煤矿井下无线通信技术的现状与发展形势概述

赵宇

摘 要 煤矿井开采是一项对技术要求高，危险性较大的工作，为了确保煤矿井下开采作业的顺利进行，要加强对无线通信技术的研究与应用。下面，针对煤矿井下无线通信技术的相关内容进行分析，希望文中内容对行业的发展可以有所帮助。

关键词 煤矿井;无线通信;巷道环境;机电噪音

科技的飞速发展使煤炭行业的信息化、自动化程度也都得到了显著提升，无线通信系统目前已经成为煤矿安全生产和信息化的一项重要构成部分。现代煤矿井下开采作业对无线通信系统提出了更高的要求，不仅要满足短信、语音等业务，而且还要能够满足无线视频、无线办公等各项业务。

1 WiFi无线通信技术应用现状

WiFi无线通信技术在具体应用期间，通过对短码扩频技术进行应用，适合应用在无遮挡环境中。但是，从实际情况来看，煤矿井下存在大量的遮挡物，而且会发生强烈反应，在这一环境下，WiFi通信距离会缩短，会对其应用造成一定影响[1]。同时，需要研究人员注意的是，WiFi无线通信技术采用的通信体制、调制方式、占用宽带，以及在煤矿井下采用的定位系统的ZigBee和RFID都十分相近，甚至存在相同情况，这也就会导致不同系统在运行期间，电磁会相互影响，会造成严重干扰，情况严重时，会使整个系统发生瘫痪。

2 煤矿井下无线通信技术应用时面临的难题

2.1 巷道环境影响电磁波

通常来说，煤矿井下巷道都十分狭窄，有多个分支，并且分布在不同地下平面。煤矿井下巷道截面宽度存在一定差异，而且巷道四周都是煤层，存在大量凹凸不平情况，这一特殊环境会对电磁波的具体传播造成不良影响。电磁波频率对电磁波的具体传输速度会造成一定影响，巷道截面尺寸也会对影响电磁波传输，一般来说，巷道截面尺寸与巷道内电磁波频率之间成正比[2]。除此之外，在煤矿井下还存在大量的动力线、照明线等纵向导体，这些线路都会对电磁波在应用期间的传输造成影响，这也是相关工作人员需要注意的一项内容。

2.2 机电噪声会造成严重干扰

目前，煤矿井下作业采用了大量的自动化与机械化设备，各项设备在运行期间势必会产生各种噪音，但是，很长一段时间，人们都未重视该项问题。在通信技术中，噪声也是损耗和衰减通信质量的一项关键因素[3]。煤矿井下机械设备在实际生产期间都是二十四小时不间断运行，煤矿开采作业中采用的机械设备重量大，而且需要频繁起动，因此，会在机械运行时会产生频谱较宽的噪声。信号微弱将会导致煤矿井下通信遇到各种困难，而噪声则是煤矿井下移动通信必须要解决的一项问题。

2.3 接收点处信号较为微弱

煤矿井下进行无线电传播可以视作在特定空间内开展，因为煤岩层和磁导率都会对电磁波传输造成一定影响，而且电磁波的传播速度是变化的。煤矿井下管道表面凹凸不平，这都会对电磁波传输造成一定影响。而针对某个接收点来说，接收机自身信号较为微弱，一旦遇到干扰，可能无法及时接收到相应的信号，这一特性的存在，会对信号传输遭受破坏，提高了通信难度。

3 煤矿井下无线通技术系统的具体研究

3.1 系统的整体结构

煤矿井下无线通信技术系统的整体结构中，无线通信模式应当严格依据地面的具体控制模块，以及井下控制模块完成相应的控制。在系统中，要将具体采用的光纤网络作为整个系统中的主干传输平台，对TCP/IP流程进行适当完善，对Wi-Fi技术的各项要点内容进行全面完善，进行煤矿井下和井上信息交流平台建设，将IP、UPS、主机等各项内容作为关键，促进系统运行管理发展[4]。除此之外，针对语音网关一段要全面结合PBX开展，实现数字程控交换处理，通过对IPPBX和PBX进行借助，完成连接，将语音网关体系、防火墙体系、IP路由等各项内容作为要素，保证各项数据服务都能够得到合理落实，确保系统稳定运行。

3.2 系统的具体功能

为了确保煤矿井下无线通信技术整体结构的完整性，要对系统的各项功能进行全面监管，确保各项内容都可以得到落实，对管理结构基本价值进行适当整合，对系统进行维护，使系统稳定运行。此外，对无线通信系统进行完善，将设备和应用管理模式作为基础，对各项突发事件进行适当整合，为系统各项功能的实现，以及系统的进步提供支持。系统的功能主要体现在以下几个方面：

紧急情况下，语音播报和救生引导作为重要因素体系，特别是在煤矿井下生产期间，一旦发生紧急事件，要采用播放系统，对预先设置的语音文件进行播放，在对管理模式进行应用的基础上，对煤矿井下的作业人员进行引导，使其工作人员能够快速从井下撤离，同时，对煤矿井下报警系统进行应用，降低危害。

建设语音+媒体通信项目，结合煤矿井下的具体情况，完成对语音和视频调度的合理控制，对作业现场画面进行切换，通过远程方式完成对摄像头的操控。

构建应急通话会议，调度人员要对特性号码进行应用，确保项目具有较高的综合价值，在进行操作制定时，只有指定人员才可以通过相应权限，开展电话会议，完成相应操作。无线通信系统中，要全面结合呼叫的具体来源，处理通话渠道。

4 结束语

在煤矿井下对WiFi无线通信技术进行应用，构建无线通信系统，能够在煤矿井下建设一套与实际情况相符的设备科学管理模式，使沟通效率，以及相应的控制水平都能够得到进一步提升，以免出现突发事件，对煤矿井下作业的开展造成不良影响。

参考文獻

[1] 魏翠英.基于WiFi技术的煤矿井下应急救援无线通信系统设计[J].机电工程技术，2019，48（8）：208-209.

[2] 刘阿振.煤矿井下机车远程无线监控系统研究[J].机械工程师，2016（12）：220-222.

[3] 崔慧敏.基于无线技术背景下的井下定位系统研究[J].通讯世界，2016（11）：117-118.

[4] 姜文峰.WIFI技术下的煤矿井下应急救援无线通信系统设计分析[J].电子世界，2014（8）：145-146.