袁酉亮

摘 要：在進行煤礦生產時，所處的工作環(huán)境條件比較惡劣，且這個環(huán)境的移動性特征比較強，需要將一些用于采掘和支護以及通信的設備搬運到新的工作環(huán)境中。在這種復雜的工作環(huán)境下，需要引進更加先進的無線通信技術，才能為各項工作的開展提供有效的支持，從而滿足煤礦工作的生產和管理要求。在進行煤礦通信系統(tǒng)建設時，將無線以太網(wǎng)技術應用到系統(tǒng)的建設中，可以完善系統(tǒng)的組網(wǎng)和應急救援通信以及視頻監(jiān)控等功能，并且對工作人員的位置進行確定。本文就當前煤礦通信系統(tǒng)主要技術進行相關的分析和探討。

關鍵詞：煤礦;通信系統(tǒng);主要技術;分析探討

一、前言

我國在進行煤礦井下作業(yè)時，原有的移動通信系統(tǒng)建設僅僅是依靠電話等設備進行通信，因為這種通信作用限制范圍比較大，無法為井下作業(yè)提供有效的支持。近階段在進行井下通信系統(tǒng)建設時，相關的技術和產品都比較多，在應用的過程中具備更多的選擇。但因為大多數(shù)的技術和產品會受到外界環(huán)境的干擾，如果煤礦作業(yè)噪聲比較強，就會對通話質量產生不利于的影響。所以在進行煤礦通信系統(tǒng)建設時，要引進一些國外的先進通信系統(tǒng)，彌補我國自身產品的缺陷和不足[1]。

二、無線以太網(wǎng)在當前煤礦通信系統(tǒng)中的具體應用

（一）移動通信方面

如圖1所示，在進行煤礦生產作業(yè)時，應用無線以太網(wǎng)技術進行移動通信系統(tǒng)的建設時間比較長，到目前為止我國已經(jīng)擁有幾十套系統(tǒng)，隨著這這項技術的不斷更新和進步，在應用技術時存在的各項問題都得到合理的解決，已經(jīng)實現(xiàn)了通信功能的一體化發(fā)展。在發(fā)展的過程中，將無線和有線以及生產進行有機結合，可以促進通信系統(tǒng)進行更好的發(fā)展。尤其是在進行WiFi傳輸時，誤碼率測試工作的開展已經(jīng)比較先進。現(xiàn)階段在開展測試工作時，數(shù)據(jù)更加的清晰，而且在對這些數(shù)據(jù)信息進行采集和整理時，相關的技術也比較成熟[2]。

（二）系統(tǒng)組網(wǎng)方面

在進行系統(tǒng)的組網(wǎng)建設時，原來的鏈型或者是星形的拓撲屬于井下環(huán)境作業(yè)的主要通信系統(tǒng)，所有的子系統(tǒng)可以形成一個新型的網(wǎng)絡形式。這個系統(tǒng)的應用特點是帶寬狀態(tài)比較小，可靠性不足，抵抗災害能力比較差。因此，在應用系統(tǒng)的過程中存在較多的問題，無法保證系統(tǒng)應用的穩(wěn)定性和安全性?，F(xiàn)階段工業(yè)以太網(wǎng)絡已經(jīng)廣泛應用于煤礦建設中，在進行系統(tǒng)建設時提高了系統(tǒng)應用的可靠性，而且完善了系統(tǒng)的各項功能。但是以太網(wǎng)技術所采用的通訊方式屬于有線的形式，再加上井下的作業(yè)情況比較復雜，工作的范圍比較小，而且作業(yè)位置會不斷的發(fā)生改變[3]。所以在進行具體傳輸?shù)倪^程中必須注意以下問題。

1.在工作環(huán)境比較好、位置比較固定的區(qū)域進行環(huán)網(wǎng)的布置

如果存在建設條件的限制，會加大后期維護的難度，也會受到其他建設的影響，有些位置無法進行環(huán)網(wǎng)的安裝。一些危險性比較高的區(qū)域，如果保留采掘的面，也不能進行環(huán)網(wǎng)的布置。所以這些無法進行環(huán)網(wǎng)布置的區(qū)域是建設的關鍵點。

