，采用TD-LTE無線通信技術(shù)不僅可以滿足語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸，也可以有效避免數(shù)據(jù)丟包、延時(shí)等問題。下面對基于4G通信技術(shù)的無線移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行對比分析：1.基于TD-LTE通信技術(shù)的系統(tǒng)架構(gòu)。TD-TLE煤礦無線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)主要由基站、接入網(wǎng)關(guān)、BRAS及優(yōu)秀網(wǎng)通信構(gòu)成，其中，優(yōu)秀網(wǎng)網(wǎng)元可以實(shí)現(xiàn)語音通信、數(shù)據(jù)傳輸及集群呼叫功能，其主要通過IMS+EPC+DSS集群模式來實(shí)現(xiàn)的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技術(shù)的基站通信系統(tǒng)。將Femto/Pico基站應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)建設(shè)中，增強(qiáng)區(qū)域的覆蓋范圍，通過自身的傳輸網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一接入到安全網(wǎng)關(guān)中，采用IPSEC的方式，以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸安全。當(dāng)基站通過提供WLANAP來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)過程中[5]，其也可以通過PDG直接接入網(wǎng)絡(luò)來承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了確保提高高質(zhì)量、高傳輸速率的數(shù)據(jù)和語音業(yè)務(wù)，則可以通過直接接入3GPP優(yōu)秀網(wǎng)來滿足不同的產(chǎn)品需求，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的業(yè)務(wù)活動(dòng)，建立以SmallCell為基站的網(wǎng)管系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)下層無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)與上層網(wǎng)管系統(tǒng)的對接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的優(yōu)秀網(wǎng)[6]。在系統(tǒng)中設(shè)置優(yōu)秀網(wǎng)，其主要作用是提供用戶連接、系統(tǒng)管理、網(wǎng)絡(luò)承載等功能，分析該系統(tǒng)的優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)AXUNiEPC-5[7]，其主要依托電信級EPC優(yōu)秀網(wǎng)的優(yōu)勢來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元MME、PGW等功能融為一體的模式，該優(yōu)秀網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)辦公、遙感業(yè)務(wù)、監(jiān)視控制及電子商務(wù)等基本業(yè)務(wù)，其可以為用戶提供安全可靠的LTE接入。另外，優(yōu)秀網(wǎng)系統(tǒng)還利應(yīng)用了IMS系統(tǒng)，其是一種全新的多媒體業(yè)務(wù)形式，其不僅可以滿足多樣化的多媒體業(yè)務(wù)需求，還可以實(shí)現(xiàn)LTE語音業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并且DSS優(yōu)秀網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)LTE的集群呼叫功能，DSS與EPC相比，其都采用了ATCA架構(gòu)，并且都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備小型化的優(yōu)秀網(wǎng)。4.建立綜合應(yīng)用無線通信系統(tǒng)平臺(tái)。利用分布式高性能計(jì)算機(jī)框架架構(gòu)來建立一個(gè)安全、可靠、統(tǒng)一的綜合應(yīng)用系統(tǒng)平臺(tái)，為了構(gòu)建靈活、適用強(qiáng)的處理平臺(tái)，應(yīng)在軟件處理平臺(tái)基礎(chǔ)上增加分析處理數(shù)據(jù)的專用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和終端的基站系統(tǒng)[8]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、視頻及語音等各類業(yè)務(wù)，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及應(yīng)用接口，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理的應(yīng)用系統(tǒng)。

（二）無線移動(dòng)通信系統(tǒng)功能概述

1.調(diào)度功能。調(diào)度系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要通信手段，生產(chǎn)調(diào)度員通過利用調(diào)度功能來統(tǒng)籌調(diào)度所有資源，并對煤礦生產(chǎn)中各種突發(fā)狀況進(jìn)行處理，以保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行。調(diào)度功能主要包括生產(chǎn)進(jìn)程管理、煤礦生產(chǎn)流程整合及資源分配等功能。2.語音業(yè)務(wù)。其主要包括以下幾種業(yè)務(wù)：第一，移動(dòng)電話，其可以提供語音通信功能；第二，緊急呼叫業(yè)務(wù)，當(dāng)煤礦井下的集群用戶發(fā)起緊急呼叫，呼叫中心將會(huì)做出答復(fù)，其類似與電話業(yè)務(wù)，具有簡單方便、快速的特點(diǎn)；第三，主叫號碼識(shí)別顯示業(yè)務(wù)，其主要功能是提供主叫用戶號碼給被叫用戶。3.集群通信。為了實(shí)現(xiàn)用戶之間的通信，利用無線集群通信系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息共享功能，與公眾無線移動(dòng)通信相比，無線集群通信系統(tǒng)不僅可以提供系統(tǒng)內(nèi)部的全呼、組呼之外，還可以提高雙向通話功能，通過建立優(yōu)先等級呼叫和緊急呼叫功能，以滿足煤礦生產(chǎn)安全部門指揮調(diào)度的需求。4.增殖數(shù)據(jù)服務(wù)。在增殖數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中，主要包括提供視頻通話、物聯(lián)網(wǎng)接入、手機(jī)終端定位、多種數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其中，對于視頻通話，通過手機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行無線視頻業(yè)務(wù)，以便于井上工作人員的判斷和決策；數(shù)據(jù)網(wǎng)接入，通過利用3G通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)終端及無線傳感器等接口的采集，并利用物聯(lián)網(wǎng)提供終端接入；手機(jī)終端定位，即利用4G無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)語音通話及礦用無線通信手機(jī)終端定位，即通過操作人員攜帶的手機(jī)與基站之間的信號傳輸來獲得操作人員在井下的信息，這樣地面上的工作人員則可以通過計(jì)算機(jī)來了解井下工作人員的信息，其可以確保煤礦井下的安全生產(chǎn)，同時(shí)也可以提供實(shí)時(shí)信息；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，為了滿足煤礦井下多種業(yè)務(wù)對寬帶的需求，實(shí)現(xiàn)高速分組無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并通過智能手機(jī)綁定內(nèi)部系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息、視頻監(jiān)控及安全生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控等功能，將綜合自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)組態(tài)軟件實(shí)時(shí)顯示功能，當(dāng)煤礦井下出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)將會(huì)提供自動(dòng)報(bào)警提示功能。

三、結(jié)束語

建立基于4G無線通信技術(shù)的煤礦無線通信系統(tǒng)，利用TD-LTE無線通信技術(shù)來建立寬帶無線網(wǎng)絡(luò)，由于TD-LTE無線通信技術(shù)具有覆蓋面積廣、信號強(qiáng)、傳輸速率高的優(yōu)點(diǎn)，將無線移動(dòng)通信系統(tǒng)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中，不僅可以煤礦地面井下實(shí)時(shí)通信，也可以確保煤礦井下安全生產(chǎn)，因此，建立基于4G通信技術(shù)的煤礦無線移動(dòng)通信系統(tǒng)具有十分重要的意義。

作者：朱賽虎 單位：天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司

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(dòng)通信空間接口技術(shù)。其特點(diǎn)為上下頻段統(tǒng)一，能通過對時(shí)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(shí)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(gè)中間RRU故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)鏈上的RRU無法工作，維修、擴(kuò)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(dòng)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(qiáng)的移動(dòng)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(kuò)頻的基礎(chǔ)上能夠獲得巨大的經(jīng)濟(jì)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(shí)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(jìn)行傳播這已是公認(rèn)的事實(shí)。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(gè)方面進(jìn)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(gè)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(dòng)力線、鋼軌等縱向?qū)w，這些線路的存在都會(huì)對電磁波的傳輸產(chǎn)生一定的影響。

2．2井下環(huán)境機(jī)電噪聲干擾嚴(yán)重如今，井下作業(yè)機(jī)械化與自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用，不可避免地會(huì)增加噪聲的強(qiáng)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(gè)重要因素。機(jī)械設(shè)備的作業(yè)一般是24h不停歇，因機(jī)械設(shè)備自身配置量大，啟動(dòng)頻繁，所產(chǎn)生的電氣噪聲頻譜較寬。由于信號微弱會(huì)導(dǎo)致井下通信困難，噪聲問題是井下移動(dòng)通信需解決的技術(shù)難題。

2．3接收點(diǎn)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(gè)特定的空間內(nèi)進(jìn)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(huì)對電磁波的傳輸造成影響。對于某個(gè)接收點(diǎn)來說，接受機(jī)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(yùn)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(dòng)基站。它的運(yùn)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(jìn)行線路連接，遠(yuǎn)端由專用網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)從IP網(wǎng)到無線網(wǎng)的連接，具備安裝便捷、能夠自動(dòng)配置、直接使用的優(yōu)點(diǎn)。

3．1Femtocell的技術(shù)優(yōu)勢Femtocell技術(shù)的運(yùn)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(jī)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(gè)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，并在減少節(jié)點(diǎn)時(shí)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(shí)使用，并能夠維護(hù)系統(tǒng)安全，增強(qiáng)靈活性。系統(tǒng)內(nèi)部采用電信級標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，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(yùn)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(yùn)用采用的是國際通用的通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，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(jī)進(jìn)行交換。

4結(jié)語

無線通信技術(shù)的應(yīng)用極大地實(shí)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(dòng)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(shí)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(tuán)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(yùn)行過程中，存在以下幾個(gè)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(qiáng)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(shí)時(shí)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(jìn)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(jì)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(gè)時(shí)間段內(nèi)生產(chǎn)事故等情況不能及時(shí)得到統(tǒng)計(jì)和處理，其嚴(yán)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(jìn)而影響了煤礦井下的安全生產(chǎn)。第三，無法實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)調(diào)度臺(tái)賬和報(bào)表的實(shí)時(shí)生成，在煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中，雖然實(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)生產(chǎn)報(bào)表的功能。在生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)調(diào)度臺(tái)賬和報(bào)表的實(shí)時(shí)生產(chǎn)不僅可以起到統(tǒng)計(jì)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(bào)、煤礦井下生產(chǎn)值班情況表及掘進(jìn)工作面調(diào)度記錄等報(bào)表可以很直觀的對煤礦生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)決策分析。第四，無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)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(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)的圖形管理，而實(shí)時(shí)生成的動(dòng)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?jǐn)?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(jì)算機(jī)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(huì)各界的廣泛關(guān)注，相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)經(jīng)歷了終端主機(jī)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(chǔ)和處理上，也從封閉式逐步走向開放時(shí)。由此可知，通信技術(shù)的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(shí)也是促進(jìn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)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(fù)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(jìn)的煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)進(jìn)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(shí)際需求進(jìn)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(tái)，提供語音、視頻、數(shù)據(jù)一體的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，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(shí)對井下生產(chǎn)進(jìn)行指揮，同時(shí)也可以及時(shí)進(jìn)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(diǎn)：第一，具有先進(jìn)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(jìn)行調(diào)度或召開會(huì)議，則可以進(jìn)行通信與管理；第二，信息收集與分析功能，對掘進(jìn)隊(duì)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)及井下各個(gè)環(huán)節(jié)的安全生產(chǎn)情況等基礎(chǔ)資料進(jìn)行收集，按照年、月、日對煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量及安全情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)信息共享，及時(shí)地、有效地解決煤礦生產(chǎn)中的實(shí)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(dòng)力，對機(jī)電設(shè)備、配件、雷管等進(jìn)行檢查；第四，數(shù)據(jù)資料存儲(chǔ)、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(shí)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(diǎn)發(fā)生故障，調(diào)度管理信息系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行主設(shè)備的倒換，以保證整合系統(tǒng)的正常運(yùn)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(gè)基站，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)漫游和無縫卻換的功能，這樣系統(tǒng)不僅可以實(shí)時(shí)對煤礦井下的生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測，也可以對各個(gè)基站的指揮調(diào)度人員進(jìn)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(shí)現(xiàn)上級調(diào)度臺(tái)對下級調(diào)度臺(tái)的調(diào)度，同時(shí)總調(diào)度臺(tái)可以對各分調(diào)度臺(tái)進(jìn)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(xiàng)具有危險(xiǎn)性、施工環(huán)境惡劣的工程，為了實(shí)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(qiáng)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(jìn)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(tuán)開拓準(zhǔn)備中心生產(chǎn)指揮中心

煤礦通信論文:煤礦自動(dòng)化通信技術(shù)論文

1煤礦自動(dòng)化

煤礦自動(dòng)化，是指在煤礦生產(chǎn)和管理的過程中對各項(xiàng)工作都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)化、生產(chǎn)過程中煤礦安全保護(hù)自動(dòng)化、監(jiān)控進(jìn)程自動(dòng)化、管理行為自動(dòng)化等一系列自動(dòng)化的行為，最終將煤礦自動(dòng)化的工作內(nèi)容綜合組成一個(gè)煤礦自動(dòng)化運(yùn)行平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)煤礦的生產(chǎn)和管理內(nèi)容自動(dòng)化的目標(biāo)。具體來講，煤礦自動(dòng)化的功能特點(diǎn)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(jī)械設(shè)備的運(yùn)行和管理自動(dòng)化隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代科技早已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能監(jiān)控與管理的過程。將這一新型計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)過程中和機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行當(dāng)中，對煤礦機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行自動(dòng)化進(jìn)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(shí)現(xiàn)運(yùn)行自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備包括采煤機(jī)、工作面運(yùn)輸機(jī)等多項(xiàng)設(shè)備，其中采煤機(jī)自動(dòng)化主要是通過計(jì)算機(jī)對采煤機(jī)各電機(jī)及液壓系統(tǒng)的控制，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)在運(yùn)行和管理過程中的自動(dòng)化；運(yùn)輸機(jī)則是通過對其和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸機(jī)的智能控制和管理，使其能夠自動(dòng)負(fù)擔(dān)更加大容量、高強(qiáng)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(diǎn)。

1.2煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化

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

1.3煤礦洗選系統(tǒng)自動(dòng)化

煤礦洗選系統(tǒng)自動(dòng)化是指針對提高煤質(zhì)去除矸石的洗選設(shè)備進(jìn)行集中控制，對設(shè)備運(yùn)行中的各種參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)控，使各種保護(hù)能夠有效的聯(lián)鎖，確保洗選系統(tǒng)安全高效運(yùn)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(jī)、分級篩等設(shè)備，使用自動(dòng)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(shí)各種保護(hù)的聯(lián)鎖投入也可以消除因個(gè)別設(shè)備的故障造成洗選系統(tǒng)的崩潰，避免機(jī)電生產(chǎn)事故的發(fā)生，對煤礦來說洗選自動(dòng)控制系統(tǒng)的參與即減少了企業(yè)的運(yùn)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(jī)、安全隔離器以及本安自動(dòng)電話機(jī)等，煤礦管理人員可以通過對以上設(shè)備的利用來實(shí)現(xiàn)對煤礦井下生產(chǎn)和運(yùn)輸過程的即時(shí)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(jī)和行政交換機(jī)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(jī)和行政交換機(jī)綜合使用，實(shí)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(jī)，只使用行政交換機(jī)的通信技術(shù)類型或者只建立專用的調(diào)度主機(jī)不使用行政交換機(jī)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(diǎn)，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(tái)，使通信系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、綜采設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控、電力系統(tǒng)監(jiān)控、視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)進(jìn)行融合成為了可能，成為煤礦數(shù)字化建設(shè)的重要推動(dòng)力。

3結(jié)語

煤礦的自動(dòng)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(qiáng)煤礦自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)對煤礦生產(chǎn)與管理過程的有效保護(hù)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

煤礦通信論文:短距離通信技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用

一、短距離通信技術(shù)的含義

通常情況下，通信收發(fā)兩方利用無線電波井下傳輸信息，且能夠在幾十米范圍內(nèi)傳輸，皆可叫做短距離無線通信，也可稱為短距離通信技術(shù)。短距離通信技術(shù)具備多種共性，即對等性、成本低以及功耗低等。短距離通信技術(shù)實(shí)質(zhì)指一般意義上的無線個(gè)人網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要有以下幾種標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee、IrDA和RFID等；此外，短距離技術(shù)有各種不同接入技術(shù)，如無線局域網(wǎng)技術(shù)等。礦井無線通信有感應(yīng)通信、動(dòng)力線載波通信等形式。但動(dòng)力線載波通信在礦井中應(yīng)用時(shí)，由于抗干擾能力弱，難以匹配傳輸阻抗，所以其效果較差。而感應(yīng)通信是以電磁感應(yīng)原理進(jìn)行通信，發(fā)話時(shí)，移動(dòng)通信機(jī)的磁性天線與感應(yīng)線很相似，同時(shí)有尺寸大的發(fā)射天線，但干擾噪聲過大且傳輸參數(shù)可靠性差，很少應(yīng)用。井下巷道屬于一個(gè)限定空間，主要是巖壁組建而成的封閉環(huán)境，巖壁往往限制電磁波的傳播，傳播中衰減程度過大。所以選用短距離通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦井下中，有著重要意義，短距離通信技術(shù)功耗、成本均相對比較低，網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)簡單，便于操作。

二短距離通信技術(shù)在煤礦井下中的應(yīng)用探討

短距離無線通信技術(shù)具備功耗相對較低的優(yōu)勢，因此對于“本安型”電路的相關(guān)設(shè)計(jì)十分符合。不僅如此，在煤礦井中，使用頻譜的要求較為寬松，所以，在煤礦井無線通信系統(tǒng)中，短距離通信技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

