煤矿通讯系统中应用无线以太网技术

文/边文宇

煤炭开采过程中包含多个环节，包括煤炭开采、煤炭运输以及煤矿井下与井上之间的通信，任何一个环节都需要投入大量的人力和物力。尤其是在煤矿开采的过程中，既要保证开采的掘进速度和效率，又要保障井下工作人员的生命财产安全。关乎开采人员生命安全的一个重要工程就是通信工程，当前我国煤矿通信技术中最常应用的就是无线以太网，将煤矿通信技术与无线以太网技术结合，解决在煤矿开采工作中经常遇见的一些问题。同时，在煤矿的开采过程中应用无线以太网，还可以提高煤炭的开采效率，为企业创造良好的经济效益。

1 无线以太网技术的概述

在煤矿通信技术中会应用到无线以太网技术的很多个方面，比如，频道聚合技术、序列扩频相关技术以及正交频分复用技术等。在煤矿通信技术中应用无线以太网技术有很多优势，与传统的有线以外网技术相比较而言，该种技术的成本投入更低、有更强的抗击干扰能力和灵活性。而且在无线以太网的应用效果更好，能够实现井下与井上的视频通话和语音通信。在煤矿通信过程中，以太网的应用既可以提高通信的效率又可以保障通信的可靠性和稳定性，在应用的过程中还涉及对工作人员进行的定位功能、视频监督功能和移动通信的相关功能。

2 当前无线技术的研究现状

我国很多煤矿的通信技术在很大程度上运用有线通信的方式，我国很多煤矿井下的生产检测活动以及相关的生产监控活动、人员的定位功能等都应用到了这种技术。当下我国主要采用语音通信的手段进行井下的交流活动，通信效率相对而言也较低，而且当下多种模式的通信手段都不是特别完善，有很多技术都处于正在研究的阶段。无线技术主要包括以下几种通信模式：大灵通的通信模式、泄露的通信模式、透地的通信模式、感应的通信模式。其中透地通信以及感应通信具有较小的信道容量，这就会使得电磁对无线通信技术带来一定的侵扰降低可靠性，在一定程度上也阻碍了其发展。煤矿开采用的小灵通技术来源于通信网络技术中的PHS系统，该技术也成为了煤矿井下工作与井上通信的基础。与此相比，大灵通技术的工作波段较强，且有着较强的抗击干扰能力、移动能力，通话质量较高，稳定性较强，能够快速进行数据分组任务。但是，大灵通技术也有其自身的局限性，其功能较为单一，受到自然环境的影响较大，协议标准化程度不高，容易受到损害。因此，在应用的过程中不能单一的只应用大灵通技术。

3 煤矿通讯系统中应用无线以太网技术的应用方式

3.1 无线以太网技术在应急通信系统中的应用

煤矿行业由于其独特的工作环境而具有较高的危险系数，应急通信系统是煤矿井下作业必不可少的通信系统，关系到煤矿开采的安全性，因此，应当保持应急通信系统中的稳定性，保持井下与井上的实时通信。煤矿应急系统涉及众多通信系统，包括大灵通、有线通信等，地面的局用交换功能是通信系统在运行的过程中常常依赖的。在遇到一些紧急情况或者发生严重灾害的时候，井下电路会断开，电路会遭到不同程度的破坏，相关的井下设备也会受到相应的损坏，更为严重的可能导致井下与地面的局端设备发生失联，整个系统都会瘫痪，增加运行维护的难度和投入。而在煤矿的应急通信系统中融入无线以太网技术就可以较大程度的缓解这种状况，VOIP技术可以在煤矿应急通讯系统内部基站和手机在脱网的情况下依旧保持通信。煤矿开采的过程中遇到紧急情况会导致各种终端设备受到不同程度的损坏，而当应急通讯也同样遇到损坏的情况下还能保持实时的通信，就会给应急救援工作带来极大的便利，促进救援工作的高效进行。