2. 在進行生產設備的運輸和線纜的拆遷時

因為工作量比較大，且在作業(yè)過程中會對一些材料和設備產生比較大的損壞。采用以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術以及無線網(wǎng)橋等技術可以滿足無線型組環(huán)的部分功能。例如在進行煤礦的端面采掘時，如果要執(zhí)行主運的順槽或者輔運的順槽，可以與以太網(wǎng)進行有效的連接，使得采掘的工作面和順槽以及大巷之間能夠形成一個環(huán)路。在這個過程中可以對設備進行及時的撤回，使得運輸和維修工作的開展更加簡單快捷，提高了系統(tǒng)運行的可靠性[4]。

（三）工業(yè)自動化方面

現(xiàn)階段在進行煤礦產品生產時，綜合自動化技術的應用范圍變得越來越廣，系統(tǒng)運行的復雜程度也在不斷地增加。因為在進行系統(tǒng)建設時，子系統(tǒng)的應用數(shù)量也在不斷的增多，所以會加大各個系統(tǒng)的運行壓力。如果在進行具體建設時，接入系統(tǒng)的傳輸模式采用了星型和鏈型的網(wǎng)絡拓補形式，在這個過程中用有線的方式進行接入建設，就會受到位置等因素的影響，還會受到現(xiàn)場環(huán)境因素的限制。那么在開展工作的過程中，無法為其他環(huán)節(jié)提供便利。所以企業(yè)在進行生產的過程中，一定要不斷提高自身的自動化應用水平，才能對這些問題進行有效地解決[5]。

（四）綜合自動化技術方面

在進行礦產井下作業(yè)時，綜合自動化應用等技術的廣泛使用，使得現(xiàn)階段煤礦生產系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的智能化發(fā)展程度也在不斷地提高。系統(tǒng)內部的部件更加的復雜，一些數(shù)量繁多、種類多變的子系統(tǒng)應用到這個建設的過程中，可以完善總系統(tǒng)的功能?，F(xiàn)階段在進行子系統(tǒng)接入時，可以選擇星型或者鏈型的接觸方式。如果采用了有線的方式，就會受到現(xiàn)場作業(yè)位置和環(huán)境等因素的影響。如果在進行線纜架設的過程中無法實現(xiàn)建設形式的靈活移動，那么鏈路在運行的過程中，可能會存在穩(wěn)定性下降的問題。對于一些智能化水平比較低的設備和子系統(tǒng)來說，可以通過以太網(wǎng)技術的使用實現(xiàn)通信的串行。一些總線系統(tǒng)等多個類型的接口，都可以為后期的應用提供有效的支持。在進行具體建設時，如果采用以太網(wǎng)技術進行自動化設備的接入，那么子系統(tǒng)等設備的接入就不會再受到線纜建設的影響，在接入的過程中會更加地方便快捷，同時使用的穩(wěn)定性也會得到顯著地提高[6]。

（五）應急通信方面

在進行生產時，井下的作業(yè)危險性比較高，在進行實際作業(yè)時經(jīng)常會出現(xiàn)一些突發(fā)狀況和緊急情況，還會遭受最大的災害。在對這些問題進行解決時，應該保證通信的順暢和穩(wěn)定，才能為工作人員的逃生提供有效的支持?，F(xiàn)階段可以應用有線通信系統(tǒng)和無線通信系統(tǒng)進行通信的建設，但是在開展工作的過程中，對于地面交換設備的依賴性比較強，而且會受到大氣管控的影響。如果后期發(fā)生了自然災害，可能會對設備和線路造成損壞，井下環(huán)境會出現(xiàn)斷電等問題。一旦井下作業(yè)人員和地面的設備失去聯(lián)絡，通信系統(tǒng)就無法進行正常的使用，也無法保證相應的救援活動能夠順利開展?，F(xiàn)階段在進行通信機制確立時，系統(tǒng)的內部不同基站和手機設備之間都可以實現(xiàn)脫網(wǎng)的通信。如果發(fā)生災害和突發(fā)情況，井下作業(yè)人員無法與地面的設備取得聯(lián)系，在系統(tǒng)的內部依然可以實現(xiàn)通訊聯(lián)系。無線型以太網(wǎng)技術能夠實現(xiàn)多種傳輸視頻的承載，在惡劣的作業(yè)環(huán)境中，一些攝像設備都具有無線型以太網(wǎng)的傳輸功能。這種技術的操作靈活性比較強，可以實現(xiàn)車載等要求，給現(xiàn)階段工業(yè)系統(tǒng)的建設提供了合理的增補[7]。