1．ZigBee技術(shù)的應(yīng)用分析

在短距離通信技術(shù)中，ZigBee技術(shù)是其中最有代表性的技術(shù)，同時(shí)應(yīng)用于煤礦井下占據(jù)重要的位置。ZigBee技術(shù)指以IEEE802.15.4為主要物理層標(biāo)準(zhǔn)，并以此將大量微小傳感器間的通信進(jìn)行協(xié)調(diào)。此類傳感器無需巨大能量，經(jīng)過無線電波且利用接力形式，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)傳感器之間的數(shù)據(jù)傳輸，發(fā)揮高通信效率。ZigBee技術(shù)擁有三個(gè)特點(diǎn)：功耗低，即休眠狀態(tài)下的耗電量為微瓦級，工作狀態(tài)下的耗電量為毫瓦級；超大網(wǎng)絡(luò)容量，即1個(gè)ZigBee可支持的節(jié)點(diǎn)有65000個(gè)；廣泛的覆蓋面積，網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍可達(dá)100～1000m。ZigBee技術(shù)具備雙向性定位優(yōu)勢，將ZigBee技術(shù)充分應(yīng)用于煤礦井下中，有效實(shí)現(xiàn)井下與地面之間的信息交流，提高定位信息的規(guī)范性以及準(zhǔn)確性。此外，ZigBee技術(shù)在實(shí)行雙向傳遞時(shí)，可將某些意外或突發(fā)事件的發(fā)生進(jìn)行控制和防止，同時(shí)，傳輸?shù)乃俣认喈?dāng)快，信息準(zhǔn)確性也較高，從而提高決策反應(yīng)效率。ZigBee技術(shù)系統(tǒng)在反映井下定位現(xiàn)狀的時(shí)候，能夠利用計(jì)算機(jī)將井下活動(dòng)軌跡進(jìn)行詳細(xì)描述，也就是經(jīng)過標(biāo)識(shí)卡活動(dòng)狀況、各種站點(diǎn)間信息的傳遞等，進(jìn)行了解和掌握井下活動(dòng)的具體現(xiàn)狀，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不良現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，可立即采取措施，避免發(fā)生意外。如在某市煤礦中，因井下地形復(fù)雜，在進(jìn)行煤礦開采時(shí)，常常發(fā)生事故，發(fā)生事故之后，營救人員不能將井下受災(zāi)人員的分布情況以及人數(shù)進(jìn)行較好確定，若將營救設(shè)備盲目開進(jìn)，則會(huì)誤傷受困人員，從而無法及時(shí)營救受困工人。然而使用ZigBee技術(shù)之后，能將事故受困人員分布位置以及具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確確定，促進(jìn)營救工作的順利開展，及時(shí)救出受困人員，進(jìn)一步降低煤礦井下安全事故的發(fā)生率，確保工作人員的生命安全。

2．IrDA技術(shù)應(yīng)用分析

一般情況下，IrDA技術(shù)在調(diào)制時(shí)，常常利用脈沖相位，如此一來，不但將抗干擾能力增強(qiáng)，而且使連續(xù)電平功率大于脈沖電平功率，防止了紅外二極管無法承受高功率的現(xiàn)象出現(xiàn)。IrDA技術(shù)具備成本低，易控制傳播距離、范圍，保密性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，將該技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下通信系統(tǒng)中，可發(fā)揮遙控器的作用。此外，根據(jù)國家煤礦安全相關(guān)監(jiān)控系統(tǒng)新標(biāo)準(zhǔn)，對于井下傳感器，必須利用紅外遙控傳感器，無需使用精度產(chǎn)品及電位器調(diào)零點(diǎn)產(chǎn)品等。由此可見，IrDA技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下中具有重要的作用。

3．無載波UWB通信技術(shù)應(yīng)用分析

在煤礦井下應(yīng)用無載波UWB通信技術(shù)，能夠降低煤礦井下通信系統(tǒng)的成功。在煤礦井中，可通過超寬帶信號頻帶寬的優(yōu)勢，將傳輸距離進(jìn)行換取。利用UWB無線通信，能快速實(shí)現(xiàn)通信和測距及定位統(tǒng)一，多功能一體化等，將無載波UWB通信技術(shù)應(yīng)用在煤礦井下，有利于準(zhǔn)確定位井下人員，在發(fā)生各種惡性事故的時(shí)候，保持無線通信系統(tǒng)通暢，可提高救生搶險(xiǎn)的效率。

三、結(jié)束語

總之，短距離通信技術(shù)在煤礦井下中發(fā)揮重要作用，如無載波UWB通信技術(shù)、IrDA技術(shù)應(yīng)用和ZigBee技術(shù)應(yīng)用等，只有將這些技術(shù)充分利用，才能提升我國煤礦井下開采工作的效率和質(zhì)量，從而促進(jìn)煤礦行業(yè)的快速發(fā)展。

作者：趙娟 朱彤 單位：河南工業(yè)貿(mào)易職業(yè)學(xué)院

煤礦通信論文:煤礦通信技術(shù)的發(fā)展研究

目前，大多數(shù)的煤礦企業(yè)都對于礦井的安全生產(chǎn)制定出了一系列的監(jiān)控系統(tǒng)，對于煤炭工作之中無論是礦用帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng)，還是礦用電力監(jiān)控系統(tǒng)都設(shè)置了監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)加強(qiáng)綜合檢測控制系統(tǒng)的監(jiān)控，在不斷完善發(fā)展的基礎(chǔ)之上建立了局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)自動(dòng)化系統(tǒng)。局部生產(chǎn)環(huán)節(jié)作為整個(gè)礦井系統(tǒng)的組成部分具有重要作用，處理好整體和局部的關(guān)系，從而保證整體的部分大于局部之和，從而更好的推進(jìn)礦井綜合自動(dòng)化的不斷發(fā)展與進(jìn)步。

1礦井?dāng)?shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)當(dāng)下多數(shù)的煤礦企業(yè)采用的都是通過電視系統(tǒng)對于礦用工業(yè)進(jìn)行模擬性的傳輸，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，對于井下的數(shù)字化工業(yè)電視系統(tǒng)而言，具有更強(qiáng)的發(fā)展前途。可以說是“如虎添翼”，從三網(wǎng)合并發(fā)展來看，它將是未來礦工井下作業(yè)的一個(gè)新的發(fā)展方向。

2工作面巷道監(jiān)控中心對于大多數(shù)煤礦企業(yè)而言，目前的自動(dòng)化控制主要集中在液壓支架等單機(jī)操作之中。對于其全面技術(shù)控制方面還存在一些欠缺，因此對于煤炭開采挖掘等方面，包括供電設(shè)備等集中監(jiān)控控制中還存在著瓶頸。這就會(huì)影響信息的直接傳送。而這些就意味著調(diào)度中心不能及時(shí)的了解情況從而做出合理的判斷，從而直接影響一系列的機(jī)載信息以及移動(dòng)可視信息在傳送到工作面巷道控制中心的狀況，從而影響挖煤機(jī)等機(jī)械的作業(yè)1。

3礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)。礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)作為煤炭自動(dòng)化的重要系統(tǒng)之一，但在很多煤礦之中忽視對其的使用。對于礦井之下的水泵房而言，這里的每臺(tái)水泵最低都有幾百瓦，而由于水泵排空閥門較容易受到礦井之下水質(zhì)的影響出現(xiàn)故障，從而出現(xiàn)問題不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，這便會(huì)給井下作業(yè)帶來巨大的麻煩。因此處于各方面的考慮，對于安裝礦井水泵自動(dòng)化系統(tǒng)都有十分重要的現(xiàn)實(shí)作用，通過對于井下水泵傳送信息的及時(shí)了解，可以根據(jù)情況作出相應(yīng)的應(yīng)對措施，從而保證井下作業(yè)的順利進(jìn)行。

煤礦通信技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷應(yīng)用，IP語音通信技術(shù)由于自身的優(yōu)勢很快在煤炭通信技術(shù)之中脫穎而出，成為礦井之間相互聯(lián)系的一個(gè)主要通信工具，通過不斷探索將煤礦通信技術(shù)推向一個(gè)新的發(fā)展方向。

1全礦井生產(chǎn)調(diào)度通信

對于礦井的通信而言，在實(shí)際生產(chǎn)過程之中，使用較廣的當(dāng)屬于對于礦井的生產(chǎn)調(diào)度通信。礦井通信最主要最直接的目的便是對于礦井的生產(chǎn)調(diào)度，它是直接作用于實(shí)踐指揮的產(chǎn)物。通常是由調(diào)度主機(jī)、安全隔離器以及本安自動(dòng)電話機(jī)等組成。它們通過相互聯(lián)系而存在，當(dāng)下在礦井生產(chǎn)調(diào)度中，對于通信系統(tǒng)主要分以下三種：

設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),又有行政交換機(jī)。目前我國的大多數(shù)煤礦是既設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),又有行政交換機(jī)。因?yàn)檫@些除了涵蓋普通的使用之外，還可以通過調(diào)度員的需要來對通話方式進(jìn)行不斷的改變，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)對特殊情況的特殊需要。這一系列的富有專業(yè)特色的服務(wù)功能為煤礦生產(chǎn)都起到了很大的幫助，為緊急情況以及特殊指示下的通話創(chuàng)造了條件，從而為保證煤炭的安全生產(chǎn)起到一定的作用。

不設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),僅用行政交換機(jī)。對于一部分的為降低投資成本的小型礦井而言，它們大多數(shù)會(huì)選用不設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),僅用行政交換機(jī)的通信設(shè)備。這種設(shè)備成本較低，而且井下用戶可以根據(jù)實(shí)際需要而自動(dòng)撥號，使用起來也較為方便。但是，一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)緊急狀況，這種通信設(shè)備由于不具備調(diào)度員無阻塞通話功能，便很難將緊急預(yù)案中采取的措施傳達(dá)下去，因此對于井下作業(yè)安全而言，還存在著一定的隱患。

設(shè)專用的調(diào)度主機(jī),不設(shè)行政交換機(jī)。對于具有自動(dòng)交換及聯(lián)網(wǎng)的功能的專用調(diào)度主機(jī)而言,它們自身的功能完全可以代替行政交換機(jī)的功能在現(xiàn)實(shí)之中應(yīng)用。但由于調(diào)度主機(jī)的總?cè)萘枯^小,因此，這種技術(shù)的應(yīng)用主要集中在地面用戶較少的煤礦之中2。由于程控調(diào)度通信系統(tǒng)的不斷發(fā)展，使得信號穩(wěn)定通話質(zhì)量更高，而且傳送數(shù)據(jù)穩(wěn)定的通訊技術(shù)出現(xiàn)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，相信數(shù)字交換技術(shù)在投入使用之后必然會(huì)將程控技術(shù)所代替。

2礦用小靈通通信系統(tǒng)

礦用小靈通通信系統(tǒng)作為一種無線通信技術(shù)來講，它的覆蓋性較強(qiáng)，而且使用起來相對方便。由于此通信工具是針對礦用而研制的，因此對于礦井之中的巷道中使用效果相對不錯(cuò)。但是由于目前系統(tǒng)缺乏調(diào)度功能，同時(shí)，在系統(tǒng)之中的一些主要設(shè)備基站和基站控制器都為隔爆設(shè)備，因此對于工作面巷道而言是不可使用的3。適用范圍的受限并不影響其自身的發(fā)展，我們可以通過增加調(diào)度功能和開發(fā)本安型基站等來實(shí)現(xiàn)礦用小靈通通信系統(tǒng)的更好使用。

3井下光纖通信

井下光纖通信系統(tǒng)作為“后起之秀”迅速發(fā)展起來，其原因在于它通信容量較大而且對于井下通訊而言，擁有很好防爆性能和抗干擾能力。這樣可以很快很好的適應(yīng)復(fù)雜的井下環(huán)境。井下光纖技術(shù)由于近幾年的不斷深入研究，井下光纖通信技術(shù)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，從而更好的投入到生產(chǎn)作業(yè)之中。目前井下光纖除了具備基礎(chǔ)的通信功能之外，還擁有自動(dòng)化的檢測功能，它的高質(zhì)量傳輸目前是井下工業(yè)電視系統(tǒng)中的重要組成部分，而且隨著科研人員的不斷深入研究，相信它的作用和地位將有更大的提高和利用。

存在技術(shù)問題

我國煤炭產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展雖然緊密的同高新技術(shù)相結(jié)合，但其中還存在一系列的問題，而且一些局部化的環(huán)節(jié)仍需要加強(qiáng)重視，從而可以保證在作業(yè)過程中，一個(gè)整體之間可以相互聯(lián)系促進(jìn)，從而為更好的作業(yè)提供保障。

1加強(qiáng)對于高效礦用光纜開發(fā)利用，加強(qiáng)光纜修復(fù)技術(shù)

光纜是我國煤礦井下工作合理進(jìn)行的一個(gè)重要工具，但由于井下環(huán)境復(fù)雜，它的主要投入還局限在大巷之中。而對于其他環(huán)境之下，普通的光纜自身承載不了，因此很容發(fā)生斷裂等現(xiàn)象，而且它的修復(fù)工作也極為困難，但由于光纜在井下工作性能較高，它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制作業(yè)的載體，通過傳送電視監(jiān)控資料而來控制整個(gè)作業(yè)的進(jìn)度，同時(shí)由于井下距離較長，只有礦用光纜可以承擔(dān)得起這些傳送，而且性價(jià)比很高。因此解決礦用光纜對于在惡劣環(huán)境下的使用和修復(fù)問題是目前開發(fā)的重點(diǎn)，對于承受能力較強(qiáng)、材質(zhì)延伸度較好的材料可以更好更快的推進(jìn)煤礦自動(dòng)化作業(yè)，從而保證煤礦作業(yè)的自動(dòng)化與通信技術(shù)相結(jié)合更好的為煤炭發(fā)展作出貢獻(xiàn)4。

2增強(qiáng)局部薄弱環(huán)節(jié)的作業(yè)，從而保證各個(gè)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行

煤礦自動(dòng)化的高速監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)已有多種方案可選，而且各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)分工不均，同時(shí)技術(shù)參差不齊，這就直接影響煤礦自動(dòng)化運(yùn)行水平，從而一些因?yàn)殡y以承載相應(yīng)的負(fù)荷便會(huì)出現(xiàn)故障，這就要求各生產(chǎn)廠家進(jìn)行不斷完善提高，保證工作進(jìn)度。

結(jié)語

煤礦產(chǎn)業(yè)對于社會(huì)具有重要作用，煤礦的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)高效開采的基礎(chǔ)，而對于煤炭開采工作而言，安全問題是其中最重要的。質(zhì)量安全是生產(chǎn)作業(yè)的重中之重，因此便需要利用通信技術(shù)來加強(qiáng)井上與井下的聯(lián)系，同時(shí)對于整個(gè)礦山之間的相互聯(lián)系。運(yùn)用科學(xué)的技術(shù)手段既可以提高作業(yè)的效率也可以保證作業(yè)的安全與科學(xué)，因此，煤礦的自動(dòng)化技術(shù)同通信技術(shù)相結(jié)合，正是體現(xiàn)了這一點(diǎn)。我相信，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，一定可以走出一條低能耗的集約化發(fā)展道路。加大對于科學(xué)技術(shù)的不斷應(yīng)用，從長久利益看來是切實(shí)可行的，而且節(jié)能減排對于構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)也會(huì)具有重要意義。（本文作者：張曉紅 單位：天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司）

煤礦通信論文:煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控及通信技術(shù)謅議

【摘要】我國是煤炭生產(chǎn)大國，煤礦行業(yè)發(fā)展迅速為我國經(jīng)濟(jì)增長起到巨大推動(dòng)作用，但是由于煤礦生產(chǎn)安全管理水平較差，安全問題一直困擾著整個(gè)煤礦行業(yè)，煤炭生產(chǎn)安全形勢十分嚴(yán)峻，為有效改善礦山安全事故等緊急事務(wù)的處理能力，綜合了通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)成為我國落實(shí)煤炭產(chǎn)業(yè)安全生產(chǎn)重要基礎(chǔ)，始終為煤礦行業(yè)發(fā)展提供驅(qū)動(dòng)力。本文對煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)進(jìn)行簡要闡述，討論了煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】煤礦；安全生產(chǎn)；監(jiān)控與通信技術(shù)

1引言

煤炭資源作為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)有非常重要的作用，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾日常生活密不可分的一部分，但煤礦行業(yè)存在的安全問題不僅成為了煤礦企業(yè)的困擾還引發(fā)了較為普遍的關(guān)注，安全對煤礦生產(chǎn)的重要性是不言而喻的，需要采取各種措施和手段進(jìn)行保障，其中煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)是較為成熟的措施之一，在煤礦生產(chǎn)當(dāng)中發(fā)揮著巨大作用[1]。