3.2 无线以太网技术在人员定位系统中的应用

RFID技术可以实现人员的定位以及相关系统的创建等任务，这也是在煤矿通信系统中应用的一种较为传统的技术，这种技术的应用对于专业的系统和网络有着很高的依赖性。随着科学技术的不断发展，无线以太技术的问世，其在实际的应用过程中也体现了独特的优势，逐渐受到行业相关研究人员的重视。无线以太技术最先在海关和各大酒店中广泛应用，继而被推广应用至煤炭开采过程中来。在煤矿开采过程中的人员定位系统中应用无线以太网技术有以下几个明显的优势，首先，对人员的定位相对来说更为精准。其次，该技术可以利用场强以及信噪比对相关数据进行计算，并且能够严格按照协议规范标准应用到煤矿开采中的通信系统，在实际的应用过程中不需要单独设立网络和系统，就能够实现视频通信、语音通信以及数据的传输，有利于形成比较独立且完善的无线以太网技术系统。

3.3 无线以太网技术在风险监测系统中的应用

安全是煤矿生产的前提，在煤矿开采的过程中有很多潜在的危险，因此，对煤矿潜在危险进行全面的检测是很有必要的，有利于避免严重的人员伤亡，保障煤矿企业的稳定发展。在当前的煤矿开采过程中，煤矿的检测系统中包括瓦斯浓度传感器、有毒气体和粉尘传感器等，当监测物的浓度超标之后就会出现报警信号。目前上述的探测装置主要采用有线传输的方式，这种有线传输存在很大的弊端，发生意外事故或者断电之后便失去了监测报警的功能。而在煤矿开采过程中的风险监测系统中应用无线以太网技术，在传感器的探头上利用无线的方式进行安装，可以给井下的监测系统带来很大的方便，提高监测系统的稳定性。煤矿开采过程中会有瓦斯的泄露，当瓦斯浓度达到一定限度会发生爆炸等一系列危险。手持瓦斯检测仪是当前对煤矿瓦斯检测的一种常用的方法，携带较为方便，具有良好的性能，但是其检测的数据往往不能实时上传，无法实现共享。在手持瓦斯的检测仪器上应用无线以太网技术能够实现瓦斯检测数据的实时共享，当检测的瓦斯浓度出现超标现象时便于做出相对的应对措施。

3.4 无线以太网技术在煤矿开采自动化系统中的应用

自动化技术的发展和推广有利于节省大量的人力和物力，尤其是对于煤矿的开采工作来说，自动化技术既可以降低劳动强度，又可以提高开采工作的效率和安全性，当前煤矿的各个生产系统以及相关的监控系统都有了不同程度的自动化技术的应用。随着煤矿生产量以及监控设备的不断增大，传统的有限传输方式也逐渐暴露出一些弊端，比如在工作面位置和环境的影响下，链型的网络结构传输效率会大大降低。在架设线缆的过程中，如果井下的环境比较恶劣时，就会直接影响线缆的架设效果，进而影响煤矿开采现场的通信工作。在煤矿的自动化系统中应用无线以太网技术可以提供多种通信接口，如以太网、串行通信方式以及总线的通信方式等。这种接口与线缆相比较而言的灵活性较强，且无线以太网技术的应用还可以创建比较全面的自动化系统，且实时监测，数据的传输更加快捷方便。在煤矿开采的自动化系统中无线以太网技术的应用还可以促进子系统和相关设备的应用灵活性，在接入方式上也比较方便，提高整体的可靠性和稳定性，促进煤矿开采的高效进行。

4 总结

当前我国煤炭行业的发展较为迅速，煤矿企业对开采的质量和效率都有更高的要求，煤矿开采过程中的技术以及相关的设备都应当跟上时代的发展。无线以太网技术在煤矿开采过程中的应用可以提高煤矿产业的安全稳定发展，对于提高煤矿开采过程中通讯效率，进行精准的人员定位，降低开采的风险系数，提高煤矿开采的自动化程度都有着积极地促进作用，因此，相关的研究人员应当重视煤矿通讯系统中无线以太网技术的应用，促进我国煤炭行业的发展。