礦井通訊系統(tǒng)的研究

1、. ：.；礦井通訊系統(tǒng)的研討煤炭行業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)開展的支柱行業(yè),煤礦平安亦是當(dāng)今任務(wù)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。環(huán)境條件的制約導(dǎo)致通訊不暢,是井下高危特點(diǎn)的主要緣由。本課題針對(duì)這一情況,對(duì)井下通訊技術(shù)進(jìn)展研討。本論文是在國(guó)家以及行業(yè)規(guī)范根底上,并結(jié)合井下特殊條件進(jìn)展分析與研討的。首先,將我國(guó)目前五種常用的現(xiàn)場(chǎng)通訊技術(shù)進(jìn)展對(duì)比分析,由于井下對(duì)通訊間隔 、傳輸速度、通訊可靠性以及實(shí)時(shí)性等特殊要求。結(jié)合我礦目前在平安救援時(shí)對(duì)通訊系統(tǒng)的需求，我們主要研討與透地通訊系統(tǒng)相關(guān)的通訊技術(shù)。井下通訊系統(tǒng)應(yīng)具有防爆性、抗干擾性、電源本質(zhì)平安性以及抗沖擊、抗交變濕熱等性能。本文針對(duì)這些要求,提出了可以有效加強(qiáng)通訊質(zhì)量的措施。一

2、、礦井通訊系統(tǒng)礦井通訊系統(tǒng)又稱礦井通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，是煤礦平安消費(fèi)調(diào)度、平安避險(xiǎn)和應(yīng)急救援的重要工具。礦井通訊系統(tǒng)包括礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)、礦井廣播通訊系統(tǒng)、礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)、礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)。煤礦應(yīng)配備礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)，積極推行運(yùn)用礦井廣播通訊系統(tǒng)和礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)。救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)配備礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)。1.礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)普通由礦用本質(zhì)平安型防爆調(diào)度、礦用程控調(diào)度交換機(jī)含平安柵、調(diào)度臺(tái)、電源和電纜等組成。礦用程控調(diào)度交換機(jī)含平安柵、調(diào)度臺(tái)和電源設(shè)置在地面，礦用本質(zhì)平安型防爆調(diào)度設(shè)置在煤礦井下。礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)除用于日常消費(fèi)調(diào)度通訊聯(lián)絡(luò)外，煤礦井下作業(yè)人員可經(jīng)過通訊系統(tǒng)匯報(bào)平安消費(fèi)隱患、事故

3、情況、人員情況等，并懇求救援等。調(diào)度室值班人員及指點(diǎn)經(jīng)過通訊系統(tǒng)通知井下作業(yè)人員撤人、逃生道路等。礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)不需求煤礦井下供電，因此，系統(tǒng)抗災(zāi)變才干強(qiáng)。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或缺點(diǎn)停電時(shí)，不會(huì)影響系統(tǒng)正常任務(wù)。當(dāng)發(fā)生頂板冒落、水災(zāi)、瓦斯爆炸等事故時(shí)，只需和電纜不被破壞，就可與地面通訊聯(lián)絡(luò)。礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)抗災(zāi)變才干優(yōu)于其它礦井通訊系統(tǒng)。特別需求指出的是，礦用IP通訊系統(tǒng)和礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)等均不得替代礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)。2.礦井廣播通訊系統(tǒng)礦井廣播通訊系統(tǒng)普通由地面廣播錄音及控制設(shè)備、井下防爆廣播設(shè)備、防爆顯示屏、電纜等組成。廣播錄音及控制設(shè)備設(shè)置在地面，防爆廣播設(shè)備和防爆顯示屏設(shè)置在井下。