2我國當(dāng)前煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)現(xiàn)狀

相關(guān)部門針對煤礦生產(chǎn)特點(diǎn)提出具有較高可行性安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)，其中包括現(xiàn)場總線本質(zhì)安全防爆、煤礦監(jiān)控信息傳輸、煤礦監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理、斷電控制、饋電狀態(tài)監(jiān)測、開關(guān)電源本質(zhì)安全防爆、礦用本質(zhì)安全防爆電源、備用電源連接等方式內(nèi)容，制定了一系列滿足煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立了生產(chǎn)過程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并有效解決的監(jiān)控系統(tǒng)。通過信號采集、計(jì)算機(jī)監(jiān)控、數(shù)據(jù)通信方式對煤礦生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控，并且相對簡便的線路連接就可以滿足煤礦惡劣的生產(chǎn)環(huán)境具有良好的通用性，不僅實(shí)現(xiàn)了對煤礦生產(chǎn)活動(dòng)的監(jiān)督，更為煤礦生產(chǎn)安全監(jiān)控提供了便利條件，煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)主要包括：安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)、井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)、移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)三大部分[2]。

2.1安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及系統(tǒng)

煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)和技術(shù)需要根據(jù)煤礦井下環(huán)境進(jìn)行選擇確定，對于傳輸距離遠(yuǎn)、井下電氣環(huán)境復(fù)雜的情況，可采用樹形結(jié)構(gòu)來布設(shè)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)及安裝；對于電網(wǎng)電壓變化范圍大、作業(yè)環(huán)境惡劣的環(huán)境，要采用遠(yuǎn)程供電方式替代煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)傳感器。

2.2井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)

普通的GPS定位信號無法全面覆蓋井下通道，這就對煤礦井下人員定位技術(shù)及系統(tǒng)提出更高要求，一般井下人員定位識(shí)別卡位移速度應(yīng)大于等于五米每秒，安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)分站與井下人員定位識(shí)別卡無線傳輸距離不得低于十米，井下人員定位識(shí)別卡并發(fā)數(shù)量大于等于八十，總安裝數(shù)量不少于八千。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)為井下生產(chǎn)作業(yè)人員提供位置檢測系統(tǒng)，特別是井下作業(yè)過程中出現(xiàn)事故問題，井下人員位置檢測系統(tǒng)可以檢測到人員具體位置，便于營救人員及時(shí)、準(zhǔn)確開展救援工作，減少人員損失，同時(shí)井下人員位置檢測系統(tǒng)還可提升生產(chǎn)管理工作，讓管理人員及時(shí)了解井下人員位置和出勤情況，以便更好的安排工作。

2.3移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)

移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)需要覆蓋全礦井范圍，因?yàn)槊旱V作業(yè)無線傳輸損耗量大，需要較強(qiáng)的抗干擾能力，同時(shí)各個(gè)礦井無線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和規(guī)律是不同的，在移動(dòng)通信技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用布設(shè)過程中需要充分考慮煤礦工作環(huán)境對移動(dòng)通信及其他環(huán)境方面的需求，確定全礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)及其技術(shù)的應(yīng)用方式，充分結(jié)合現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)揮作用[3]。

3煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)未來發(fā)展

3.1人員精確定位技術(shù)

煤礦井下生產(chǎn)發(fā)生安全事故時(shí)，為能及時(shí)進(jìn)行有效的應(yīng)急救援處理，需要對井下人員具體位置進(jìn)行精確定位，因?yàn)橹挥芯珳?zhǔn)的人員定位才能為應(yīng)急救援提供良好的條件，爭取更多的時(shí)間，挽救更多人的生命，現(xiàn)階段煤礦井下主要采用的人員定位技術(shù)是部分功能的移動(dòng)設(shè)備（RFD）和漏泄電纜等方式，一定程度上實(shí)現(xiàn)井下人員位置監(jiān)測，遏制了超定員生產(chǎn)作業(yè)狀況，但是這些技術(shù)與系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)人員精確定位，不滿足事故救援要求，因此人員精確定位技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)未來發(fā)展的主要方向之一。

3.2建立礦用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

普通的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控工作仍需完善，現(xiàn)階段國家倡導(dǎo)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以進(jìn)行有效應(yīng)用，建立完善的礦用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，將煤炭生產(chǎn)過程中所需的物資進(jìn)行整合，對比物資質(zhì)量、價(jià)格、特點(diǎn)，為煤炭生產(chǎn)提供自主選擇機(jī)會(huì)，通過礦用物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合煤礦實(shí)際，選取最優(yōu)物資，充分降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，為煤礦行業(yè)提供安全生產(chǎn)技術(shù)交流與學(xué)習(xí)的平臺(tái)，滿足國家對煤礦行業(yè)生產(chǎn)流程的監(jiān)督要求。

3.3建立煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)

煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)具有生產(chǎn)調(diào)度、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急擴(kuò)音通信、緊急呼叫、避險(xiǎn)與逃生聲光提示、位置監(jiān)測等功能，為煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控提供良好的技術(shù)支持，可對煤礦安全生產(chǎn)進(jìn)行全方位監(jiān)控，具有優(yōu)越的通信功能保障交流暢通，管理人員借助煤礦一體化通信技術(shù)與系統(tǒng)可對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題及時(shí)進(jìn)行糾正，并加以指導(dǎo)完善，充分落實(shí)相關(guān)工作規(guī)劃，同時(shí)在發(fā)生安全事故的情況下能使相關(guān)人員及時(shí)與救援人員進(jìn)行溝通，解除安全隱患，降低安全問題帶來的人身與財(cái)產(chǎn)損失[4]。

3.4引入地面遙控技術(shù)

煤礦生產(chǎn)過程中，采掘工作面是事故多發(fā)地點(diǎn)，需要煤礦監(jiān)控、通信、機(jī)械化升級等渠道盡量減少工作面作業(yè)人員數(shù)量，將人員集中在相對安全的施工地點(diǎn)進(jìn)行作業(yè)，其他部分通過地面遙控技術(shù)來完成，在這個(gè)過程中需要煤巖分界識(shí)別技術(shù)和儀器的配合，通過研究液壓支架、采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)精確定位技術(shù)，提升監(jiān)控可靠性，充分節(jié)約人力資源，降低煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生幾率。

3.5完善生命探測技術(shù)

除基本的人員精確定位技術(shù)外，還需要生命探測技術(shù)提供支持，因?yàn)樯綔y技術(shù)及相關(guān)裝置是保障事故處理速度的重要設(shè)施，能有效提升事故救援速度，提升人員生還幾率，由于煤礦井下無線傳輸衰減大、電氣防爆要求高，在地面使用的大量技術(shù)在井下受到限制，難以直接應(yīng)用，為解決這一問題需要充分了解煤礦井下生產(chǎn)工藝環(huán)境，研究設(shè)計(jì)出適應(yīng)煤礦井下生命探測的技術(shù)與設(shè)備。

3.6應(yīng)用重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)

煤礦生產(chǎn)環(huán)境極易出現(xiàn)重大災(zāi)害，不僅影響正常生產(chǎn)，還可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡，因此，重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)是煤礦安全生產(chǎn)的有力保障，現(xiàn)有的煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)檢測、斷電、報(bào)警等功能，部分系統(tǒng)能有效應(yīng)對井下沖擊、水災(zāi)、瓦斯等環(huán)境，針對這些重大災(zāi)害有一定的預(yù)警功能，但是準(zhǔn)確率仍舊不能讓人滿意，無法充分滿足煤礦安全生產(chǎn)的需要，為提高重大災(zāi)害預(yù)警準(zhǔn)確性，基于煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)水災(zāi)、瓦斯和沖擊地壓等重大災(zāi)害預(yù)警技術(shù)，提高了礦山生產(chǎn)安全。

4結(jié)語

我國煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，市場繁榮，但是無論煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展到何種程度，安全問題仍舊是一大焦點(diǎn)，值得不斷探索、完善推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)提供生產(chǎn)安全性，減少生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的各類安全事故，這同時(shí)需要社會(huì)對煤礦生產(chǎn)的安全問題引起足夠的關(guān)注與重視，在煤礦生產(chǎn)過程中，充分應(yīng)用安全生產(chǎn)監(jiān)控與信息技術(shù)，開發(fā)礦用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立一體化通信技術(shù)，引入地面遙控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)工作現(xiàn)代化、信息化管理，充分完善煤礦行業(yè)安全監(jiān)督管理體系，推動(dòng)我國煤炭產(chǎn)業(yè)科學(xué)快速發(fā)展，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改善人民群眾生活提供良好支持。

作者：蔣銳 單位：天地(常州)自動(dòng)化股份有限公司

煤礦通信論文:CDMA2000無線通信系統(tǒng)對煤礦的應(yīng)用

摘要鄆城煤礦CDMA2000無線通信系統(tǒng)在井下采用定向天線的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了礦井無線信號的無縫覆蓋；實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)與礦井固定電話網(wǎng)絡(luò)、電信公網(wǎng)的對接，實(shí)現(xiàn)了井上井下礦用手機(jī)與調(diào)度固話、警務(wù)通、外網(wǎng)手機(jī)固話的互聯(lián)互通，極大地提高了工作效率。

關(guān)鍵詞CDMA2000技術(shù)；無線通信；煤礦

近年來，隨著國家對煤礦安全生產(chǎn)的重視以及各煤礦企業(yè)增強(qiáng)企業(yè)競爭力的需求日益強(qiáng)烈，煤礦對通信的安全性、便捷性、可靠性、實(shí)用性的需求日益強(qiáng)烈。目前在礦用無線通信系統(tǒng)中所采用的技術(shù)有：小靈通、TD-SCDMA、WiFi、CDMA2000等無線通信技術(shù)，其中礦用小靈通通信系統(tǒng)因隨著通信技術(shù)的發(fā)展已退出歷史舞臺(tái)。本文主要介紹CDMA2000無線通信系統(tǒng)在鄆城煤礦的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1方案選擇

1.1系統(tǒng)選擇

礦用WiFi通信系統(tǒng)、礦用TD-SCDMA通信系統(tǒng)、礦用CDMA2000通信系統(tǒng)3種系統(tǒng)間的比較如表1。圖像傳輸?shù)闹厝巍ｈb于此，鄆城煤礦選擇使用CDMA2000無線通信系統(tǒng)。

1.2系統(tǒng)覆蓋形式選擇

系統(tǒng)在地面采用電信公網(wǎng)信號覆蓋。本系統(tǒng)通過2M線與電信對接，保證地面及井下的手機(jī)、警務(wù)通、調(diào)度電話在任何地點(diǎn)互聯(lián)互通。井下覆蓋方式采用定向天線。定向天線用定做支架支撐，根據(jù)覆蓋距離及巷道方向每臺(tái)基站配置1到3個(gè)天線，對于重要巷道預(yù)留出足夠的覆蓋冗余，以保證特殊情況下信號的完全覆蓋。

2方案設(shè)計(jì)

鄆城煤礦CDMA2000無線通信系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，主要由地面設(shè)備(包括優(yōu)秀網(wǎng)CN、基站控制器、網(wǎng)管電腦、SIP調(diào)度服務(wù)器、交換機(jī)、數(shù)字中繼、調(diào)度臺(tái))、井下設(shè)備(基站、光纜)及手機(jī)等組成，井下基站由光纜連接到環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，優(yōu)秀網(wǎng)通過PON環(huán)網(wǎng)控制井下基站。示意圖見表1。（1）設(shè)備配置：地面中心機(jī)房優(yōu)秀網(wǎng)1套、網(wǎng)管電腦1臺(tái)、SIP服務(wù)器1臺(tái)、數(shù)字中繼1臺(tái)、交換機(jī)2臺(tái)，地面3樓調(diào)度室調(diào)度臺(tái)1臺(tái)；井下基站共30臺(tái)，包括主井筒和副井筒各2臺(tái)基站，井下定向天線70套；本安集群手機(jī)300部；光纜、電纜及輔料若干。（2）覆蓋范圍：能滿足地面、主井副井周圍巷道、運(yùn)輸大巷、皮帶大巷、回風(fēng)大巷、1300軌道順槽、主變電所、主井筒、副井筒、輔助軌道的信號覆蓋，完全滿足礦方的通信需求。

3系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

3.1系統(tǒng)功能

（1）實(shí)現(xiàn)全礦流動(dòng)人員、監(jiān)獄警務(wù)通、調(diào)度電話在地面和井下的互聯(lián)互通。（2）提供豐富多彩的業(yè)務(wù)和應(yīng)用，包括語音、短消息等業(yè)務(wù)功能，還可提供語音調(diào)度功能。（3）系統(tǒng)基于IP架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)與礦方現(xiàn)有固話網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，充分利用原有的網(wǎng)絡(luò)資源，避免礦方的重復(fù)投資。

3.2系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）系統(tǒng)容量大，同一覆蓋區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶同時(shí)通話。（2）系統(tǒng)采用先進(jìn)的CDMA20003G技術(shù)，使用適合煤礦井下傳輸?shù)拇?00M黃金頻段，抗干擾能力強(qiáng)，覆蓋廣，語音清晰，話音質(zhì)量好。（3）支持1X/1xEV-DO、IP化等特點(diǎn)，并具備向下一代網(wǎng)絡(luò)LTE平滑演進(jìn)的能力，全I(xiàn)P交換，實(shí)現(xiàn)快速部署網(wǎng)絡(luò)，滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的未來演進(jìn)，避免了礦方重復(fù)建設(shè)的投資。（4）有線、無線融合的一體化調(diào)度通信功能，實(shí)現(xiàn)有線與無線用戶的統(tǒng)一調(diào)度功能，系統(tǒng)可提供模擬中繼(FXO)和數(shù)字中繼(E1)兩種方式的中繼接口，并支持七號信令和ISDN-PRI等信令。（5）系統(tǒng)采用全I(xiàn)P架構(gòu)，組網(wǎng)靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)單一礦井組網(wǎng)或集團(tuán)多礦井異地組網(wǎng)。（6）系統(tǒng)具有手機(jī)與手機(jī)、手機(jī)與有線電話之間的互聯(lián)互通功能。（7）系統(tǒng)具有小區(qū)切換功能，合法用戶可在不同的基站之間進(jìn)行切換，系統(tǒng)可支持專網(wǎng)與公網(wǎng)的自由切換。（8）系統(tǒng)可實(shí)時(shí)查看基站的工作狀態(tài)并統(tǒng)一管理網(wǎng)內(nèi)各無線通信基站。（9）系統(tǒng)具有調(diào)度管理功能，可對專網(wǎng)用戶進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理。（10）系統(tǒng)可支持通話監(jiān)聽、通話錄音、錄音保存和錄音回放的等監(jiān)管功能，系統(tǒng)支持組呼、全呼以及會(huì)議等調(diào)度管理功能。

4結(jié)語

鄆城煤礦的成功運(yùn)行和使用情況表明，CDMA2000無線通信系統(tǒng)采用定向天線的覆蓋方式真正解決了鄆城煤礦井下復(fù)雜巷道的無線信號覆蓋要求，實(shí)現(xiàn)了礦井無線信號的無縫覆蓋；高質(zhì)量的語音通信解決了煤礦井下移動(dòng)人員和零散作業(yè)人員的通信要求，提高了地面與井下通信的實(shí)時(shí)性與可靠性；強(qiáng)化了人員的管理，做到人員快速合理調(diào)配，同時(shí)減少了管理人員數(shù)量，并實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)與煤礦固定電話網(wǎng)絡(luò)、電信公網(wǎng)的對接，實(shí)現(xiàn)了井上井下礦用手機(jī)與調(diào)度固話、警務(wù)通、外網(wǎng)手機(jī)固話的互聯(lián)互通，極大地提高了工作效率，為鄆城煤礦的安全生產(chǎn)提供了完善的通信保障。

作者：奚偉民 單位：山東省鄆州監(jiān)獄

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

【摘要】本文首先指出在煤礦安全生產(chǎn)中使用監(jiān)控技術(shù)和通信技術(shù)的原因，接著指出我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)及安全生產(chǎn)通信技術(shù)的現(xiàn)狀，最后指出我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)應(yīng)該如何進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】煤礦；安全生產(chǎn)；監(jiān)控；通信技術(shù)

近些年來，我國的煤礦資源呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的趨勢，煤礦企業(yè)為了獲取利潤，不斷加大對煤礦的開采量，往往就會(huì)把煤礦的安全生產(chǎn)工作給忽視掉，最后釀成非常惡劣的煤礦安全事故。合理開采礦井資源，保障煤礦工人的人身安全，是煤礦安全生產(chǎn)中不可缺少的一部分。