（六）人員定位方面

現(xiàn)階段煤礦企業(yè)在應用人員的定位系統(tǒng)時，需要建設比較獨立的系統(tǒng)模式，而且要做好網(wǎng)絡支持等工作才能實現(xiàn)相應的功能。因為現(xiàn)階段在進行無線型以太網(wǎng)定位技術應用時，各項技術也逐漸成熟，可以在一些公共場所區(qū)域進行應用。這項技術的一個優(yōu)勢就是系統(tǒng)屬于標準化的建設，不需要后期進行建設和維修，還可以與很多業(yè)務進行聯(lián)合共同構建網(wǎng)絡平臺。所以在進行人員定位的過程中，可以提供更加優(yōu)異的服務。

三、無線以太網(wǎng)設備的井下維修技術及措施

在對井下的無線以太網(wǎng)設備進行維護和檢修時，通常設備的事故問題都是在運行過程中發(fā)生的。所以在對故障問題進行解決時，一定要對故障問題的具體表現(xiàn)進行深入的分析和準確的處理。

（一）無線中斷

這種現(xiàn)象最為常見，在處理時具體方式有很多。比如設備電源損壞、無線模塊損壞等，可以對電源線和負載線進行調換，對熔體進行更換，或者對設備進行調換。

（二）信號質量差，時斷時續(xù)

常見的是受到周圍同頻信號的干擾或傳輸路徑上時有時無的遮擋。解決的方案是調換無線發(fā)射器的位置，或在傳輸路徑上增加網(wǎng)橋等中繼設備。

（三）使用一段時間后信號變差

常見的原因是無線收發(fā)設備采用的元件尤其是其晶振的質量較差，隨著溫度或老化后產生頻率漂移，造成接收方所受到的信號變弱。解決的方案一般為更換高品質的無線模塊，或者采用更高頻率的無線進行通信。當然在進行具體維修時，工作人員需要根據(jù)故障問題出現(xiàn)的原因制定專門的解決方案，還應該對故障問題的發(fā)生區(qū)域進行準確地查找，才能保證維修工作的開展效率和質量。

四、結語

綜上所述，在進行煤礦通信系統(tǒng)建設時，主要應用的技術是無線以太網(wǎng)。這項技術的協(xié)議比較標準，建設規(guī)模比較小，應用的靈活度比較高。而且在進行實際應用時投入的資金力度比較小，因此這項技術被廣泛應用于煤礦通信系統(tǒng)的建設中。煤礦企業(yè)在進行生產時，應用這項技術進行通信系統(tǒng)的建設，不僅可以提高生產管理的效率和質量。而且能夠擴大市場的發(fā)展前景，為我國煤礦企業(yè)的生產發(fā)展奠定了良好的基礎。因此煤礦企業(yè)一定要認識到這項技術應用的重要性，通過對技術進行優(yōu)化和完善，促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]沈軍.燃料智能全面管控一體化信息系統(tǒng)分析與設計[J].天津大學， 2014.

[2]管鎮(zhèn)銘.基于物聯(lián)網(wǎng)的煤礦安全生產專家系統(tǒng)的研究與設計[J].電子科技大學， 2014.

[3]張偉強.煤礦安全監(jiān)控管理信息系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].電子科技大學， 2013.

[4]劉天偉.煤礦信息管理與智能地圖系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].大連理工大學， 2013.

[5]余修武.礦井安全智能監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡關鍵技術研究[J].武漢理工大學， 2013.

[6]鐘躍.我國當前煤礦通信系統(tǒng)主要技術分析[J].通信電源技術， 2010，27（05）：72-73.

[7]李琨.監(jiān)控技術與涌現(xiàn)性分析在煤礦瓦斯災害防治中的應用研究[J].昆明理工大學， 2019.

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