4、防爆廣播設(shè)備和防爆顯示屏功率較大，需井下供電。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或缺點(diǎn)停電時(shí)，會(huì)影響系統(tǒng)正常任務(wù)，因此，防爆廣播設(shè)備和防爆顯示屏應(yīng)配有不小于2 h的備用電源。行人巷道、采掘任務(wù)面等作業(yè)場(chǎng)所應(yīng)設(shè)置廣播擴(kuò)音設(shè)備。當(dāng)煤礦井下發(fā)生瓦斯超限、瓦斯爆炸、瓦斯突出、透水、火災(zāi)、頂板冒落等事故時(shí)，調(diào)度室可經(jīng)過礦井廣播通訊系統(tǒng)，將事故類別、事故地點(diǎn)、逃生和撤離道路等通知井下作業(yè)人員。3.礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)普通由礦用本質(zhì)平安型防爆手機(jī)、礦用防爆基站、防爆電源可與基站一體化，普通有維持基站正常任務(wù)2 h的備用電源、系統(tǒng)控制器、調(diào)度臺(tái)、電纜或光纜等組成。系統(tǒng)控制器和調(diào)度臺(tái)等設(shè)置在地面。礦用防爆基站和

5、防爆電源設(shè)置在井下，礦用本質(zhì)平安型防爆手機(jī)主要用于井下。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或缺點(diǎn)停電時(shí)，會(huì)影響系統(tǒng)正常任務(wù)。因此，嚴(yán)禁礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)替代礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)。但礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)具有通訊及時(shí)和便利的優(yōu)點(diǎn)，特別適宜煤礦井下挪動(dòng)的作業(yè)環(huán)境。因此，有條件的礦井，在配備礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)的條件下，應(yīng)配備礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)。4.礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)普通由礦用本質(zhì)平安型防爆挪動(dòng)臺(tái)、礦用防爆基站含話機(jī)、礦用防爆基站電源可與基站一體化、地面基站通訊終端、電纜或光纜等組成。礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)主要用于煤礦井下災(zāi)后救援。救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)配備礦井救災(zāi)通訊系統(tǒng)。5.礦用IP通訊系統(tǒng)礦用IP通訊系統(tǒng)普通由礦用本質(zhì)平安型防爆

6、IP、礦用防爆交換機(jī)、礦用防爆電源普通有維持系統(tǒng)任務(wù)2 h的備用電源，可與礦用防爆交換機(jī)一體化、調(diào)度臺(tái)、地面普通交換機(jī)、光纜等組成。調(diào)度臺(tái)和地面普通交換機(jī)設(shè)置在地面。礦用本質(zhì)平安型防爆IP和礦用防爆交換機(jī)設(shè)置在井下。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或缺點(diǎn)停電時(shí)，會(huì)影響系統(tǒng)正常任務(wù)。因此，嚴(yán)禁用礦用IP通訊系統(tǒng)替代礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)。二、礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)目前，我礦主要采取的是礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)和挪動(dòng)通訊系統(tǒng)相結(jié)合的通訊方法。礦用調(diào)度通訊系統(tǒng)是必需運(yùn)用的，它不需求煤礦井下供電，系統(tǒng)抗災(zāi)變才干也比較強(qiáng)，當(dāng)井下發(fā)生瓦斯超限停電或缺點(diǎn)停電時(shí)，不會(huì)影響系統(tǒng)正常任務(wù)。當(dāng)發(fā)生頂板冒落、水災(zāi)、瓦斯爆炸等事故時(shí)，只需和電纜不被