一、煤礦安全生產(chǎn)中使用監(jiān)控與通信技術(shù)的原因

（一）我國煤礦安全生產(chǎn)中存在的問題

1.開采強(qiáng)度過大一些煤礦通過加大對煤礦的開采力度以至于獲得更高的利潤。比如在井下同一個(gè)班內(nèi)安排過多的作業(yè)人數(shù)；沒有根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)采礦施工等，都容易造成煤礦結(jié)構(gòu)的破壞和不穩(wěn)定，加大采礦施工風(fēng)險(xiǎn)；再加上生產(chǎn)組織的過于集中，加大了施工事故的破壞程度，一旦發(fā)生意外，會(huì)帶來嚴(yán)重的人員傷亡。2.非法組織生產(chǎn)一些地區(qū)，特別是農(nóng)村地區(qū)存在持證不全甚至無證就組織煤礦開采工作的情況；違反國家相關(guān)規(guī)定越界超層開采煤礦；無視執(zhí)法部門懲處或者警告，繼續(xù)組織煤礦開采工作等，這些非法組織的煤礦生產(chǎn)活動(dòng)，存在著很大的安全隱患，嚴(yán)重威脅礦工的生命安全。3.安全管理混亂煤礦管理人員因?yàn)樽陨淼陌踩a(chǎn)意識(shí)薄弱，將會(huì)對整個(gè)煤礦安全管理工作完成的質(zhì)量造成影響，比如：部分安全管理人員對煤礦管理的相關(guān)規(guī)定無視，允許工作人員在未規(guī)劃的工作面采煤；對開采設(shè)備及輔助設(shè)備的安裝不及時(shí)、不到位；煤礦監(jiān)控系統(tǒng)安裝管理不明確，安裝地點(diǎn)不到位；對礦井工作人員的要求和監(jiān)管力度不強(qiáng)等，會(huì)加大煤礦事故發(fā)生的幾率，造成嚴(yán)重的礦難。4.煤礦企業(yè)對生產(chǎn)安全問題的忽視現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的刺激之下單純以追求經(jīng)濟(jì)利益為主，往往忽視了工業(yè)生產(chǎn)過程中的安全問題，安全第一的口號僅僅成為了一句口號，大部分煤礦企業(yè)并沒有把煤礦從業(yè)人員的人身安全放在首位，發(fā)生事故的幾率便會(huì)大大提升，發(fā)生事故之后的緊急處理工作不到位，沒有以安全生產(chǎn)為重要目標(biāo)。并且煤礦生產(chǎn)作為一項(xiàng)具有危險(xiǎn)性的操作，一定的監(jiān)督工作是必不可少的，但是在實(shí)際情況中，很多煤礦企業(yè)并沒有建立比較健全的監(jiān)督管理制度，甚至出現(xiàn)監(jiān)督崗位的缺失現(xiàn)象。這種只重視經(jīng)濟(jì)利益而忽視了安全生產(chǎn)的做法，不僅不利于生產(chǎn)技術(shù)的更新，而且不利于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，最終導(dǎo)致惡性循環(huán)，會(huì)給煤礦生產(chǎn)帶來更大的安全隱患。5.煤礦操作事故防范措施不健全就我國目前的煤礦發(fā)展的狀況來看，我國頒布的相關(guān)安全生產(chǎn)法律雖然在形式上彌補(bǔ)了生產(chǎn)安全方面的法律缺失，但是一些法律條款過于簡單，內(nèi)容不夠全面細(xì)致，法律方面的漏洞很多，因此在法律層面對煤礦安全生產(chǎn)的保障作用仍然不夠明顯。煤礦企業(yè)的事故防范措施不健全，有一些煤礦企業(yè)甚至并沒有制定相關(guān)的事故防范措施，加上煤礦操作的工作環(huán)境惡劣，如果煤礦企業(yè)的救生設(shè)備不健全，一旦事故發(fā)生，現(xiàn)場工作人員不能及時(shí)自救，對生命安全造成威脅。

（二）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)使用的作用

1.保障煤礦工作人員的人身安全通過使用安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)，能夠及時(shí)掌握井下煤炭的開采狀況，以及礦工的工作狀況，如果有問題或者突發(fā)情況能夠進(jìn)行及時(shí)的反饋和解決。使用安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)還可以提高監(jiān)控人員和管理人員的監(jiān)督和管理效率，降低事故發(fā)生的幾率，更好地保障礦工的人身安全。2.減少事故發(fā)生幾率，降低事故危害安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)的作用，不但能夠把煤礦工作人員的工作狀態(tài)和煤礦各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)給及時(shí)反饋出來，而且還能夠保證煤礦開采工作的安全進(jìn)行，從根本上降低事故的發(fā)生幾率。除此之外，當(dāng)出現(xiàn)預(yù)警信息，急需礦工撤離時(shí)，可以利用通信技術(shù)快速通知井下工作人員，避免其受傷害；而一旦事故發(fā)生，也可以利用通信技術(shù)掌握受困礦工情況，為營救工作創(chuàng)造條件，從而降低事故帶來的傷害。

二、我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)現(xiàn)狀

（一）煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

1.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的作用安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)中，硬件系統(tǒng)線路連接較為簡便，整個(gè)系統(tǒng)通用性強(qiáng)，對工作環(huán)境的要求不高，因此，被廣泛地應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控中。該系統(tǒng)能夠加強(qiáng)對煤礦安全管理。在煤礦通風(fēng)瓦斯管理方面，煤礦運(yùn)輸管理方面，煤礦供電方面，勞動(dòng)組織管理方面等，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)都充分發(fā)揮了它管理的作用。2.煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的工作方式煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)將包括信號收集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它能夠?qū)浖绦蚺c硬件電路的各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行中和處理，從而達(dá)到監(jiān)督煤礦生產(chǎn)活動(dòng)井而有序的目的。煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)以軟件為技術(shù)支撐，將計(jì)算機(jī)作為媒介，借助數(shù)據(jù)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的傳輸，計(jì)算和判斷，并及時(shí)做出評價(jià)，預(yù)警生產(chǎn)過程中的安全隱患，在非本質(zhì)安全電路的情況下實(shí)現(xiàn)斷電[1]，從而實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的安全，降低事故發(fā)生的幾率，保障礦工的人身安全。

（二）煤礦安全監(jiān)控技術(shù)

根據(jù)井下工作環(huán)境選擇合適的安全監(jiān)控技術(shù)：在電線傳輸距離遠(yuǎn)，電氣易爆炸的井下環(huán)境中，安裝樹形結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)監(jiān)控裝置；在工作環(huán)境惡劣，電網(wǎng)電壓波動(dòng)幅度較大的井下環(huán)境中，傳感器應(yīng)該選擇遠(yuǎn)程供電，代替中繼器，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的抗故障能力[2]。

（三）煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)

為了保證煤礦資源的長久使用，避免無節(jié)制開采帶來的能源消耗以及安全隱患，應(yīng)在煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控過程中建立和使用煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測煤炭產(chǎn)量，并傳輸多種信息數(shù)據(jù)，從而整合匯報(bào)成每小時(shí)的產(chǎn)量數(shù)據(jù)，以便于對煤炭生產(chǎn)狀況做出檢查，分析和評估，這樣一旦出現(xiàn)煤礦生產(chǎn)不符合國家相關(guān)規(guī)定，相關(guān)部門就會(huì)收到預(yù)警。正是煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)的存在，使相關(guān)部門對煤礦生產(chǎn)工作檢查的效率得到了提高，還增強(qiáng)了對煤礦企業(yè)的威懾力，從而煤炭產(chǎn)量監(jiān)控系統(tǒng)有效減少煤礦過度開采現(xiàn)象的發(fā)生，在保證煤礦資源的可持續(xù)開采的同時(shí)，降低了因過度開采引發(fā)事故的可能性。

三、我國煤礦安全生產(chǎn)通信技術(shù)現(xiàn)狀

（一）全礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)

煤礦井下工作環(huán)境對移動(dòng)通信的要求很高，與其他環(huán)境對移動(dòng)通信的要求相比存在很多不同的地方，因此，煤礦井下工作的無線傳輸有一些特殊的要求和特點(diǎn)。在煤礦井下工作環(huán)境中，設(shè)備安置難度高，無線運(yùn)輸?shù)膿p耗量較大，而且發(fā)射功率會(huì)受到多種因素的限制，為了保證無線傳輸?shù)姆€(wěn)定性，就需要選擇體積小，抗干擾能力強(qiáng)和抗故障能力強(qiáng)的設(shè)備，同時(shí)這些設(shè)備的保護(hù)性質(zhì)要好，能夠適應(yīng)井下環(huán)境較大幅度的電源電壓變化。為了滿足井下環(huán)境對移動(dòng)通信的特殊要求，相關(guān)的研究人員借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)等，分析設(shè)計(jì)出了具備較多基站的礦井移動(dòng)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式[3]。這種移動(dòng)通信系統(tǒng)與WIFI技術(shù)配合使用，在保證煤礦安全生產(chǎn)，及時(shí)預(yù)警信息，進(jìn)行人員緊急轉(zhuǎn)移，以及事故發(fā)生后的營救工作等方面發(fā)揮出十分重要的作用。

（二）計(jì)算機(jī)通信技術(shù)

計(jì)算機(jī)通信技術(shù)在煤礦安全生產(chǎn)中的使用順序，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)對煤礦生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并將這些記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存和傳輸，以便于相關(guān)人員進(jìn)行查看和分析。還可以使用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)對曾經(jīng)出現(xiàn)過的生產(chǎn)事故進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，便于對事故原因的追究，以及今后的生產(chǎn)安全預(yù)警工作。

（三）遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)

煤礦企業(yè)為了保證煤礦井下工作人員的人身安全，要限制井下工作人員的數(shù)量。在實(shí)際的煤礦工作中，為了防止出現(xiàn)井下工作人員過多，不符合規(guī)定的現(xiàn)象，就需要利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)對井下人員的人數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并利用遠(yuǎn)程通信技術(shù)將井下工作人數(shù)狀況進(jìn)行傳輸，一旦人數(shù)過多，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出預(yù)警，方便安全管理人員調(diào)整礦井作業(yè)人員。通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對井下工作狀況的實(shí)時(shí)控制，保證井下工作人數(shù)在合理的范圍內(nèi)，避免因施工人數(shù)過多造成的安全隱患；還可以減少煤礦企業(yè)的礦工開支，提高經(jīng)濟(jì)效益。

（四）礦井安全預(yù)警技術(shù)

煤礦安全生產(chǎn)的重要保障是預(yù)警。在煤礦的開采過程中，除了要保證井下工作環(huán)境的安全，以及工作人員施工的安全外，還要借助相應(yīng)的監(jiān)控技術(shù)和通信技術(shù)，做好煤礦礦產(chǎn)安全性的預(yù)警處理工作。根據(jù)煤礦的特殊要求，建立起火災(zāi)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，瓦斯監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，沖擊地壓監(jiān)測系統(tǒng)，以及斷電功能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。為了保證這些監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的有效性，除了使用正確的監(jiān)控技術(shù)外，還一定要做好通信技術(shù)，只有利用高效的通信技術(shù)，才能夠及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，及時(shí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，及時(shí)對生產(chǎn)過程中的安全隱患顯示出來，保證預(yù)警的高準(zhǔn)確性與高效性，只有做到這一點(diǎn)，才能切實(shí)保障井下工作人員的安全。

四、我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)的發(fā)展方向

（一）減少人員使用，提高自動(dòng)化水平

煤礦安全事故的多發(fā)場所是采掘工作面是導(dǎo)致的，通過大量的煤礦安全事故恰恰也說明了這一點(diǎn)，而這一場所的巡視工作在現(xiàn)階段主要都是由工作人員負(fù)責(zé)進(jìn)行的，而人工操作在降低安全事故系數(shù)，減少煤礦人員傷亡方面并不能夠起到有效的幫助。為了解決這一問題，在煤礦生產(chǎn)和監(jiān)管過程中就應(yīng)該多使用機(jī)械設(shè)備與先進(jìn)技術(shù)。使用煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控和通信技術(shù)，并配合高科技、自動(dòng)化、機(jī)械化的設(shè)備代替人工操作，減少人力資源的使用，從而降低采掘工作面的危險(xiǎn)系數(shù)。通過使用回采巷道遙控，記憶割煤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對識(shí)別和開采難度大的煤礦的遠(yuǎn)距離控制[4]；適當(dāng)?shù)氖褂靡簤褐Ъ埽行У谋ＷC技術(shù)生產(chǎn)和設(shè)備運(yùn)行之間的一致性；建立并維護(hù)好通訊系統(tǒng)，保證井下移動(dòng)通信的及時(shí)性，能實(shí)現(xiàn)緊急避險(xiǎn)指引和緊急呼救等多項(xiàng)功能；不斷更新通信系統(tǒng)，提高煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控與通信技術(shù)，能夠提高通信系統(tǒng)的語音和視頻功能。

（二）利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)管理

在煤礦安全生產(chǎn)中，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以整合煤礦生產(chǎn)過程中需要用到的物資，對比不同物資之間的價(jià)格和質(zhì)量等方面的差異，為煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人提供更多的選擇。煤礦企業(yè)負(fù)責(zé)人可以根據(jù)煤礦生產(chǎn)的具體情況，選擇最優(yōu)的物資，從而降低生產(chǎn)成本，還可以在一定程度上保證煤礦生產(chǎn)過程的安全。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以為煤礦企業(yè)的生產(chǎn)管理提供經(jīng)驗(yàn)交流和學(xué)習(xí)的平臺(tái)，有利于提高煤礦企業(yè)的安全管理能力。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以方便企業(yè)管理部門以及國家相關(guān)管理部門對煤礦生產(chǎn)過程的監(jiān)督管理，從而提高煤礦企業(yè)對安全生產(chǎn)的重視程度，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

（三）結(jié)合監(jiān)控技術(shù)與通信技術(shù)，建立煤礦一體化通信系統(tǒng)

通過監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對煤礦井下工作環(huán)境、工作人數(shù)、井下工作人員位置、煤礦生產(chǎn)狀況、采礦設(shè)備使用情況等方面的監(jiān)控。通過通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸，保證系統(tǒng)能夠及時(shí)分析和預(yù)警煤礦安全生產(chǎn)的狀況和問題；還要保證通信技術(shù)和通信設(shè)備使用的穩(wěn)定性，保證通信系統(tǒng)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)、緊急呼救、擴(kuò)音引導(dǎo)以及避險(xiǎn)指示等功能的及時(shí)實(shí)現(xiàn)。不斷更新監(jiān)控技術(shù)、通信技術(shù)，使煤礦一體化通信系統(tǒng)具有語音、視頻等先進(jìn)的通信功能，一旦事故發(fā)生，可以通過這些通信技術(shù)及時(shí)掌握受困人員的狀況，對于穩(wěn)定受困人員情緒，提高營救效率具有重要意義。結(jié)語將煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)與通信技術(shù)結(jié)合，并配合使用多種先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備，不但能夠提高煤礦生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，而且能降低煤礦安全事故的發(fā)生幾率，從而更好地保證煤礦生產(chǎn)工作的安全以及井下作業(yè)人員的安全。

作者：郭文軍 郭選明 單位：六盤水師范學(xué)院礦業(yè)工程系

煤礦通信論文:通信技術(shù)對煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理的應(yīng)用

摘要：在合理調(diào)度煤礦資源方面，通信技術(shù)承擔(dān)著重要角色。良好的通信技術(shù)能夠保障資源更合理地被利用，能夠提高煤礦企業(yè)效益與安全度。闡述煤礦發(fā)展過程中存在的生產(chǎn)調(diào)度問題，并就如何運(yùn)用通信技術(shù)解決該問題做簡單論述。

關(guān)鍵詞：煤礦生產(chǎn)；通信技術(shù)；調(diào)度管理；應(yīng)用分析

引言

在煤礦企業(yè)發(fā)展過程中，調(diào)度系統(tǒng)正常運(yùn)作直接關(guān)系到煤礦產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn)。煤礦企業(yè)具有不同于其它行業(yè)的性質(zhì)，所以煤礦生產(chǎn)過程中幾乎都存在調(diào)度部門，主要協(xié)調(diào)煤礦生產(chǎn)過程、收集井下環(huán)境情況信息與傳遞及對突發(fā)事件做出應(yīng)急措施等。目前信息技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛并且發(fā)展較迅速，從而使煤礦行業(yè)調(diào)度管理工作更加完善。通信技術(shù)作為煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中重要的一部分，它的技術(shù)發(fā)展直接影響煤礦生產(chǎn)的安全度[1]。

1煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前中國煤礦生產(chǎn)條件比較差，煤礦從業(yè)人員專業(yè)基礎(chǔ)與專業(yè)技能不同，在實(shí)際煤礦管理工作中，調(diào)度管理人員綜合素質(zhì)較低，往往不能根據(jù)專業(yè)知識(shí)實(shí)施工作，而只是依據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)操作，導(dǎo)致安全事故頻繁發(fā)生。目前中國煤礦生產(chǎn)過程中，收集數(shù)據(jù)之后并不能有效分析信息，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信息丟失，無法及時(shí)指導(dǎo)施工過程。為提高煤礦生產(chǎn)安全，必須加強(qiáng)煤礦調(diào)度信息管理系統(tǒng)建設(shè)。通信技術(shù)能夠有效收集煤礦井下或其它工作過程中各方面信息、整理分析并與其它部門分享，從而達(dá)到協(xié)調(diào)、組織的功能，增加煤礦產(chǎn)業(yè)效益。在計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中，煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)也在進(jìn)一步改革。在調(diào)度系統(tǒng)發(fā)展的前期階段主要是單機(jī)管理系統(tǒng)，在單機(jī)管理階段主要以表格形式收集信息，使用AutoCAD軟件對設(shè)備等進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并且可以進(jìn)一步掃描圖片從而達(dá)到信息儲(chǔ)存的目的。在這個(gè)過程中，單機(jī)管理系統(tǒng)不能夠及時(shí)處理最新信息，并且信息保存也不完整。煤礦井下工作必須根據(jù)有效信息進(jìn)行施工，只有這樣才能夠減少安全事故的發(fā)生。后期階段發(fā)展主要是網(wǎng)絡(luò)管理，作用主要是針對煤礦生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)、文件等及時(shí)調(diào)度管理，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。

