普天3G矿用无线通信系统助力天池矿实现矿井上下高效联通

文/麻帅

普天3G矿用无线通信系统助力天池矿实现矿井上下高效联通

文/麻帅

矿用无线通讯系统作为矿山信息通信系统的重要组成部分，在现代化大中型矿山企业中正扮演着越来越重要的角色。矿用无线通讯系统具有通信(话音通信、数字分组通信)、调度(电话调度、会议汇接)、控制及信息采集等功能，应用于矿山的生产调度、指挥和单位内部通信。有力的通信保障是煤矿安全生产的必要条件。在煤矿掘进中，由于矿井中特殊的瓦斯浓度，必须要求井下所有设备都要安全防爆，且保证清晰、及时的通话和数据传输。本文就普天3G矿业无线通信系统在山西和顺天池能源有限责任公司的应用进行了阐述。

一、项目概况

山西和顺天池能源有限责任公司,是兖州煤业山西能化有限公司在山西开发的首个重点项目，也是兖矿集团在山西投资开发的第一对矿井,位于山西省和顺县,设计能力为120万t/a, 2006年11月投产。井田面积19.8平方公里,矿井地质储量为111.68Mt,矿井可采储量67.04Mt,服务年限为40年。

天池煤矿采用斜井-立井混合开拓，综采放顶煤开采，单水平开采15号煤层，开采水平为+ 1150米。

矿井为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为59.13m3/min，相对瓦斯涌出量为27.41m3/t；绝对二氧化碳涌出量9.07m3/min，相对二氧化碳涌出量为4.2m3/t。煤尘具有爆炸性。

二、项目背景

2011年，国家安全监管总局、国家煤监局下发的《煤矿井下安全避险“六大系统”建设完善基本规范（试行）》中明确要求，2011年底前，所有煤矿都要完成监测监控系统、人员定位系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统的建设完善工作；2012年6月底前，所有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，中央企业所属煤矿和国有重点煤矿中的高瓦斯矿井、开采容易自燃煤层的矿井，都要完成“六大系统”建设完善工作；2013年6月底前，所有煤矿全部完成“六大系统”的建设完善工作。

项目实施前，天池煤矿井上井下通信仅依靠固定电话，而通信设备则依靠一些老旧程控交换机。井下巷道间距较长，井上井下沟通极为不便。如遇上突发情况无法采取无线应急措施。一方面，落后的通信设备导致通话不清晰、传输速率慢，且时有延迟，成为了天池煤矿的安全隐患之一。另一方面，随着矿井生产经营的不断发展，提高自身生产效率的需求也使得矿井人员定位系统、无线通信系统的建设迫在眉睫。

安全生产是悬在煤炭企业头顶的达摩克利斯之剑，而有力的通信保障是煤矿安全生产的必要条件。为此，天池煤矿与中国普天信息技术研究院共同合作，结合矿井地理情况及原有设施状况进行普天3G矿用无线通信系统的铺设和搭建，实现了矿井上下3G信号的有效覆盖，通信系统稳定可靠，有效提高了矿井生产经营效率。

三、技术优势及解决方案

进行项目选型时，供应商的规模实力、技术的成熟稳定、安全性能是否达标、成本因素都成为天池煤矿领导班子考虑的重点。最终选择与普天信息技术研究院合作，主要原因是其组织构架强化了产品的竞争力。一方面普天信息技术研究院的研发、测试、销售、施工、支持各环节均由煤炭行业事业部统一管理统筹，使得对客户的响应速度和技术支持实现了统一协调、迅速及时反应。另一方面，基于充分的前期市场调研和定价分析，以及更加成熟的技术积累，使得普天研究院在推出产品和定价策略方面具有后发优势，从而决定了普天3G矿用无线通信系统具有明显的技术领先性和价格优势。

灵活部署的网络铺设方案。普天3G矿用无线通信系统两级设计的特点改变了过去需要往井下拉几根光纤的状况。传统架构中，井下基站光纤都需要连接到地面。而普天3G矿用无线通信系统中引入了基站控制器单元，1根光纤拉到井下，通过基站控制器即可以部署48个本安型基站，大大降低了施工难度，节省了光纤资源，更增强了井下基站部署的灵活性。

本安型防爆设计。现场设备的防爆技术包括隔爆型（如增安、气密、浇封等）和本质安全型两类。与隔爆型技术相比，本质安全技术采取抑制点火源能量作为防爆手段，可以带来一系列的优点：结构简单、体积小、重量轻、在带电情况下进行维护和更换、安全可靠性高、适用范围广。实现本质安全的关键技术为低功耗技术和本安防爆技术。普天3G矿用无线通信系统所有设备均采用本安型防爆设计，进一步提高了系统的安全性，可靠性。

先进的通信技术。普天3G矿用无线通信系统采用中国移动的TD-SCDMA制式，并将目前公网使用最成熟、先进的移动通信技术引入到煤矿井下的移动通信系统。TD-SCDMA具有2.8MBit的移动上网速率，可支持包括移动视频监控在内的移动数据业务，使得普天3G矿用无线通信系统不仅实现了移动语音业务功能，同时具备视频电话、短信、彩信等业务功能。矿井井下建设TD移动网络，为下一步开发井下移动物联网提供了有效的保证，并可实现与中移动的3G网络无缝连接。

四、实施效果

2013年1月30日，普天3G矿用无线通信系统在天池煤矿顺利完成一期部署。矿区配置不仅符合国家政策要求，也满足了矿井在调度系统、人员定位、语音通话、数据网络等多方面的实际需求，实现了井上井下的无线通信、人员定位、应急反应等核心功能，并与煤矿生产安全系统有效融合，提高了企业的安全生产运营效率。

（作者单位：中国普天信息技术研究院）

（责任编辑：周琼）