7、破壞，就可與地面通訊聯(lián)絡(luò)。但是會(huì)遭到安裝地點(diǎn)的限制，無法隨時(shí)隨地與地面堅(jiān)持聯(lián)絡(luò)。假設(shè)井下發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，事故場(chǎng)所周圍沒有礦用，那么無法保證與地面的正常通訊，將會(huì)嚴(yán)重影響到后續(xù)的救援任務(wù)，也并不是百分百的可靠。礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)主要是為處理在礦井中人員挪動(dòng)信息的傳輸和獲取問題,以實(shí)現(xiàn)流動(dòng)人員在任何地點(diǎn)和任何時(shí)辰都能與他們通訊對(duì)象堅(jiān)持及時(shí)有效的聯(lián)絡(luò)。作為礦區(qū)通訊技術(shù)的重要組成部分,與礦區(qū)的煤炭公用通訊網(wǎng)和礦區(qū)地面通訊網(wǎng)一同構(gòu)成了煤礦公用通訊系統(tǒng)。目前,我國(guó)礦井通訊系統(tǒng)技術(shù)程度低、通訊效果差、可靠性低、互置信息孤立并且防災(zāi)、抗災(zāi)才干差,通訊技術(shù)程度嚴(yán)重滯后于煤礦平安消費(fèi)的現(xiàn)實(shí)需求。因此,研討并設(shè)計(jì)全礦

8、井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)對(duì)于促進(jìn)數(shù)字化礦山建立,滿足煤礦平安消費(fèi)也具有非常重要的意義。我礦目前主要采用的是PHS(小靈通)礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)，該通訊系統(tǒng)主要采用“基站+交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和PHS技術(shù)。該通訊系統(tǒng)主要有調(diào)度臺(tái)、調(diào)度交換主機(jī)、復(fù)用光端機(jī)、基站控制器、基站、基站天線、無線手機(jī)組成PHS礦井挪動(dòng)通訊系統(tǒng)具有基站和手機(jī)發(fā)射功率低等優(yōu)點(diǎn)。它支持多種新業(yè)務(wù)功能，具有完善的網(wǎng)管調(diào)度臺(tái)功能，維護(hù)管理方便，方便實(shí)現(xiàn)與公網(wǎng)對(duì)接。在運(yùn)用方面對(duì)于專網(wǎng)運(yùn)用影響不大，但存在基站控制器和基站非本質(zhì)平安性防爆、抗災(zāi)變才干差、傳輸間隔 短井下分站至地面最大通訊間隔 不滿足井下通訊10KM的要求等問題。假設(shè)發(fā)惹事故，通訊將會(huì)馬上中

9、斷。且由于短少規(guī)?；\(yùn)用，需求思索維修備件的供應(yīng)。三、無線通訊的研討 如今，國(guó)內(nèi)外礦井無線通訊方式主要有透地、感應(yīng)、漏泄、PHS小靈通、CDMA通訊等。本論文根據(jù)我礦的實(shí)踐操作情況，主要討論一下感應(yīng)通訊系統(tǒng)的運(yùn)用。3.1透地通訊系統(tǒng)礦山用無線電透地通訊系統(tǒng)主要第大地為電磁波傳播媒質(zhì)，包括：發(fā)射組件，用于根據(jù)數(shù)字編碼生成低頻摸擬信號(hào)，并對(duì)所述低頻摸擬信號(hào)進(jìn)展輸入、發(fā)射；接納組件，用于接納由所述發(fā)射組件所發(fā)出的低頻摸擬信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)展處置后加以顯示；救援接納組件，用于接納所述接納組件所發(fā)出的SOS信號(hào)其中，所述低頻摸擬信號(hào)為超長(zhǎng)波信號(hào)。本發(fā)明所述礦山用無線電透地

10、通訊系統(tǒng)可瞬間實(shí)現(xiàn)無線電信號(hào)穿透巖層、煤層，將與礦井平安的有關(guān)信息傳送到井下深達(dá)1000米的任何區(qū)位任務(wù)面。在井下無電纜、無基站，不受礦井下供電系統(tǒng)的限制，即使在井下斷電的情況下，系統(tǒng)仍正常任務(wù)，是一個(gè)集預(yù)警、指揮、呼叫、救援功能為一體的礦山平安無線透地通訊系統(tǒng)。但是透地通訊系統(tǒng)存在信道容量小、單向通訊、電磁干擾大、施工難度大等缺陷。以我國(guó)目前各個(gè)礦井的條件來說還無法進(jìn)展全面科學(xué)的實(shí)施。3.2 感應(yīng)通訊的原理及特點(diǎn)在延伸較長(zhǎng)、構(gòu)造復(fù)雜的民用與軍事地下建筑中，在各種隧道及礦井地下道中，以及類似的場(chǎng)所，實(shí)驗(yàn)和實(shí)際都證明無線電從幾十千赫到幾百兆赫很難傳播超越數(shù)百米的間隔 。而在拐彎的道中傳播間隔 更