2煤礦井下調(diào)度管理存在的問題

目前煤礦企業(yè)調(diào)度過程中主要存在幾方面問題：工作效率低、信息統(tǒng)計(jì)功能不完善、報(bào)表與調(diào)度臺(tái)賬無法及時(shí)核對、無法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)查看，本文從這幾方面介紹煤礦井下調(diào)度管理中的問題[2]。

2.1調(diào)度系統(tǒng)工作效率低

煤礦生產(chǎn)調(diào)度過程發(fā)展是一個(gè)緩慢的過程，目前煤礦企業(yè)調(diào)度管理系統(tǒng)工作效率仍然比較低。煤礦生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)由于技術(shù)操作不完善，企業(yè)不能夠?qū)F(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用在生產(chǎn)過程中，所以生產(chǎn)過程信息不能及時(shí)被應(yīng)用，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能被集中，而且還可能出現(xiàn)信息記錄錯(cuò)誤。在實(shí)際煤礦生產(chǎn)過程，煤礦調(diào)度過程中由于參與工作的部門的單一性，不能夠及時(shí)有效整理調(diào)度信息，而且無法實(shí)現(xiàn)信息資源共享，從而降低了調(diào)度系統(tǒng)的工作效率。

2.2信息統(tǒng)計(jì)功能不完善

由于煤礦井下工作環(huán)境特殊，調(diào)度管理人員更應(yīng)該做好信息及時(shí)統(tǒng)計(jì)工作。在實(shí)際煤礦工作中，調(diào)度信息不能集中處理、無法及時(shí)共享信息，導(dǎo)致相關(guān)工作人員對煤礦事故安全事件無法做出正確解決方案，從而直接影響煤礦工作的安全性。

2.3報(bào)表與調(diào)度臺(tái)賬無法及時(shí)核對

目前調(diào)度管理工作中雖然已完成了對數(shù)據(jù)的基本收集及處理，然而由于無法將信息技術(shù)應(yīng)用在實(shí)際工作中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)與調(diào)度臺(tái)賬無法及時(shí)核對，無法完成實(shí)際統(tǒng)計(jì)、組織和協(xié)調(diào)功能。科學(xué)分析解決煤礦生產(chǎn)過程中的問題主要取決于生產(chǎn)調(diào)度日報(bào)、井下生產(chǎn)狀況、工作調(diào)度記錄等多方面。

2.4動(dòng)態(tài)查看功能無法實(shí)現(xiàn)

圖形信息管理能夠滿足煤礦生產(chǎn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測，但是目前調(diào)度管理系統(tǒng)無法體現(xiàn)該功能。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不完善，無法將實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖應(yīng)用在煤礦井下安全生產(chǎn)過程中。調(diào)度信息管理系統(tǒng)設(shè)備技術(shù)落后，不能夠滿足現(xiàn)展對于數(shù)據(jù)處理的要求。

3建立基于TD-SCDMA無線通信的調(diào)度管理系統(tǒng)及優(yōu)化

信息化成為現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的象征，計(jì)算機(jī)技術(shù)已普及在各個(gè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)中，作為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的重要組成成分的通信技術(shù)已被廣泛應(yīng)用。通信技術(shù)不再僅限于一個(gè)產(chǎn)業(yè)，它的發(fā)展帶動(dòng)各個(gè)行業(yè)的進(jìn)步。網(wǎng)絡(luò)信息處理方式由終端主機(jī)轉(zhuǎn)變到服務(wù)器方式，對于數(shù)據(jù)信息的處理，也從單一封閉式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣_放式，在調(diào)度管理系統(tǒng)發(fā)展過程中，也推動(dòng)中國各產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。為進(jìn)一步推動(dòng)煤礦井下工作順利進(jìn)行，必須要建立相應(yīng)的通信技術(shù)管理系統(tǒng)，只有這樣才能夠在保證安全生產(chǎn)的狀況下帶動(dòng)煤礦經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。將通信技術(shù)應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理系統(tǒng)中，能夠協(xié)調(diào)好各部門的工作，規(guī)范煤礦生產(chǎn)過程，提高煤礦生產(chǎn)效率。

3.1通信技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)化

在完善煤礦調(diào)度管理工作中，企業(yè)首先應(yīng)了解目前國內(nèi)外在調(diào)度管理系統(tǒng)工作方面的發(fā)展，積極研究先進(jìn)的管理技術(shù)，然后針對自身企業(yè)特點(diǎn)及生產(chǎn)過程具體分析，采用科學(xué)合理的信息調(diào)度管理系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。根據(jù)現(xiàn)代的信息化技術(shù)，采用TD-SCDMA無線通信技術(shù)，將煤礦企業(yè)信息傳播與語音、視頻等結(jié)合在一起。通信技術(shù)與調(diào)度管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，有利于人員了解煤礦井下工作環(huán)境，并能夠及時(shí)有效指揮現(xiàn)場情況。煤礦生產(chǎn)中使用的通信技術(shù)TD-SCDMA，它的發(fā)展應(yīng)用基于3G移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、光纖網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù)。在煤礦應(yīng)用過程中，TD-SCDMA應(yīng)該在系統(tǒng)容量、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度等方面優(yōu)化。系統(tǒng)容量減少后，各個(gè)部分可以在同一個(gè)設(shè)備中完成各自功能，實(shí)現(xiàn)集中調(diào)度信息處理[3]。

3.2調(diào)度管理系統(tǒng)與TD-SCDMA礦用無線通信的特點(diǎn)

在施工過程中，系統(tǒng)利用先進(jìn)的軟硬件技術(shù)和電信工程設(shè)計(jì)，建成TD-SCDMA無線專網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)井上和井下3G移動(dòng)，以保障在發(fā)生意外時(shí)能夠及時(shí)更換設(shè)備等，使煤礦施工能夠順利進(jìn)行；相關(guān)管理人員能夠利用先進(jìn)的無線設(shè)備進(jìn)行信息交流，利用信息收集和分析功能達(dá)到即時(shí)通訊的目的，保障信息資源共享，有利于管理人員指揮煤礦施工各階段；利用調(diào)度管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)資源合理分配，根據(jù)煤礦生產(chǎn)過程中的實(shí)際生產(chǎn)情況合理分配勞動(dòng)力；能夠有效儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，有利于查詢收集到的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)可以對各用戶進(jìn)行多點(diǎn)漫游轉(zhuǎn)接；通過建立完善多網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，能夠?qū)τ脩暨M(jìn)行多級管理[4]。

3.3煤礦井下通信技術(shù)的基站設(shè)計(jì)

TD-SCDMA3G通信系統(tǒng)在煤礦調(diào)度管理中安裝完成后，要不斷進(jìn)行測試及優(yōu)化，使其能夠在煤礦生產(chǎn)過程中發(fā)揮實(shí)際功能。針對煤礦通信技術(shù)的發(fā)展，主要考慮TD-SCDMA3G優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、3G基站在井下環(huán)境的應(yīng)用設(shè)計(jì)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的優(yōu)化發(fā)展。3G移動(dòng)通信系統(tǒng)和地面信息運(yùn)營結(jié)合在一起，形成調(diào)度信息管理系統(tǒng)優(yōu)秀部分，在進(jìn)行井下通信技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)該注意對通信技術(shù)基地的科學(xué)合理建設(shè)。井下工作環(huán)境惡劣，為保障施工安全，所使用的通信技術(shù)設(shè)備和其它設(shè)備都要符合國家規(guī)定安裝使用標(biāo)準(zhǔn)。在煤礦行業(yè)發(fā)展過程中，調(diào)度管理系統(tǒng)是整個(gè)煤礦安全生產(chǎn)過程的指揮中心。調(diào)度管理系統(tǒng)將各個(gè)部分的信息集合在一起，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)進(jìn)行處理分析。目前階段煤礦行業(yè)發(fā)展中仍然存在一些問題，應(yīng)該不斷更新及完善調(diào)度管理系統(tǒng)，將先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。快速發(fā)展的通信技術(shù)帶動(dòng)了煤礦產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展，提高生產(chǎn)效率。

4結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)信息化煤礦管理系統(tǒng)已成為煤礦發(fā)展的必然趨勢。為保障煤礦井下生產(chǎn)的安全性，必須要建立、完善煤礦生產(chǎn)調(diào)度管理信息系統(tǒng)，只有這樣才能夠?qū)⑿畔⑾到y(tǒng)真正運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)中，提高生產(chǎn)效率。針對目前中國煤礦生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題，相關(guān)人員需要完善調(diào)度管理信息系統(tǒng)。通信技術(shù)在提高生產(chǎn)安全性的同時(shí)也能夠提高煤礦生產(chǎn)工作效率，利用無線技術(shù)，能夠延長系統(tǒng)使用壽命，能夠更好地做好各系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)工作，從而為煤礦工作生產(chǎn)提供最大的安全保障。

作者：郭延玲 單位：霍州煤電集團(tuán)有限責(zé)任公司辛置煤礦

煤礦通信論文:煤礦安全生產(chǎn)中通信控制組件的設(shè)計(jì)

摘要：在煤礦安全生產(chǎn)過程中，多種信息化監(jiān)控軟件，例如煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)，人員定位系統(tǒng)、緊急避險(xiǎn)系統(tǒng)等，都通過有線、無線等多種方式，與礦井多種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，獲取傳感器數(shù)據(jù)，判斷安全生產(chǎn)環(huán)境或獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在這些系統(tǒng)中，無論是哪種形式的網(wǎng)絡(luò)鏈路，都存在通信控制功能。對此，從各種應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)際需求出發(fā)，通過設(shè)計(jì)命令池及控制流程，研究設(shè)計(jì)了一種廣范應(yīng)用于煤礦各類監(jiān)控系統(tǒng)的通信控制組件，極大地縮短了各產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高了開發(fā)效率和產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性。通信控制組件設(shè)計(jì)在多個(gè)系統(tǒng)中已得到廣泛應(yīng)用，經(jīng)長期運(yùn)行實(shí)踐，驗(yàn)證了軟件的可靠性和穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：煤礦安全生產(chǎn)；通信控制組件；訂閱

作者簡介：張羽(1980－)，女，工程師。現(xiàn)主要從事煤礦安全管理系統(tǒng)的研究工作

0引言

以煤礦安全避險(xiǎn)六大系統(tǒng)為首的安全生產(chǎn)系統(tǒng)是避免或減少瓦斯、火災(zāi)等重特大事故發(fā)生，應(yīng)急救援和緊急避險(xiǎn)的有效措施［1］。這類生產(chǎn)系統(tǒng)均是通過對煤礦井下各傳感器數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時(shí)監(jiān)測或預(yù)測生產(chǎn)環(huán)境(包括人員位置)。通信過程的控制，包括命令發(fā)送、等待響應(yīng)、命令接收、是否需要重發(fā)等，是確保通信數(shù)據(jù)穩(wěn)定和可靠的重要過程。本文研究了一種可廣泛應(yīng)用于煤礦安全生產(chǎn)中的通信組件，通過設(shè)置參數(shù)和調(diào)用接口，能滿足不同的應(yīng)用場景的需求，有效縮短了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)周期，集中力量進(jìn)行組件維護(hù)，能有效提高組件的可靠性和穩(wěn)定性。

1通信控制組件的設(shè)計(jì)

通信控制組件設(shè)計(jì)了消息隊(duì)列來管理命令，并設(shè)計(jì)了一套通信流程，按照不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)賦予的命令的特性進(jìn)行整個(gè)通信過程。

1．1整體設(shè)計(jì)

通信控制組件的整體數(shù)據(jù)流設(shè)計(jì)。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)通過調(diào)用接口，向組件消息隊(duì)列命令，通信控制模塊獲取消息隊(duì)列中的命令進(jìn)行單次通信過程，并將接受數(shù)據(jù)返回給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，并不斷循環(huán)此過程。在通信控制組件中，管理的對象是命令，本組件采用消息隊(duì)列來管理命令。隊(duì)列的主要目的是提供路由并保證消息的傳遞，如果發(fā)送消息時(shí)接收者不可用，消息隊(duì)列會(huì)保留消息，直到可以成功地傳遞它。消息隊(duì)列一般按照先進(jìn)先出的原則進(jìn)行消息的傳遞，消息傳遞完畢后即被及時(shí)銷毀。對于該組件的應(yīng)用場景，因?yàn)橐恍┨厥饷罾缪矙z命令，必須滯留在組件內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)發(fā)送，故設(shè)計(jì)了一種可滿足命令的存取、持久化、排序、銷毀等一系列功能的消息隊(duì)列。隊(duì)列持久化到本地，可保證隊(duì)列中的命令在組件重啟時(shí)不丟失。隊(duì)列可以按照命令的設(shè)備標(biāo)簽采用冒泡法排序。隊(duì)列采用指針記錄當(dāng)前命令發(fā)送位置，當(dāng)遇到優(yōu)先級別高的命令插包后，可以快速恢復(fù)到原來位置繼續(xù)發(fā)送。

1．2組件功能設(shè)計(jì)

通信控制組件的系統(tǒng)功能如圖2所示，組件功能主要有消息隊(duì)列、通信過程控制及對外接口組成。消息隊(duì)列包括命令生命周期管理，優(yōu)先級別管理。通信過程控制模塊主要包括通信通道維護(hù)和單次通信過程管理。對外接口則負(fù)責(zé)接收命令、和接收通信數(shù)據(jù)以及應(yīng)答數(shù)據(jù)的反饋。組件內(nèi)部設(shè)計(jì)的消息隊(duì)列，用于處理業(yè)務(wù)系統(tǒng)中復(fù)雜多樣化的通信命令，例如巡檢命令、心跳命令、握手命令、控制命令等。通信過程控制模塊則專注于單次的通信過程控制，從命令發(fā)送、等待、接收數(shù)據(jù)、是否超時(shí)，是否需要重發(fā)等過程。組件內(nèi)部業(yè)務(wù)分工明確，有效提高了組件的處理效率。

2關(guān)鍵技術(shù)

組件如何與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用松耦合的方式進(jìn)行通信，即只需要把消息傳遞，而無須理會(huì)對方是否收到，降低了組件和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的依賴，不會(huì)互相干擾而造成系統(tǒng)奔潰。訂閱是具有異步的、多點(diǎn)通信的特點(diǎn)［2］，可以高效并且可靠的在分布式組件直接傳輸信息。組件的設(shè)計(jì)采用訂閱模式，向各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供接口，用于應(yīng)答的反饋。訂閱是指用戶可以訂閱訂閱系統(tǒng)中感興趣的信息，在訂閱系統(tǒng)中主要有消息者、消息訂閱者和訂閱服務(wù)器［3］。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)(訂閱者)首先向/訂閱中間件注冊一個(gè)訂閱條件，當(dāng)通信控制過程(者)把接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)訂閱條件與消息進(jìn)行匹配比較，把消息發(fā)送給符合訂閱條件的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)(訂閱者)。

3關(guān)鍵流程設(shè)計(jì)

通信控制組件的關(guān)鍵流程有通信主流程和單次通信管理流程。

3．1通信管理主體

通信管理主體是整個(gè)通信控制組件的主流程，負(fù)責(zé)循環(huán)的對消息隊(duì)列中的命令進(jìn)行通信的，此流程主要保證消息隊(duì)列中的命令按照優(yōu)先級別、用戶制定順序進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的發(fā)送。通信管理主體啟動(dòng)通信后，獲取當(dāng)前命令包的第一條命令，記錄當(dāng)前位置，判斷是否有優(yōu)先級別更高的命令和是否允許被插包后，進(jìn)行當(dāng)前命令的發(fā)送，并銷毀發(fā)送后的命令，根據(jù)當(dāng)前位置獲取下一個(gè)命令進(jìn)行發(fā)送流程。在一些應(yīng)用場景下，由于通信協(xié)議的限定［4］，一條完整的命令需要被分成2～3次進(jìn)行發(fā)送，故命令池中的命令包設(shè)計(jì)成命令隊(duì)列的形式。在命令隊(duì)列中，當(dāng)遇到優(yōu)先級別較高的命令時(shí)，需要判斷是否允許被插包。命令發(fā)送完畢后也需要判斷是否銷毀，類似一些控制命令只發(fā)送一次，就需要被銷毀。而普通的巡檢命令因需要循環(huán)發(fā)送，因此不需要被銷毀。

3．2單次通信管理流程

單次通信管理流程是對單一命令的通信過程的管理。通過計(jì)算理論等待時(shí)間，在該時(shí)間段內(nèi)，接收到期望的數(shù)據(jù)，則返回給上層應(yīng)用系統(tǒng)，例如串口通信時(shí)，理論等待時(shí)間計(jì)算公式為：(發(fā)送命令的字節(jié)數(shù)+期望接收的字節(jié)數(shù)+2)×11×1000/當(dāng)前通信速率)+當(dāng)前命令等待偏移量。在理論等待時(shí)間后未接收完畢，則根據(jù)需要重發(fā)。接收完畢后將數(shù)據(jù)返回給上層應(yīng)用程序。

