煤礦井下無線通信技術的現(xiàn)狀與發(fā)展形勢概述

趙宇

摘 要 煤礦井開采是一項對技術要求高，危險性較大的工作，為了確保煤礦井下開采作業(yè)的順利進行，要加強對無線通信技術的研究與應用。下面，針對煤礦井下無線通信技術的相關內(nèi)容進行分析，希望文中內(nèi)容對行業(yè)的發(fā)展可以有所幫助。

關鍵詞 煤礦井;無線通信;巷道環(huán)境;機電噪音

科技的飛速發(fā)展使煤炭行業(yè)的信息化、自動化程度也都得到了顯著提升，無線通信系統(tǒng)目前已經(jīng)成為煤礦安全生產(chǎn)和信息化的一項重要構成部分。現(xiàn)代煤礦井下開采作業(yè)對無線通信系統(tǒng)提出了更高的要求，不僅要滿足短信、語音等業(yè)務，而且還要能夠滿足無線視頻、無線辦公等各項業(yè)務。

1 WiFi無線通信技術應用現(xiàn)狀

WiFi無線通信技術在具體應用期間，通過對短碼擴頻技術進行應用，適合應用在無遮擋環(huán)境中。但是，從實際情況來看，煤礦井下存在大量的遮擋物，而且會發(fā)生強烈反應，在這一環(huán)境下，WiFi通信距離會縮短，會對其應用造成一定影響[1]。同時，需要研究人員注意的是，WiFi無線通信技術采用的通信體制、調(diào)制方式、占用寬帶，以及在煤礦井下采用的定位系統(tǒng)的ZigBee和RFID都十分相近，甚至存在相同情況，這也就會導致不同系統(tǒng)在運行期間，電磁會相互影響，會造成嚴重干擾，情況嚴重時，會使整個系統(tǒng)發(fā)生癱瘓。

2 煤礦井下無線通信技術應用時面臨的難題

2.1 巷道環(huán)境影響電磁波

通常來說，煤礦井下巷道都十分狹窄，有多個分支，并且分布在不同地下平面。煤礦井下巷道截面寬度存在一定差異，而且巷道四周都是煤層，存在大量凹凸不平情況，這一特殊環(huán)境會對電磁波的具體傳播造成不良影響。電磁波頻率對電磁波的具體傳輸速度會造成一定影響，巷道截面尺寸也會對影響電磁波傳輸，一般來說，巷道截面尺寸與巷道內(nèi)電磁波頻率之間成正比[2]。除此之外，在煤礦井下還存在大量的動力線、照明線等縱向導體，這些線路都會對電磁波在應用期間的傳輸造成影響，這也是相關工作人員需要注意的一項內(nèi)容。

2.2 機電噪聲會造成嚴重干擾

目前，煤礦井下作業(yè)采用了大量的自動化與機械化設備，各項設備在運行期間勢必會產(chǎn)生各種噪音，但是，很長一段時間，人們都未重視該項問題。在通信技術中，噪聲也是損耗和衰減通信質(zhì)量的一項關鍵因素[3]。煤礦井下機械設備在實際生產(chǎn)期間都是二十四小時不間斷運行，煤礦開采作業(yè)中采用的機械設備重量大，而且需要頻繁起動，因此，會在機械運行時會產(chǎn)生頻譜較寬的噪聲。信號微弱將會導致煤礦井下通信遇到各種困難，而噪聲則是煤礦井下移動通信必須要解決的一項問題。

2.3 接收點處信號較為微弱

煤礦井下進行無線電傳播可以視作在特定空間內(nèi)開展，因為煤巖層和磁導率都會對電磁波傳輸造成一定影響，而且電磁波的傳播速度是變化的。煤礦井下管道表面凹凸不平，這都會對電磁波傳輸造成一定影響。而針對某個接收點來說，接收機自身信號較為微弱，一旦遇到干擾，可能無法及時接收到相應的信號，這一特性的存在，會對信號傳輸遭受破壞，提高了通信難度。

3 煤礦井下無線通技術系統(tǒng)的具體研究

3.1 系統(tǒng)的整體結構

煤礦井下無線通信技術系統(tǒng)的整體結構中，無線通信模式應當嚴格依據(jù)地面的具體控制模塊，以及井下控制模塊完成相應的控制。在系統(tǒng)中，要將具體采用的光纖網(wǎng)絡作為整個系統(tǒng)中的主干傳輸平臺，對TCP/IP流程進行適當完善，對Wi-Fi技術的各項要點內(nèi)容進行全面完善，進行煤礦井下和井上信息交流平臺建設，將IP、UPS、主機等各項內(nèi)容作為關鍵，促進系統(tǒng)運行管理發(fā)展[4]。除此之外，針對語音網(wǎng)關一段要全面結合PBX開展，實現(xiàn)數(shù)字程控交換處理，通過對IPPBX和PBX進行借助，完成連接，將語音網(wǎng)關體系、防火墻體系、IP路由等各項內(nèi)容作為要素，保證各項數(shù)據(jù)服務都能夠得到合理落實，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.2 系統(tǒng)的具體功能

為了確保煤礦井下無線通信技術整體結構的完整性，要對系統(tǒng)的各項功能進行全面監(jiān)管，確保各項內(nèi)容都可以得到落實，對管理結構基本價值進行適當整合，對系統(tǒng)進行維護，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。此外，對無線通信系統(tǒng)進行完善，將設備和應用管理模式作為基礎，對各項突發(fā)事件進行適當整合，為系統(tǒng)各項功能的實現(xiàn)，以及系統(tǒng)的進步提供支持。系統(tǒng)的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

緊急情況下，語音播報和救生引導作為重要因素體系，特別是在煤礦井下生產(chǎn)期間，一旦發(fā)生緊急事件，要采用播放系統(tǒng)，對預先設置的語音文件進行播放，在對管理模式進行應用的基礎上，對煤礦井下的作業(yè)人員進行引導，使其工作人員能夠快速從井下撤離，同時，對煤礦井下報警系統(tǒng)進行應用，降低危害。

建設語音+媒體通信項目，結合煤礦井下的具體情況，完成對語音和視頻調(diào)度的合理控制，對作業(yè)現(xiàn)場畫面進行切換，通過遠程方式完成對攝像頭的操控。

構建應急通話會議，調(diào)度人員要對特性號碼進行應用，確保項目具有較高的綜合價值，在進行操作制定時，只有指定人員才可以通過相應權限，開展電話會議，完成相應操作。無線通信系統(tǒng)中，要全面結合呼叫的具體來源，處理通話渠道。

4 結束語

在煤礦井下對WiFi無線通信技術進行應用，構建無線通信系統(tǒng)，能夠在煤礦井下建設一套與實際情況相符的設備科學管理模式，使溝通效率，以及相應的控制水平都能夠得到進一步提升，以免出現(xiàn)突發(fā)事件，對煤礦井下作業(yè)的開展造成不良影響。

參考文獻

[1] 魏翠英.基于WiFi技術的煤礦井下應急救援無線通信系統(tǒng)設計[J].機電工程技術，2019，48（8）：208-209.

[2] 劉阿振.煤礦井下機車遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].機械工程師，2016（12）：220-222.

[3] 崔慧敏.基于無線技術背景下的井下定位系統(tǒng)研究[J].通訊世界，2016（11）：117-118.

[4] 姜文峰.WIFI技術下的煤礦井下應急救援無線通信系統(tǒng)設計分析[J].電子世界，2014（8）：145-146.