煤礦通訊系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)分析

金路

摘 要：煤礦生產(chǎn)工作中所處的環(huán)境條件極為惡劣，環(huán)境為移動性的，需要將采掘、支護以及通信等設(shè)備搬運到新的工作環(huán)境中。在復(fù)雜的工作環(huán)境中，迫切的需要將無線通訊技術(shù)應(yīng)用于工作中，滿足煤礦工作生產(chǎn)和管理的實際需要。將無線以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于煤礦移動通訊當(dāng)中，可以很好的實現(xiàn)系統(tǒng)的組網(wǎng)、應(yīng)急救援通信以及視頻監(jiān)控等功能，并且準(zhǔn)確的進行人員位置的確定。本文就煤礦通訊系統(tǒng)中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)進行了詳細的分析。

關(guān)鍵詞：煤礦通訊系統(tǒng)；無線以太網(wǎng)；技術(shù)分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.124

1 無線以太網(wǎng)技術(shù)介紹

無線以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于上世紀七十年代初，工作在兩個相對開放的頻段，實用應(yīng)用的技術(shù)包括直序列擴頻、正交頻分復(fù)用、智能天線和頻道聚合等，無線以太網(wǎng)技術(shù)是在有限以太網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上的進一步拓展和應(yīng)用。具有發(fā)展前景廣闊，標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議好、靈活性程度高、資金投入量低、抗干擾能力強、帶寬大等優(yōu)勢，能實現(xiàn)對語音的承載以及數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。無線以太網(wǎng)技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用范圍較廣，包括：手提電腦、手機以及各類終端設(shè)備等，包括家庭中以及企業(yè)內(nèi)部的各類無線網(wǎng)絡(luò)、在石油、教育以及醫(yī)療等領(lǐng)域中也已井有較為廣泛的應(yīng)用，電信以及移動運營商已經(jīng)將自身的服務(wù)與以太網(wǎng)相連接，實現(xiàn)的智能化的建設(shè)。

2 無線以太網(wǎng)在煤礦通信中的應(yīng)用

在煤礦通訊中，無線以太網(wǎng)的應(yīng)用主要表現(xiàn)在移動通信、應(yīng)急救援、視頻、監(jiān)控以及自動化和監(jiān)測、位置的確定等方面

2.1 移動通信

煤礦生產(chǎn)移動通信中應(yīng)用無線以太網(wǎng)技術(shù)，興起于本世紀初，現(xiàn)階段在國內(nèi)已經(jīng)有了幾十套系統(tǒng)，隨著無線以太網(wǎng)技術(shù)的更新和進步，各類無線以太網(wǎng)的問題都得到了合理的解決，已經(jīng)實現(xiàn)了無線以及有線一體化、生產(chǎn)一體化的通信功能。

2.2 系統(tǒng)組網(wǎng)

在系統(tǒng)組網(wǎng)中，原來的鏈型或者星型拓補是井下的主要通訊系統(tǒng)，全部的子系統(tǒng)形成一個新的網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)的特點是帶寬小，可靠性不足、冗災(zāi)能力差等。現(xiàn)階段，工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)大量的應(yīng)用于煤礦中，實現(xiàn)了井下通信系統(tǒng)功能以及可靠性的提高。但是以太網(wǎng)采用的傳輸方式為有線形式的，基于井下的情況復(fù)雜程度高、工作范圍小且位置不斷改變等特點，必須注意幾個方面的問題。第一，在環(huán)境條件良好、位置固定的巷道布置環(huán)網(wǎng)，基于施工條件限制，維護難度較高，受到拆遷的影響，有些位置無法布置環(huán)網(wǎng)，一些真正危險的位置保留采掘面等還不能進行環(huán)網(wǎng)的布置，無法布置環(huán)網(wǎng)的地方往往也是最關(guān)鍵的工作點。第二，移動生產(chǎn)設(shè)備以及線纜拆遷，涉及到極大的工作量，對設(shè)備和材料產(chǎn)生較大的損耗，而以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)以及無線網(wǎng)橋技術(shù)則可以滿足無線組環(huán)的功能。比如：采掘煤礦端面執(zhí)行主運順槽以及輔運順槽，實現(xiàn)和以太網(wǎng)的有效連接。使采掘工作面和順槽、大巷之間形成了一個環(huán)路，可以完成設(shè)備的隨時撤回，使運行以及維護工作更加簡單快捷，使系統(tǒng)的工作更加方便可靠。

2.3 工業(yè)自動化

煤礦中綜合自動化技術(shù)逐漸推廣，現(xiàn)階段，煤礦的生產(chǎn)、監(jiān)控系統(tǒng)自動化程度逐漸提高，運行復(fù)雜程度有顯著增加。隨著子系統(tǒng)數(shù)量和種類的增多，接入系統(tǒng)的傳輸方式采用星型以及鏈型的網(wǎng)絡(luò)拓補形式，如果以有線的方式接入，則容易受到位置因素以及現(xiàn)場環(huán)境因素的影響，極為不便。