4應(yīng)用說明

其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)在使用通信控制組件時(shí)，需要首先添加本組件引用，定義通道參數(shù)并初始化通道，訂閱數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、無響應(yīng)等事件，向消息隊(duì)列增加命令包后即可啟動(dòng)通信過程，通信控制組件接收數(shù)據(jù)或者判斷無響應(yīng)后，將結(jié)果給業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)系統(tǒng)再進(jìn)行后續(xù)工作的處理。對于業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說，只需要將命令包組織并添加成功，并啟動(dòng)通信過程即可，不需要管理其中復(fù)雜的通信過程。業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以專心處理其他業(yè)務(wù)例如界面查詢、報(bào)表打印等。在命令包的組織過程中，心跳和巡檢命令為最常用的命令。心跳命令為檢測網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備是否存在，類似于心跳的命令，一般起輔助作用。這種命令的特性是一發(fā)一收，收到即說明設(shè)備存在，沒收到即說明設(shè)備掉線。心跳命令將自動(dòng)銷毀標(biāo)志置為TRUE，發(fā)送完畢后自動(dòng)銷毀。巡檢命令為常規(guī)命令，定時(shí)或者循環(huán)向設(shè)備獲取數(shù)據(jù)，一般是依據(jù)設(shè)備的編號，循環(huán)發(fā)送。巡檢命令將自動(dòng)銷毀標(biāo)志置為False，在命令隊(duì)列中循環(huán)發(fā)送，若想按照設(shè)備標(biāo)簽順序進(jìn)行巡檢命令，每次新增命令的時(shí)候，調(diào)用排序接口，將命令包排序。其他命令例如控制命令，可將優(yōu)先級別設(shè)置成最高，這樣保證當(dāng)系統(tǒng)需要發(fā)送設(shè)備控制命令時(shí)，能即時(shí)發(fā)送。對于電子顯示牌命令，要求以最后一次發(fā)出的命令為準(zhǔn)，即對于同一地址來說，如果有多條命令，僅發(fā)送最后一次的命令，將電子顯示牌的優(yōu)先級別設(shè)置為最低，命令包參數(shù)中的自動(dòng)替換標(biāo)志設(shè)置成TRUE即可實(shí)現(xiàn)。

5結(jié)語

通信控制組件已經(jīng)開發(fā)完成并通過測試，并用于井下物流管理系統(tǒng)、井下信息系統(tǒng)等監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)，有效地降低了軟件開發(fā)的工作量，縮短了軟件的開發(fā)周期。上述系統(tǒng)在開發(fā)周期上有效的縮短了3個(gè)人月的開發(fā)和測試時(shí)間。測試結(jié)果表明，通信控制組件在壓力測試下能7天無故障運(yùn)行，通信完成率為100%。以上系統(tǒng)在成莊煤礦、口孜東煤礦、陽煤一礦等現(xiàn)場進(jìn)行了應(yīng)用，長期運(yùn)行中驗(yàn)證了軟件的可靠性、穩(wěn)定性。

作者：張羽 單位：天地( 常州) 自動(dòng)化股份有限公司

煤礦通信論文:煤礦無線通信系統(tǒng)分析及發(fā)展

一、3G通信

3G通信技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了煤礦無線通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，因?yàn)樗M(jìn)一步的提高了數(shù)字傳輸功能，對于煤礦之前所使用的無線通信系統(tǒng)而言，3G無線通信技術(shù)所覆蓋的業(yè)務(wù)范圍更廣闊。目前，煤礦使用的3G無線通信系統(tǒng)在覆蓋結(jié)構(gòu)上可以分為分布基站和微微蜂窩。所以，煤礦使用的3G無線通信系統(tǒng)可以通過接口與礦井調(diào)度電話、行政電話互相通話，具有組呼、群呼等功能，其中也包括進(jìn)行可視電話的通信。3G通信系統(tǒng)不僅有先進(jìn)的技術(shù)與完備的功能，而且還有巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，具體表現(xiàn)在：職場的商家較多；技術(shù)與產(chǎn)品可靠；產(chǎn)品較多，可對其轉(zhuǎn)化為煤礦使用；有明確的發(fā)展方向；得到了政府的支持。即使3G無線通信功能強(qiáng)大，但是在無線數(shù)字寬帶上有一定的局限性，對于工業(yè)電視而言，它是需要高寬帶的系統(tǒng)，因此在設(shè)備集控與瓦斯監(jiān)測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

二、無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

為了改變前期煤礦通信系統(tǒng)的不足，現(xiàn)階段國家提倡全程實(shí)現(xiàn)無線通信系統(tǒng)，利用無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤礦信號的穩(wěn)定傳輸。從使用無線通信的情況來看，煤礦使用無線通信技術(shù)的特點(diǎn)包括以下兩個(gè)方面：1、高效。信號傳輸?shù)男瘦^低是煤礦通信的常見問題，因?yàn)槊旱V井下的復(fù)雜環(huán)境干擾了通信信號的傳輸效率，引起傳輸效率較慢。使用無線通信系統(tǒng)后，煤礦的內(nèi)部信號傳輸就會(huì)得到全面的提升，信號的傳遞速率就會(huì)加快[2]。2、穩(wěn)定。無線通信系統(tǒng)能記錄煤礦的調(diào)度指揮過程的語音信息，是煤礦調(diào)度指揮的主要設(shè)備。無線通信所記錄的語音信息，可以作為監(jiān)督調(diào)度、事故發(fā)生分析的依據(jù)，因此無線通信系統(tǒng)具有穩(wěn)定性。目前的無線通信系統(tǒng)都具有該特點(diǎn)，對于外界的干擾可選擇最優(yōu)的線路傳輸，增強(qiáng)了信號的穩(wěn)定性。

三、發(fā)展

3.1構(gòu)建設(shè)計(jì)煤礦的無線通信系統(tǒng)構(gòu)建礦井高速光網(wǎng)絡(luò)干線上的子系統(tǒng)，是為了不受煤礦井下復(fù)雜環(huán)境和無線傳輸特性的局限,這種構(gòu)建設(shè)計(jì)具有優(yōu)化組合的特點(diǎn)，但要對新煤礦和老煤礦的通信系統(tǒng)的構(gòu)建設(shè)計(jì)進(jìn)行區(qū)別對待，在此基礎(chǔ)上本著技術(shù)改造、充分利用的原則，在技術(shù)、投資等方面找到最優(yōu)的解決方法。線路負(fù)載、高壓耦合等因素造成載頻通信的不穩(wěn)定，為了此問題的發(fā)生，該系統(tǒng)編程無線數(shù)據(jù)的耦合通道。因?yàn)樽钤绲臒o線通信系統(tǒng)是泄露通信系統(tǒng),因此，它沒有任何的通信功能優(yōu)勢，但是泄露電纜的技術(shù)是成為無線通信系統(tǒng)的主要組成，尤其是在煤礦下的小面積通道及在一些特殊的環(huán)境下，可以作為天線使用，有著極大的影響。可以通過PHS(小靈通）、CDMA（碼分多址）、WIFI（無線保真）這三種無線通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行比較，如表1所示：3.2方向隨著社會(huì)的進(jìn)步，我國的煤炭信息化水平逐漸完善，煤礦無線通信技術(shù)的使用也在不斷的提高。從小靈通技術(shù)，無線保真技術(shù)到現(xiàn)在的3G與4G技術(shù)。將來的煤礦無線通信系統(tǒng)中，語音通信必須是具有較高的質(zhì)量，但這只是煤礦信息化處理的一方面。隨著4G信號的到來，井下視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、信息、視頻會(huì)議等都會(huì)出現(xiàn)在無線通信系統(tǒng)平臺(tái)上。4G技術(shù)的發(fā)展為將來的煤礦無線通信系統(tǒng)做出了巨大的貢獻(xiàn)，將是煤礦未來信息化的重要平臺(tái)。此外，將來的無線保真通信系統(tǒng)會(huì)與無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合,使無線傳輸速率達(dá)到128Mbps以上，無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是使用正交頻分復(fù)用調(diào)制的技術(shù)與多入多出的技術(shù)，構(gòu)成MIMO-OFDM通信系統(tǒng)；天線與無線電等技術(shù)，可以在一定程度上提升無線保真的性能；天線與傳輸系統(tǒng)的改進(jìn)會(huì)加大無線通信系統(tǒng)的傳輸距離[3]。

四、結(jié)語

煤礦通信技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，為煤礦的生產(chǎn)提供了很多的方便與好處。煤礦通信系統(tǒng)在未來的發(fā)展中，傳輸能力會(huì)更強(qiáng)、覆蓋范圍會(huì)更廣、使用功能更多。目前使用3G無線的用戶較多，雖然其通信功能強(qiáng)大，但是在無線數(shù)字寬帶上有一定的局限性，對于工業(yè)電視而言，它是需要高寬帶的系統(tǒng)，因此在設(shè)備集控與瓦斯監(jiān)測方面得不到滿足，3G也就不能替代wifi無線通信的能力。

作者：張?jiān)銎?

煤礦通信論文:煤礦井下通信系統(tǒng)的建立釋解

分站模塊的建立

移動(dòng)通信系統(tǒng)具有良好的信息傳輸性能，不但高帶寬，而且通訊質(zhì)量好、可承載話音、數(shù)據(jù)、視頻的多業(yè)務(wù)，在一個(gè)平臺(tái)之下處理各種數(shù)據(jù)信息，滿足目前井下人員定位、視頻監(jiān)控、工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的生產(chǎn)、管理與應(yīng)急救援需求。分站的冗余以太網(wǎng)模塊是千兆以太網(wǎng)模塊，具有多環(huán)冗余功能，無線數(shù)據(jù)傳輸中的工作頻段為2.4GHz，使用Wi-Fi接入點(diǎn)模塊。分站還包括有同樣工作頻段的射頻識(shí)別讀卡器模塊，雙串口服務(wù)器模塊和IP-PBX模塊，即使整個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題依然可以實(shí)現(xiàn)信息通信功能。井下傳輸分站安裝有不間斷電源模塊，在停電或臨時(shí)斷電突發(fā)事件情況下依舊可以正常工作。井下無線傳輸分站是移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)秀部分，負(fù)責(zé)所有音頻視頻等一系列的信號傳輸。在井下設(shè)置這些分站進(jìn)行工作必須綜合考慮各方面的因素，例如體積、重量、防爆性能等等一系列因素。每個(gè)分站當(dāng)中都包含很多的功能模塊，全部安裝在隔爆殼內(nèi)，采用隔爆兼本質(zhì)安全的形式。信號傳輸分站能夠顯示整個(gè)分站各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)，包括電源、端口、各模塊功能等等。主要是為了所有數(shù)據(jù)信號的傳輸，主要實(shí)現(xiàn)手機(jī)和井上調(diào)度臺(tái)之間、手機(jī)與手機(jī)之間的信息通信。獨(dú)特的IP語音交換功能，即便整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)在脫網(wǎng)情況，分站也可以繼續(xù)工作，保證接入的手機(jī)之間的語音交換功能。在系統(tǒng)通信發(fā)生故障時(shí)，分站能夠?qū)λ械臄?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，這里面最主要的是人員定位信息，待系統(tǒng)恢復(fù)正常時(shí)能及時(shí)上傳回主機(jī)。每個(gè)分站都設(shè)置不間斷備用電源，保證移動(dòng)通信系統(tǒng)即使在發(fā)生電源故障時(shí)的仍能穩(wěn)定工作。

調(diào)度臺(tái)模塊的建立礦井生產(chǎn)調(diào)度

通信是實(shí)現(xiàn)煤礦井下安全生產(chǎn)調(diào)度的主要工具。實(shí)現(xiàn)調(diào)度通信的載體--調(diào)度臺(tái)應(yīng)集調(diào)度、人員定位、存儲(chǔ)查詢、顯示、錄音和電源保護(hù)及自動(dòng)切換等多種功能于一身，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)調(diào)度員全方位監(jiān)控通信系統(tǒng)內(nèi)的任何一部電話（包括擴(kuò)音電話、移動(dòng)電話等），不受被叫摘機(jī)、占線等限制，有利于保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行。礦井的開采是在環(huán)境極其惡劣的情況下進(jìn)行的，工作區(qū)域小，濕度大，照明很多時(shí)候都不足，另外還有很多的不安全因素，例如瓦斯、頂板事故等等。這就要求開采人員之間必須緊密配合，團(tuán)結(jié)合作，信息傳遞也要準(zhǔn)確及時(shí)。在地面上的生產(chǎn)調(diào)度人員及時(shí)協(xié)調(diào)好生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，既要滿足生產(chǎn)，又要保障人身安全，做好生產(chǎn)、指揮、管理等方面的通信工作。調(diào)度模塊能夠?qū)崿F(xiàn)無阻塞呼叫保證調(diào)度通信暢通無阻；能接收內(nèi)部用戶的緊急呼叫，優(yōu)先處理并自動(dòng)錄音；處理多路呼叫，而互不干擾；地面用戶通過調(diào)度臺(tái)可以呼叫井下的用戶；反之，井下用戶可以通過調(diào)度臺(tái)呼叫地面的電話。調(diào)度時(shí)調(diào)度員可退出或插入；可通過設(shè)置值班話機(jī)（有線電話或移動(dòng)電話），由值班話機(jī)應(yīng)答呼叫調(diào)度的電話并完成轉(zhuǎn)接。

通信終端模塊的建立

作為井下的移動(dòng)通信終端，手機(jī)應(yīng)具有撥號、通話、顯示、查詢、存儲(chǔ)和定位等主要功能，目前井下移動(dòng)通訊終端功能單一、信道窄、傳輸距離短、抗干擾能力差。終端手機(jī)的設(shè)計(jì)可全面解決這一系列問題。通訊模式具有無線以太網(wǎng)單模或GSM與無線以太網(wǎng)雙模，集話音、短信、網(wǎng)絡(luò)瀏覽與下載、圖片與視頻播放、拍照與攝像功能于一身。終端定位的本質(zhì)安全型無線以太網(wǎng)移動(dòng)通信終端，為在井下工作移動(dòng)通訊、人員定位、應(yīng)急救援提供良好的條件。本安全型無線以太網(wǎng)移動(dòng)通信終端滿足井下爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備安全技術(shù)要求，按相應(yīng)的通信模式進(jìn)行I/O編碼輸入到射頻前端電路最終饋入到天線，由天線將信號向空間輻射輸出；最終通過模擬電路部分轉(zhuǎn)換出話音信號，傳遞給收聽者。終端采用多模式處理器實(shí)現(xiàn)GSM與無線以太網(wǎng)的雙模通訊，工作頻段為2.4GHz，終端的中央處理器采用OMPA730處理器芯片實(shí)現(xiàn)。基帶處理器采用TWL3016處理器芯片實(shí)現(xiàn)。采用錳酸鋰材料做電池芯，采用電阻或恒流二極管串聯(lián)作為保護(hù)電路。井下移動(dòng)通信系統(tǒng)的模塊化建立為井下的實(shí)時(shí)通信提供了便利，最大程度上滿足了井下生產(chǎn)的實(shí)際需求。該通信系統(tǒng)模塊具有端口豐富、信號穩(wěn)定、覆蓋面廣等特點(diǎn)，適合在全國各大煤礦企業(yè)推廣。

作者：錢彬 韓凌玲 單位：河北能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院

煤礦通信論文:煤礦井下通信體系研究

煤礦井下通信系統(tǒng)是礦井安全防護(hù)及生產(chǎn)調(diào)度必不可少的設(shè)施，是礦井信息化和安全生產(chǎn)管理的重要組成部分。將無線通信系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦企業(yè)，提高井下無線通信水平，加快井下通信發(fā)展步伐，為煤礦安全生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、提高企業(yè)的管理水平搭建起有效的信息平臺(tái)，成為煤礦無線通信發(fā)展的重要任務(wù)。由于井下環(huán)境差，巷道分布多，干擾信號源多，對無線的發(fā)展障礙比較大，早期我國井下通信主要為有線方式。隨著無線通信技術(shù)的日新月異，煤礦井下無線通信技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。煤礦無線通信主要有以下方式：

1 超低頻透地通信

超低頻透地通信系統(tǒng)是以大地為電磁波傳播媒介、無線電波穿透大地的無線電通信方式。主要產(chǎn)品是澳大利亞開發(fā)的PED 井下無線通信與急救系統(tǒng)，90 年代進(jìn)入我國煤炭領(lǐng)域。該系統(tǒng)主要應(yīng)用于井下急救，即在緊急情況發(fā)生、其它通信方式完全中斷時(shí)，通過 PED 系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)，使其超低頻信號穿透巖層到達(dá)井下任何位置，迅速有效地與井下人員通信。該系統(tǒng)可靠性高，但缺點(diǎn)是信道容量小，不能用于語音等需要較大信道容量的通信，只能用于傳呼、簡單遙控等，而且電磁干擾大，特別是 50 Hz 工頻干擾對特低頻透地通信干擾嚴(yán)重。另外，透地通信系統(tǒng)需要在地面架設(shè)長達(dá)數(shù)千米的天線，限制了該方法的應(yīng)用。