11、短，即不存在和地面相類似的上述地下場(chǎng)所中的挪動(dòng)通訊。但是當(dāng)?shù)乐写嬖谥饘賹?dǎo)體導(dǎo)線時(shí)，情況會(huì)發(fā)生很大的變化，某些波段的無線電信號(hào)可以傳播較遠(yuǎn)的間隔 達(dá)數(shù)公里以上，這種無線電信號(hào)借助于沿線導(dǎo)體的誘導(dǎo)傳播完成的通訊稱為感應(yīng)通訊。感應(yīng)通訊可運(yùn)用于礦業(yè)地下道及任務(wù)面等環(huán)境中的挪動(dòng)通訊。這種挪動(dòng)通訊不是完全的無線電通訊，而是半有線半無線方式的挪動(dòng)通訊。其在礦山地下道中的系統(tǒng)構(gòu)造如圖2所示，圖中假設(shè)地下中央廣場(chǎng)有四個(gè)方向的道延伸，每個(gè)方向有一公用的感應(yīng)通訊 HYPERLINK wiki.dzsc/info/3363.html t _blank 基站與感應(yīng)線直接聯(lián)接，感應(yīng)線向道中延伸。沿途有假設(shè)干挪動(dòng)手機(jī)，基

12、站與交換機(jī)相聯(lián)接，完成各手機(jī)用戶間的轉(zhuǎn)接；交換機(jī)具有與地下通訊網(wǎng)的匯接功能。由于感應(yīng)通訊系統(tǒng)可以借助礦原有線、信號(hào)線等，所以假設(shè)利用我礦如今已有的皮帶巷道或已有的導(dǎo)線作為傳輸導(dǎo)體，可以省去架設(shè)公用的感應(yīng)線。同時(shí)利用無線電波感應(yīng)場(chǎng)引導(dǎo)電磁波傳輸，往往頻率選擇在中低頻3003000KHZ，中頻信號(hào)在一定程度上可以穿透煤層和巖層傳播。主要可用于井下救援部分范圍通訊。感應(yīng)通訊沿道或一定的區(qū)域設(shè) HYPERLINK dzsc/product/searchfile/10337.html t _blank 絕緣導(dǎo)線；當(dāng)?shù)乐袑?dǎo)線稱為感應(yīng)線附近的發(fā)射機(jī)發(fā)射天線電信號(hào)時(shí)，發(fā)射機(jī)天線的信號(hào)可以感應(yīng)到感應(yīng)線上，產(chǎn)生感應(yīng)電流。該電流在感應(yīng)周圍產(chǎn)生信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)，沿途的天線接納機(jī)天線可因感應(yīng)而接納信號(hào)，經(jīng)放大和處置，獲得發(fā)射機(jī)發(fā)出的信息，完成通訊過程，這就是感應(yīng)通訊的原理。在感應(yīng)通訊中，任務(wù)頻率越低，傳輸損耗越小，耦合損耗越大；任務(wù)頻率越高，傳輸損耗越大、耦合損耗越小。實(shí)踐證明有利于感應(yīng)通訊的任務(wù)頻率為50khz500khz。感應(yīng)線普通是直徑1mm2mm的絕緣導(dǎo)線，距壁15cm25cm，平行于道設(shè)；感應(yīng)線可以是單線一根導(dǎo)線方式與大地構(gòu)成回路；也可以采用雙導(dǎo)線自成回路方式。感應(yīng)通訊具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)、投資少、見效快的優(yōu)點(diǎn)，