2.4 綜合自動化技術(shù)

在煤礦生產(chǎn)中，綜合自動化技術(shù)不斷得到應(yīng)用，現(xiàn)階段煤礦工程的生產(chǎn)系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)的自動化程度逐漸提高，復(fù)雜程度顯著增加。子系統(tǒng)中數(shù)量和種類均有所增加，現(xiàn)階段子系統(tǒng)的接入方式為星型以及鏈型，在應(yīng)用有線的接入方式時，極易受到位置和操作現(xiàn)場環(huán)境條件的影響，如果進行線纜的架設(shè)，則無法實現(xiàn)靈活移動，鏈路可能穩(wěn)定性不足。對于被控設(shè)備以及子系統(tǒng)，通過以太網(wǎng)實現(xiàn)串行通信，總線通信等多個種類的接口。如果采用以太網(wǎng)接入自動化適配設(shè)備，可以實現(xiàn)子系統(tǒng)的設(shè)備接入不再受線纜的影響，使接入極為方便快捷，同時，使穩(wěn)定性得到了顯著的提高。

2.5 應(yīng)急通信

煤礦行業(yè)作業(yè)的危險性較高，極易在井下出現(xiàn)緊急狀況或者發(fā)生災(zāi)害，在應(yīng)對這類現(xiàn)象的時候，應(yīng)該保證通信的順暢以及穩(wěn)定。現(xiàn)階段應(yīng)用的有線通訊系統(tǒng)以及無線通訊系統(tǒng)，工作對地面交換設(shè)備極為依賴，受大氣管控的影響較大，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生以后，伴隨著設(shè)備的損壞和線路的破壞，井下會出現(xiàn)斷電，當(dāng)和地面設(shè)備失去聯(lián)絡(luò)后，通信系統(tǒng)將無法正常使用。不能在應(yīng)急救援中發(fā)揮作用。在現(xiàn)階段的通信機制下，系統(tǒng)內(nèi)部不同的基站以及手機之間，都能夠?qū)崿F(xiàn)脫網(wǎng)通信，當(dāng)無法和地面的中斷設(shè)備取得聯(lián)絡(luò)時，在系統(tǒng)的內(nèi)部，通信仍可以繼續(xù)，無線以太網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)多條傳輸視頻的承載。在礦井的生產(chǎn)環(huán)境中，一些攝像設(shè)備具有無線以太網(wǎng)的傳輸功能，具有靈活性強、可實現(xiàn)車載等一系列的優(yōu)勢，是現(xiàn)階段的工業(yè)系統(tǒng)的合理增補。

2.6 人員定位

現(xiàn)階段煤礦應(yīng)用中人員定位的實現(xiàn)需要有相對獨立的系統(tǒng)，并由網(wǎng)絡(luò)支持系統(tǒng)的工作，基于無線以太網(wǎng)定位技術(shù)的日漸成熟，在很多公共場所都有所應(yīng)用，最重要的優(yōu)勢就在于系統(tǒng)是標(biāo)準(zhǔn)化的，不需要另外構(gòu)建與維護，可以和很多業(yè)務(wù)共同構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)平臺。

3 無線以太網(wǎng)設(shè)備井下維護檢修技術(shù)

煤礦井下無線以太網(wǎng)設(shè)備的維護工作通常設(shè)備的事故都是在運行過程中發(fā)生的，對于故障，一定要根據(jù)其現(xiàn)象進行分析和處理。首先，將啟動按鈕的接觸器按下，但是不進行結(jié)合，這樣的故障現(xiàn)象較為常見，處理方式有很多，調(diào)換電源線和負荷線，將熔體更換或者是適當(dāng)調(diào)整閘刀的接觸壓力；第二種故障是接觸器吸合但是不自保，通過調(diào)整出頭的壓力或者是更換、打磨觸頭能夠很好的維護設(shè)備的性能； 第三是將停止按鈕按下之后接觸器不發(fā)生釋放，首先需要對卡阻現(xiàn)象進行排除，然后調(diào)整電磁鐵的氣隙，增加彈簧的反作用力。

綜上所述，基于協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模小、靈活程度高以及資金投入量低等優(yōu)勢，無線以太網(wǎng)被廣泛的應(yīng)用于煤礦通信系統(tǒng)中，實現(xiàn)了高效率的管理與生產(chǎn)，具有極為廣闊的應(yīng)用前景，提高了我國的煤礦生產(chǎn)的效率，提高了安全性的水平。

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