2 中頻感應(yīng)通信

中頻感應(yīng)通信系統(tǒng)借助專用感應(yīng)線，利用無線電波感應(yīng)場引導(dǎo)電磁波傳輸，頻率選擇在中低頻。主要產(chǎn)品是南非的 RB2000，90 年代末進(jìn)入我國煤炭領(lǐng)域。該系統(tǒng)投資費(fèi)用低，小范圍內(nèi)信道穩(wěn)定，設(shè)備攜帶方便，采用中低頻感應(yīng)操作，可在井下惡劣環(huán)境中鎖定最佳的通信波段，輸出高強(qiáng)度信號；系統(tǒng)采用導(dǎo)頻抑噪技術(shù)，在噪音較高的電磁環(huán)境中使用且通話效果十分清晰。但缺點(diǎn)是靠近感應(yīng)體通信效果好，稍遠(yuǎn)離感應(yīng)體信道不穩(wěn)定，感應(yīng)通信受受巷道內(nèi)導(dǎo)體影響較大，信道性能不穩(wěn)定，通信距離一般不大于2m ，信道容量小，電磁干擾強(qiáng)。

3 漏泄通信

漏泄通信系統(tǒng)利用漏泄電纜的漏泄原理實(shí)現(xiàn)礦井無線電通信，系統(tǒng)采用超高頻進(jìn)行無線通信。漏泄通信主要應(yīng)用于90 年代，主要產(chǎn)品為加拿大的 FLEXCOM。該系統(tǒng)具有信道較穩(wěn)定、電磁干擾較小等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是漏泄電纜上每隔350 m 需加 1 個(gè)中繼器，使系統(tǒng)的可靠性變差，任一中繼器和電纜故障將會(huì)造成該中繼器以下的部分系統(tǒng)癱瘓。并且隨著中繼器的增加，噪音易累加，信號容易失真。系統(tǒng)的各個(gè)通道指定用于固定的設(shè)備，信道利用率不高。

4 PHS 通信

PHS又名無線市話 PAS，它基于成熟的城市無線PHS（小靈通）技術(shù)之上，采用微蜂窩技術(shù)，利用定向天線及全向天線，以無線方式接入固定電話網(wǎng)，依托固定電話網(wǎng)提供通信服務(wù)。礦井 PHS 通信系統(tǒng)由基站控制器、基站、局端設(shè)備、本安型手機(jī)、網(wǎng)管計(jì)算機(jī)等組成。PHS 通信系統(tǒng)從 2003 年進(jìn)入煤炭領(lǐng)域，主要用于煤礦井上、井下語音通信及人員定位，具有安裝簡單，維護(hù)成本低，通話質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。但其無線信號的發(fā)射和接收受基站無線信號的傳輸距離及井下巷道狀況的限制。隨著公網(wǎng)小靈通的退市，PHS 通信系統(tǒng)的發(fā)展已停滯。

5 CDMA 通信

礦用 CDMA（大靈通） 通信系統(tǒng)是基于地面成熟的CDMA技術(shù)的產(chǎn)品，它屬于大蜂窩通信體制，采用定向天線、全向天線及泄漏電纜 3 種井下覆蓋方式，主要由地面機(jī)柜、基站控制器、基站、無線耦合器、無線功分器、漏泄電纜、本安手機(jī)等組成。礦用 CDMA（大靈通）通信系統(tǒng)從2008 年進(jìn)入煤炭領(lǐng)域，系統(tǒng)單基站業(yè)務(wù)信道多、語音通話質(zhì)量好、組網(wǎng)通信規(guī)范嚴(yán)格、移動(dòng)切換呼通率高，具有信號穩(wěn)定，移動(dòng)性好，抗干擾能力強(qiáng)，支持無線高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，對巷道狀況要求低等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是系統(tǒng)占用設(shè)備較多，安裝、維護(hù)繁瑣，造假較高，但是它存在著功能單一、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化差、抗災(zāi)變能力差的缺點(diǎn)。

6 WIFI 通信

礦用 WIFI無線通信系統(tǒng)采用無線微蜂窩覆蓋技術(shù)和WIFI移動(dòng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于千兆環(huán)網(wǎng)的定位、語音通信及監(jiān)測信息的無線綜合傳輸。該系統(tǒng)由 IP PBX軟交換設(shè)備、網(wǎng)關(guān)設(shè)備、礦用無線通信基站、WIFI 手機(jī)、直流穩(wěn)壓電源組成。WIFI無線通信系統(tǒng)采用集中式管理，分布式組網(wǎng)架構(gòu)，造價(jià)低，具有強(qiáng)大的移動(dòng)性，能夠適應(yīng)各類調(diào)度終端，語音系統(tǒng)容量大，可以實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的擴(kuò)展。但其缺點(diǎn)是WIFI 手機(jī)跨基站斷話和大規(guī)模組網(wǎng)能力差，多用戶同時(shí)通話時(shí)語音嚴(yán)重滯后，甚至影響呼叫，語音傳輸技術(shù)采用有損壓縮算法，通話質(zhì)量失真，快速移動(dòng)通信時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響通信距離。所以，該技術(shù)作為礦井無線通信與生產(chǎn)調(diào)度應(yīng)用，其市場狹窄。但由于 WIFI具有寬帶數(shù)據(jù)接入和以太網(wǎng)傳輸?shù)膹?qiáng)大功能，因此，把它作為煤礦綜合自動(dòng)化監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸、光纖環(huán)網(wǎng)對接和多網(wǎng)合一的網(wǎng)關(guān)設(shè)備應(yīng)用，是較好的寬帶數(shù)據(jù)通訊解決方案，是當(dāng)前煤礦無線通信的主流技術(shù)。

7 XGP（新一代 PHS）

XGP是全球第四代移動(dòng)通信的技術(shù)平臺(tái)之一，XGP技術(shù)綜合了傳統(tǒng)礦井小靈通移動(dòng)語音組網(wǎng)通信質(zhì)量好和WIFI寬帶數(shù)據(jù)接入傳輸能力強(qiáng)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了語音視頻數(shù)據(jù)的并網(wǎng)傳輸。XGP 系統(tǒng)中的基站、基站控制器和移動(dòng)交換機(jī)全部依賴以太網(wǎng)平臺(tái)傳輸，可直接與井下光纖環(huán)網(wǎng)無縫對接，實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)一體化統(tǒng)一通信，組網(wǎng)能力強(qiáng)，語音通話質(zhì)量好，支持手機(jī)主動(dòng)精確定位，定位精度可達(dá)20米。XGP 技術(shù)最大的亮點(diǎn)是國內(nèi)首創(chuàng)支持基于手機(jī)平臺(tái)操作的移動(dòng)指揮調(diào)度，是真正意義上的移動(dòng)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)。從礦井無線通訊技術(shù)與市場長期發(fā)展演變的角度看，XGP無論從技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)性、開放性、繼承性，產(chǎn)品成熟性、可靠性、實(shí)用性等方面綜合分析，應(yīng)成為時(shí)下煤礦無線通信領(lǐng)域的最主流解決方案選擇。

總之，當(dāng)前煤礦無線通信系統(tǒng)基本能滿足礦井無線通信的要求，但是，隨著煤礦生產(chǎn)自動(dòng)化和信息化程度的提高，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)和語音通信，必將不能滿足煤礦安全生產(chǎn)和無線可視多媒體服務(wù)的需要。這就需要采用全新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及全新的無線傳輸理論與技術(shù)，構(gòu)建礦井寬帶化綜合通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井下各種有線和無線監(jiān)視、監(jiān)測、語音信息的傳輸。

煤礦通信論文:無線電通信對煤礦開采影響

無線通信技術(shù)早期應(yīng)用于社會(huì)通信行業(yè)，主要是為了滿足用戶之間的通信需要，保證信息傳遞的穩(wěn)定進(jìn)行。與傳統(tǒng)的有線通信相比，無線通信技術(shù)不僅擺脫了傳輸電纜的約束，在通信范圍上也有了很大的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離的信息傳輸功能。煤礦開采是我國國民經(jīng)濟(jì)中的主要產(chǎn)業(yè)，在開采階段必須要構(gòu)建綜合性的通信功能，這樣才能實(shí)現(xiàn)礦井內(nèi)外的持續(xù)通信。

1煤礦開采的現(xiàn)狀和不足

（1）煤礦開采存在安全問題。近幾年來，各地關(guān)于煤礦開采的事故報(bào)道層出不窮，讓群眾對于煤礦開采的安全措施產(chǎn)生很大的質(zhì)疑。眾所周知，煤礦開采事故產(chǎn)生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏電漏水等，既造成了嚴(yán)重的人身傷亡，也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。除了人為管理的疏忽，科學(xué)技術(shù)的滯后也是造成連續(xù)不斷事故產(chǎn)生的主要原因之一，因?yàn)楹芏嗍鹿收怯捎诘V井通訊設(shè)備的不完善，不能夠在第一時(shí)間接收信息及時(shí)進(jìn)行援助，導(dǎo)致礦工被困，缺氧而亡。對于煤礦開采這種高危作業(yè)，保持密切有效的聯(lián)系是保證工程順利和人身安全的必要措施。

（2）煤礦開采存在環(huán)境問題。煤礦作為不可再生能源，其開采和利用有一定的條件和限制，包括它的開采環(huán)境和開采深度等。不合理的開采很容易導(dǎo)致地表下沉，產(chǎn)生房屋塌陷、滲水，植被破壞荒蕪等環(huán)境問題，嚴(yán)重影響附近居民的生活和生產(chǎn)，給經(jīng)濟(jì)和環(huán)境帶來不可估量的損失。因此，依靠科學(xué)技術(shù)來判斷礦產(chǎn)的開采可行性、確定采留比例、衡量環(huán)境破壞率是實(shí)現(xiàn)煤礦開采合理有效的重要保障。

（3）煤礦開采存在監(jiān)督問題。煤礦開采不僅要考慮到開采的技術(shù)和方法，還要實(shí)時(shí)監(jiān)控礦井的風(fēng)向、瓦斯體積分?jǐn)?shù)、電力設(shè)備和頂板承受能力，而現(xiàn)在大多數(shù)煤礦對于安全措施的監(jiān)督僅僅局限于人為提醒和巡視，容易造成疏漏和不精準(zhǔn)的判斷。煤礦企業(yè)在開采資源過程中，將重點(diǎn)局限于煤礦資源的產(chǎn)量質(zhì)量，并沒有做好相關(guān)技術(shù)的調(diào)控運(yùn)用，導(dǎo)致整個(gè)開采過程因缺乏監(jiān)督體制而出現(xiàn)質(zhì)量問題，破壞了原先設(shè)計(jì)的煤礦生產(chǎn)模式。

2無線通信技術(shù)用于煤礦開采的優(yōu)勢

（1）提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。隨著無線電通信的發(fā)展和普及，其成本也大大降低，煤礦開采中使用無線電通信也相應(yīng)地節(jié)省了資金，減少投資，降低生產(chǎn)成本[1]。另一方面，無線通信技術(shù)的使用可以使操作簡單化、方便化，通過創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的通信模式傳遞信息（如圖1）。能夠在最短的時(shí)間內(nèi)完成工作任務(wù)，提高工作效率，獲得較高的利潤，真正實(shí)現(xiàn)低投入、高收入的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)。（2）提高運(yùn)作安全，保障人身安全。煤礦開采中無線通信技術(shù)的使用其最大的優(yōu)勢就是提高了采礦工作的安全性；能夠保證工作現(xiàn)場和外界密切的聯(lián)系，能夠在第一時(shí)間互通有無，保障工人的人身安全。

（3）提高領(lǐng)導(dǎo)效率，優(yōu)化企業(yè)管理。無線通信技術(shù)的使用在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)非現(xiàn)場操控，領(lǐng)導(dǎo)在辦公室就可以通過網(wǎng)絡(luò)掌握工作進(jìn)度，了解工作狀況，及時(shí)進(jìn)行派遣和指揮[2]。應(yīng)用無線通信技術(shù)，煤礦企業(yè)可以加強(qiáng)多方面的生產(chǎn)管理及引導(dǎo)，加快提高了領(lǐng)導(dǎo)層次的管理水平，真正實(shí)現(xiàn)管理一體化，幫助煤礦企業(yè)在生產(chǎn)期間創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）保障作業(yè)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保。煤礦開采中應(yīng)用無線通信技術(shù)可以方便管理和加強(qiáng)聯(lián)絡(luò)；應(yīng)用傳感器技術(shù)可以準(zhǔn)確探測到礦井內(nèi)的瓦斯體積分?jǐn)?shù)；利用類似波導(dǎo)的物質(zhì)進(jìn)行探測，可以避免礦井內(nèi)因金屬而產(chǎn)生的導(dǎo)電和繩索冗長等帶來的不便。從安全角度考慮，無線通信技術(shù)推廣之后，煤礦開采作業(yè)能夠處于一個(gè)相對安全穩(wěn)定的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

3無線通信技術(shù)存在的不足和改進(jìn)措施

（1）操作不規(guī)范，技術(shù)不純熟。由于從事煤礦開采的工人通常都是年齡較大、文化程度較低的中年人，對于從人工作業(yè)到機(jī)械作業(yè)的轉(zhuǎn)變需要一定的適應(yīng)階段和學(xué)習(xí)過程，而他們對于電腦技術(shù)的操作學(xué)習(xí)接受能力比較慢，學(xué)習(xí)不全面，也可能導(dǎo)致操作失誤和延緩工期。因此要對工作人員進(jìn)行系統(tǒng)、全面的電腦技術(shù)培訓(xùn)，保證無線電通新設(shè)備的順暢使用。在操作過程中必須要實(shí)施有效的操作流程，從各個(gè)角度考慮通信設(shè)備的持續(xù)運(yùn)行。

（2）技術(shù)發(fā)展不完善，通信技術(shù)有限制。無線通信技術(shù)的發(fā)展雖然越發(fā)成熟，覆蓋面越來越廣泛，但依然存在著局限性，受到通訊距離、發(fā)射功率和工控環(huán)境、天氣等各種因素的影響，無線信號會(huì)受到不同程度的干擾，從而影響到煤礦開采的進(jìn)度和管理。鑒于此處，一方面要求國家和政府積極支持和鼓勵(lì)無線通信技術(shù)的開發(fā)和研究，促進(jìn)無線通信技術(shù)的發(fā)展；另一方面，煤礦開采要依據(jù)工程的實(shí)際情況選擇合適先進(jìn)的通信技術(shù)和工具，盡量保證通信質(zhì)量。

（3）人工無線監(jiān)控相配合，實(shí)現(xiàn)雙管齊下。實(shí)時(shí)監(jiān)控對于煤礦開采具有舉足輕重的作用，無線通信技術(shù)的使用可以使監(jiān)控管理更方便，但是也不是萬無一失，不能夠面面俱到，一旦出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，監(jiān)控中斷很容易造成信息的滯留和錯(cuò)誤。因此，要把人為監(jiān)控和無線監(jiān)控兩者結(jié)合起來，添漏補(bǔ)缺，保證信息的及時(shí)性和有效性[3]。通過對無線通信設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)監(jiān)測，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)通信設(shè)備的故障問題，創(chuàng)造良好的無線通信規(guī)劃技術(shù)。

4煤礦開采技術(shù)的革新趨勢

（1）自動(dòng)操控技術(shù)。煤礦企業(yè)可以利用計(jì)算機(jī)創(chuàng)建自動(dòng)化操控技術(shù)，如：美國煤礦開采利用計(jì)算機(jī)具備的數(shù)據(jù)采集、處理、決策、貯存、傳輸、通訊、管理等功能，對煤礦開采設(shè)備智能化控制[4]。一些倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)的國家煤礦生產(chǎn)時(shí)，利用自動(dòng)操控技術(shù)配備了相應(yīng)的洗煤工藝，對原始煤礦資源進(jìn)行全面篩選，選擇適合生產(chǎn)需求的控制技術(shù)。

（2）導(dǎo)向鉆井技術(shù)。煤礦開采前期需要進(jìn)行一系列的測量工作，早期傳統(tǒng)的方法是有線測量，增加了煤礦開采區(qū)域的勘測難度。導(dǎo)向鉆井技術(shù)中引進(jìn)了無線測量的方法，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的無線傳輸，隨鉆測量及導(dǎo)向鉆井技術(shù)是煤礦行業(yè)技術(shù)改革的代表。

（3）智能開采技術(shù)。目前，發(fā)達(dá)國家使用智能開采技術(shù)實(shí)現(xiàn)了井下智能生產(chǎn)，且利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)化傳輸，一般傳輸速率達(dá)104bps,105bps和106bps[5]。智能開采的優(yōu)秀技術(shù)在于分布式傳感器，把傳感器與微處理器組合起來，在通過傳輸線纜把井下數(shù)據(jù)傳輸給鉆井上控制中心，其信息傳遞流程如圖2所示。

（4）數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。數(shù)據(jù)挖掘是計(jì)算機(jī)信息自動(dòng)處理中常用的技術(shù)，其能夠?qū)⒚旱V企業(yè)數(shù)據(jù)庫資源綜合調(diào)配運(yùn)行，根據(jù)產(chǎn)量分析的情況指導(dǎo)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)。煤礦企業(yè)在生產(chǎn)期間創(chuàng)建了諸多生產(chǎn)模式，不僅方便了企業(yè)的油井開采作業(yè)，對油井產(chǎn)量分析起到了輔助作用。

5結(jié)論

總之，無線通信技術(shù)作為新世紀(jì)科學(xué)發(fā)展技術(shù)的結(jié)晶，其成本低廉、使用方便、覆蓋范圍廣闊等優(yōu)勢決定了其在重工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢。作為煤礦企業(yè)，在實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)期間要控制好各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)，同時(shí)采用先進(jìn)的通信技術(shù)輔助作業(yè)；要結(jié)合煤礦開采的具體情況，充分利用無線通信技術(shù)的發(fā)展優(yōu)勢，最終實(shí)現(xiàn)煤礦開采高效、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

煤礦通信論文:無線信息通信技術(shù)對煤礦安全管理中意義

1概述

2004年，伴隨著哈爾濱市煤礦瓦斯信息系統(tǒng)的建立，哈爾濱市所屬煤礦的高瓦斯礦井全部裝備了瓦斯監(jiān)測子系統(tǒng)，采用四層聯(lián)網(wǎng)模式，運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)對全市煤礦的瓦斯、通風(fēng)來實(shí)行全方位數(shù)字化遠(yuǎn)程監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除事故隱患，這就較好的控制了瓦斯爆炸事故的發(fā)生。但是隨著科技發(fā)展和進(jìn)步有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控在監(jiān)控領(lǐng)域的弊端逐漸顯現(xiàn)，組網(wǎng)成本高、可擴(kuò)充性差，受場地限制大等因素束縛礦井層級的監(jiān)控工作。本文討論無線技術(shù)在煤礦監(jiān)控中的應(yīng)用，期望進(jìn)一步優(yōu)化礦井層級的監(jiān)控系統(tǒng)方案。2無線技術(shù)及可靠性分析

2.1微波技術(shù)。

微波技術(shù)可分為模擬和數(shù)字兩類，目前在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用的微波技術(shù)是數(shù)字微波即多載波正交頻分復(fù)用技術(shù)。這種技術(shù)具有信號質(zhì)量好，傳輸不受障礙物的影響，延時(shí)小的優(yōu)點(diǎn)，微波擴(kuò)頻通信一般接入速率為64K~2Mbps，使用頻段為2.4G~2.4835GHz，該頻段屬于工業(yè)自由輻射頻段，也是國內(nèi)目前唯一不需要無委會(huì)批準(zhǔn)的自由頻段，但是微波傳輸距離有限，系統(tǒng)容量教小，在有限區(qū)域內(nèi)多個(gè)終端之間會(huì)存在相互干擾，導(dǎo)致信號質(zhì)量衰損嚴(yán)重。同時(shí)采用微波技術(shù)的無線監(jiān)控系統(tǒng)是完全開放的，不具備安全性。如果不考慮安全性，在小范圍內(nèi)無線監(jiān)控應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢，因此微波監(jiān)控設(shè)備得到了較多的應(yīng)用。

2.2寬帶無線技術(shù)。寬帶無線技術(shù)代表了寬帶技術(shù)的一種新的不可忽視的發(fā)展趨勢，具有建網(wǎng)開通快、維護(hù)簡單、用戶較密時(shí)成本低等特點(diǎn)，主要有WiF（i802.11b標(biāo)準(zhǔn)）和WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）兩種。WiFi具有以下優(yōu)勢：信號半徑可達(dá)100米左右，可滿足樓間聯(lián)網(wǎng)；傳輸速度快，可達(dá)到11Mbps，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低，廠商只要在機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路將因特網(wǎng)接入上述場所，用戶只要將支持無線LAN的筆記本電腦或PDA拿到該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng)。WiFi是目前無線監(jiān)控中被應(yīng)用最多的無線技術(shù)。

WiMAX具有更遠(yuǎn)的傳輸距離，其能夠?qū)崿F(xiàn)50公里的無線信號傳輸距離，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G（TD-SCDMA）發(fā)射塔的10倍，只要少數(shù)基站建設(shè)就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋；提供更高速的寬帶接入，能提供的最高接入速度為70M，是3G（TD-SCDMA）所能提供的寬帶速度的30倍；作為一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，它可以將WiFi熱點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng)中，也可作為DSL等有線接入方式的無線擴(kuò)展；提供電信級多媒體通信服務(wù)等優(yōu)勢。

2.3無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

目前國內(nèi)的無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控主要應(yīng)用CDMA和基于GSM的GPRS技術(shù)，它們的最大優(yōu)勢就是成本較低，具有較大的覆蓋面，而CDMA由于其傳輸速度相對較快（實(shí)際應(yīng)用中可達(dá)到70Kbps，比GPRS的20-30Kbps快得多）。不過，在目前，雖然CDMA的傳輸效果較好，但其覆蓋面沒有GPRS大，依然存在一定的劣勢。基于公網(wǎng)的CDMA/GPRS技術(shù)，由于帶寬限制，圖像質(zhì)量有限，即使采用多路捆綁技術(shù)，一般最多也只是達(dá)到CIF清晰度,難以勝任處理突發(fā)事件的應(yīng)急處理。

3原理

經(jīng)過以上分析，決定采用微波載頻技術(shù)將工作面的有害氣體濃度通過移動(dòng)式傳感器實(shí)時(shí)采集值通過無線方式傳輸?shù)皆O(shè)置在工作面規(guī)定位置的監(jiān)測系統(tǒng)和地面監(jiān)控中心。

4解決方案

移動(dòng)式瓦斯傳感器采集瓦斯信號，經(jīng)過微弱信號放大電路，A/D轉(zhuǎn)換后由單片機(jī)存儲(chǔ)管理其數(shù)據(jù)。傳感器采用定時(shí)輸出、無線發(fā)送方式。其優(yōu)秀電路由檢測橋路、放大電路、單片機(jī)、5GHz發(fā)射電路組成。該傳感器有兩種供電模式，當(dāng)裝置放置在采煤機(jī)上時(shí)由采煤機(jī)電源轉(zhuǎn)換后的直流電源供電；當(dāng)由礦井工作人員便攜時(shí)，則由礦燈電源供電。傳感器將瓦斯信息從采掘點(diǎn)傳輸?shù)降V井回風(fēng)巷的端頭。在回風(fēng)巷端頭設(shè)有瓦斯監(jiān)控分站。

監(jiān)控分站包括電力負(fù)荷控制和電子監(jiān)控電路。監(jiān)控分站的優(yōu)秀是嵌入式電路，該嵌入式電路外接5GHz的傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)無線信號的搜集與處理。當(dāng)瓦斯超限時(shí)能夠發(fā)出控制信號，該控制信號控制聲光報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號，也可以控制工作面的供電系統(tǒng)，實(shí)施斷電。該電路還能實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的監(jiān)測功能。遍布整個(gè)礦井的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控站的信息可以傳到地面中心。地面中心的主要任務(wù)是實(shí)時(shí)顯示各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的瓦斯信息，供礦井調(diào)度實(shí)施生產(chǎn)指揮與調(diào)度。

該方案充分發(fā)揮微波無線技術(shù)優(yōu)勢，以單片機(jī)技術(shù)為載體，具有易實(shí)現(xiàn)，低成本，信號穩(wěn)定，傳輸速度快等特點(diǎn)。本方案系統(tǒng)是可以工作在5GHz頻段上的高速無線以太數(shù)字微波（WirelessEthernetBridge），支持點(diǎn)對點(diǎn)（PTP）和點(diǎn)對多點(diǎn)（PTMP）的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)高性能、多功能平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)型方案。可以繼續(xù)擴(kuò)充無線接入以及骨干網(wǎng)連接功能。系統(tǒng)可通過編輯WEB界面進(jìn)行友好的遠(yuǎn)程管理，易于安裝維護(hù)。系統(tǒng)擴(kuò)充后的空中速率高達(dá)54Mbps，提供高達(dá)26dBm輸出功率。本方案系統(tǒng)可以增加自動(dòng)設(shè)定無線頻率通道，以及天線校準(zhǔn)功能和自我診斷能力，可以有效解決無線網(wǎng)絡(luò)安裝中最困難的安裝配置問題，使其安裝和維護(hù)簡便易行。由于5GHzU-NII/ISM頻段系統(tǒng)是免許可證的頻段，使得本系統(tǒng)具有先進(jìn)的抗鄰區(qū)（inter-cell）互擾能力。本方案系統(tǒng)具有雙向自適應(yīng)調(diào)制能力，能夠在多種調(diào)制方法中依次調(diào)節(jié)無線鏈路質(zhì)量，不僅優(yōu)化了頻譜利用率，還解決了既定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信號衰減問題，從而保證了最高的數(shù)據(jù)吞吐量。

煤礦通信論文:煤礦井下生產(chǎn)中監(jiān)控與通信技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】

煤炭在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占的比重最大，然而煤礦井下安全問題仍然是社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)。伴隨著監(jiān)控與通信技術(shù)的不斷發(fā)展，通信及監(jiān)控技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)中獲得了廣泛的應(yīng)用，有利于提高煤礦井下的安全性，而且一些新的監(jiān)控與通信技術(shù)也陸續(xù)得到開發(fā)與應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】

煤礦井下；安全生產(chǎn)；監(jiān)控與通信技術(shù)；應(yīng)用

煤炭是我國最主要的能源，而我國又是世界上的產(chǎn)煤大國，產(chǎn)煤量占世界比例已經(jīng)超過了40%。然而近些年來，我國煤礦安全生產(chǎn)問題較為突出，死亡人數(shù)、事故數(shù)量等雖然都有所下降，但是與國際上的其他國家相比仍然有較大的差距。因此為了促進(jìn)煤炭行業(yè)健康、可持續(xù)的發(fā)展，監(jiān)控與通信技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。

1當(dāng)前監(jiān)控與通信技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)的應(yīng)用

1.1煤礦井下移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)際上煤礦井下對于移動(dòng)通信的需求還是存在的，但是在煤礦井下無限傳輸衰減會(huì)非常大，發(fā)射的功率也會(huì)受到一定的限制，基于煤礦井下的這種通信情況，可以設(shè)置多基站移動(dòng)通信系統(tǒng)，根據(jù)煤礦井下移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)狀況以及相關(guān)的性能要求，開發(fā)和使用在WIFI環(huán)境下煤礦井下的移動(dòng)通信系統(tǒng)。這使得煤礦井下安全生產(chǎn)調(diào)度、避險(xiǎn)以及搶險(xiǎn)救災(zāi)發(fā)揮了巨大的作用。

1.2煤礦井下人員定位系統(tǒng)由于GPS信號沒辦法完全覆蓋煤礦井下的巷道，針對這種情況在基于RSSI技術(shù)的基礎(chǔ)上，來對煤礦井下人員進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位。根據(jù)RSSI測距公式：RSSI=A-10nlg（d）（式中：P為當(dāng)前RSSI；A為主從機(jī)1m距離時(shí)的RSSI；n：傳播因子，與溫度、濕度等相關(guān)；r：當(dāng)前距離。）具體來說，RSSI技術(shù)是通過通信過程來實(shí)現(xiàn)的，所以需要主機(jī)傳送數(shù)據(jù)信息到從機(jī)，不斷的更新所測的距離。煤礦井下人員的定位系統(tǒng)是避免有外人進(jìn)入到煤礦井下，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)合理的定員生產(chǎn)；同時(shí)也能及時(shí)處理煤礦井下安全事故的應(yīng)急，降低事故發(fā)生率；另外還可以為考勤、調(diào)度工作提供系統(tǒng)支持，為安全生產(chǎn)提供了有力的保障。

1.3無人值班遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)為了更好地控制煤礦井下定員，避免較多的人員在煤礦井下人員，從而避免或者減少一些安全事故的損失，研究和開發(fā)了無人值班遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦井下機(jī)電硐室、水泵房等進(jìn)行無需人員值守，直接進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控。在工作面有工作人員巡視的情況下，回采巷道的遙控技術(shù)也得到了應(yīng)用，這對于煤礦井下的安全生產(chǎn)活動(dòng)是非常重要的的，在一定程度上是對傳統(tǒng)監(jiān)控模式的突破，在遠(yuǎn)程的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了無人值班，即提高了煤礦生產(chǎn)的效率，又保證了煤礦井下安全生產(chǎn)活動(dòng)的順利開展。

2監(jiān)控與通信技術(shù)在煤礦井下安全生產(chǎn)的應(yīng)用發(fā)展

（1）基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。為了能夠更好地防止假冒機(jī)電設(shè)備被運(yùn)用到煤礦安全生產(chǎn)中，為煤礦井下安全生產(chǎn)活動(dòng)提供穩(wěn)定有效的物資來源，可以考慮基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)。要知道在煤礦井下無限傳輸?shù)乃p會(huì)較大，而且誒地面物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用難以在煤礦井下得到實(shí)現(xiàn)，所以要根據(jù)煤礦井下的具體特性，對運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：①對相關(guān)的礦用物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、輸送和整理；②設(shè)計(jì)和研究煤礦用車、煤礦機(jī)械設(shè)備、人員等多個(gè)動(dòng)態(tài)目標(biāo)和靜態(tài)目標(biāo)的管理控制系統(tǒng)；③針對部分工作人員和操作人員，例如瓦斯檢查員、放炮員、水泵操作工等設(shè)計(jì)人機(jī)環(huán)閉鎖系統(tǒng)；④關(guān)于礦用產(chǎn)品以及其他重大設(shè)備設(shè)計(jì)全程跟蹤系統(tǒng)。伴隨著現(xiàn)代科技和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，煤礦井下各類各類礦用產(chǎn)品、重大設(shè)備都需要借助基于物聯(lián)網(wǎng)的礦用無線通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，從而提高煤礦井下安全生產(chǎn)的工作效率和質(zhì)量。

（2）煤礦井下人員準(zhǔn)確定位技術(shù)。要知道煤礦井下是最易發(fā)生安全事故的場所，因此當(dāng)事故發(fā)生時(shí)需要對煤礦井下進(jìn)行定位，及時(shí)全面了解人員的狀況，從而正確更好的救援效果。然而GPS全球定位系統(tǒng)是沒辦法覆蓋到煤礦井下的各個(gè)巷道，而且當(dāng)前煤礦井下人員的定位技術(shù)仍然采取無線射頻識(shí)別技術(shù)、漏泄電欖技術(shù)等，能夠?qū)γ旱V井下人員進(jìn)行定位，從而更好地監(jiān)控和管理煤礦井下的人員情況，對于煤礦井下安全生產(chǎn)工作相當(dāng)重要。不過現(xiàn)行的這些系統(tǒng)還無法做到準(zhǔn)確定位，難以滿足災(zāi)后的相關(guān)救援工作。所以，務(wù)必要根據(jù)煤礦井下各個(gè)巷道的具體特點(diǎn)，更加深入的研究煤礦井下定位的網(wǎng)絡(luò)狀況以及相關(guān)算法，從而開發(fā)和研究更加精準(zhǔn)的煤礦井下人員定位系統(tǒng)，提高煤礦井下安全生產(chǎn)工作的效率。

（3）煤礦井下生命探測技術(shù)。煤礦井下發(fā)生安全事故或者險(xiǎn)災(zāi)后，生命探測裝備能夠更快地實(shí)施搶險(xiǎn)救災(zāi)，提高了搜救的進(jìn)度，從而盡可能地減少人員的傷亡率。煤礦井下的環(huán)境和條件較為復(fù)雜，一些關(guān)鍵的技術(shù)沒辦法在煤礦井下應(yīng)用。為了能夠更好地應(yīng)對煤礦井下的特殊環(huán)境，需要開發(fā)和研究煤礦井下相關(guān)的生命搜救技術(shù)與定位技術(shù)。這種技術(shù)能夠盡可能地穿透煤礦巖層，更好地了解和掌握煤礦井下人員的生命狀況，通過生命探測技術(shù)，能夠最大程度地降低煤礦井下事故傷亡率，真正地為煤礦井下安全生產(chǎn)提供人身保障。

（4）傳感器全方位分布技術(shù)。為了能夠?qū)γ旱V井下瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測，防止因?yàn)橥咚節(jié)舛瘸瑯?biāo)而引起的重大事故。需要在煤礦井下分布大量的傳感器，這些針對瓦斯?jié)舛葯z測的傳感器并不會(huì)增多資金投入，反而分擔(dān)了系統(tǒng)的工作量。所以在實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)用中，可以依據(jù)煤礦井下煤礦采掘位置、通風(fēng)狀況、巷道風(fēng)速、瓦斯分布和變化具體狀況等，來設(shè)計(jì)和安置傳感器的位置，主要考慮是否有吊掛位置、斷電的具體濃度、警報(bào)臨界值、復(fù)電的濃度等等，從而實(shí)現(xiàn)傳感器全方位分布，確保煤礦井下工作的安全性，促使煤礦井下安全生產(chǎn)工作的順利開展。

3結(jié)束語

實(shí)際上煤礦井下監(jiān)控與通信技術(shù)是煤礦井下安全生產(chǎn)工作順利開展的關(guān)鍵保障，在進(jìn)行煤礦井下作業(yè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理運(yùn)用監(jiān)控與通信技術(shù)，減少一些煤礦井下人員，避免不必要的安全事故發(fā)生。只有合理的應(yīng)用監(jiān)控與通信技術(shù)，使其在搶險(xiǎn)救災(zāi)、事故調(diào)查、環(huán)境與條件監(jiān)管方面發(fā)揮最大的效用。

作者：岑龍 單位：山西高河能源有限公司