煤礦通訊系統中應用無線以太網技術

文/邊文宇

煤炭開采過程中包含多個環節，包括煤炭開采、煤炭運輸以及煤礦井下與井上之間的通信，任何一個環節都需要投入大量的人力和物力。尤其是在煤礦開采的過程中，既要保證開采的掘進速度和效率，又要保障井下工作人員的生命財產安全。關乎開采人員生命安全的一個重要工程就是通信工程，當前我國煤礦通信技術中最常應用的就是無線以太網，將煤礦通信技術與無線以太網技術結合，解決在煤礦開采工作中經常遇見的一些問題。同時，在煤礦的開采過程中應用無線以太網，還可以提高煤炭的開采效率，為企業創造良好的經濟效益。

1 無線以太網技術的概述

在煤礦通信技術中會應用到無線以太網技術的很多個方面，比如，頻道聚合技術、序列擴頻相關技術以及正交頻分復用技術等。在煤礦通信技術中應用無線以太網技術有很多優勢，與傳統的有線以外網技術相比較而言，該種技術的成本投入更低、有更強的抗擊干擾能力和靈活性。而且在無線以太網的應用效果更好，能夠實現井下與井上的視頻通話和語音通信。在煤礦通信過程中，以太網的應用既可以提高通信的效率又可以保障通信的可靠性和穩定性，在應用的過程中還涉及對工作人員進行的定位功能、視頻監督功能和移動通信的相關功能。

2 當前無線技術的研究現狀

我國很多煤礦的通信技術在很大程度上運用有線通信的方式，我國很多煤礦井下的生產檢測活動以及相關的生產監控活動、人員的定位功能等都應用到了這種技術。當下我國主要采用語音通信的手段進行井下的交流活動，通信效率相對而言也較低，而且當下多種模式的通信手段都不是特別完善，有很多技術都處于正在研究的階段。無線技術主要包括以下幾種通信模式：大靈通的通信模式、泄露的通信模式、透地的通信模式、感應的通信模式。其中透地通信以及感應通信具有較小的信道容量，這就會使得電磁對無線通信技術帶來一定的侵擾降低可靠性，在一定程度上也阻礙了其發展。煤礦開采用的小靈通技術來源于通信網絡技術中的PHS系統，該技術也成為了煤礦井下工作與井上通信的基礎。與此相比，大靈通技術的工作波段較強，且有著較強的抗擊干擾能力、移動能力，通話質量較高，穩定性較強，能夠快速進行數據分組任務。但是，大靈通技術也有其自身的局限性，其功能較為單一，受到自然環境的影響較大，協議標準化程度不高，容易受到損害。因此，在應用的過程中不能單一的只應用大靈通技術。

3 煤礦通訊系統中應用無線以太網技術的應用方式

3.1 無線以太網技術在應急通信系統中的應用

煤礦行業由于其獨特的工作環境而具有較高的危險系數，應急通信系統是煤礦井下作業必不可少的通信系統，關系到煤礦開采的安全性，因此，應當保持應急通信系統中的穩定性，保持井下與井上的實時通信。煤礦應急系統涉及眾多通信系統，包括大靈通、有線通信等，地面的局用交換功能是通信系統在運行的過程中常常依賴的。在遇到一些緊急情況或者發生嚴重災害的時候，井下電路會斷開，電路會遭到不同程度的破壞，相關的井下設備也會受到相應的損壞，更為嚴重的可能導致井下與地面的局端設備發生失聯，整個系統都會癱瘓，增加運行維護的難度和投入。而在煤礦的應急通信系統中融入無線以太網技術就可以較大程度的緩解這種狀況，VOIP技術可以在煤礦應急通訊系統內部基站和手機在脫網的情況下依舊保持通信。煤礦開采的過程中遇到緊急情況會導致各種終端設備受到不同程度的損壞，而當應急通訊也同樣遇到損壞的情況下還能保持實時的通信，就會給應急救援工作帶來極大的便利，促進救援工作的高效進行。

3.2 無線以太網技術在人員定位系統中的應用

RFID技術可以實現人員的定位以及相關系統的創建等任務，這也是在煤礦通信系統中應用的一種較為傳統的技術，這種技術的應用對于專業的系統和網絡有著很高的依賴性。隨著科學技術的不斷發展，無線以太技術的問世，其在實際的應用過程中也體現了獨特的優勢，逐漸受到行業相關研究人員的重視。無線以太技術最先在海關和各大酒店中廣泛應用，繼而被推廣應用至煤炭開采過程中來。在煤礦開采過程中的人員定位系統中應用無線以太網技術有以下幾個明顯的優勢，首先，對人員的定位相對來說更為精準。其次，該技術可以利用場強以及信噪比對相關數據進行計算，并且能夠嚴格按照協議規范標準應用到煤礦開采中的通信系統，在實際的應用過程中不需要單獨設立網絡和系統，就能夠實現視頻通信、語音通信以及數據的傳輸，有利于形成比較獨立且完善的無線以太網技術系統。

3.3 無線以太網技術在風險監測系統中的應用

安全是煤礦生產的前提，在煤礦開采的過程中有很多潛在的危險，因此，對煤礦潛在危險進行全面的檢測是很有必要的，有利于避免嚴重的人員傷亡，保障煤礦企業的穩定發展。在當前的煤礦開采過程中，煤礦的檢測系統中包括瓦斯濃度傳感器、有毒氣體和粉塵傳感器等，當監測物的濃度超標之后就會出現報警信號。目前上述的探測裝置主要采用有線傳輸的方式，這種有線傳輸存在很大的弊端，發生意外事故或者斷電之后便失去了監測報警的功能。而在煤礦開采過程中的風險監測系統中應用無線以太網技術，在傳感器的探頭上利用無線的方式進行安裝，可以給井下的監測系統帶來很大的方便，提高監測系統的穩定性。煤礦開采過程中會有瓦斯的泄露，當瓦斯濃度達到一定限度會發生爆炸等一系列危險。手持瓦斯檢測儀是當前對煤礦瓦斯檢測的一種常用的方法，攜帶較為方便，具有良好的性能，但是其檢測的數據往往不能實時上傳，無法實現共享。在手持瓦斯的檢測儀器上應用無線以太網技術能夠實現瓦斯檢測數據的實時共享，當檢測的瓦斯濃度出現超標現象時便于做出相對的應對措施。

3.4 無線以太網技術在煤礦開采自動化系統中的應用

自動化技術的發展和推廣有利于節省大量的人力和物力，尤其是對于煤礦的開采工作來說，自動化技術既可以降低勞動強度，又可以提高開采工作的效率和安全性，當前煤礦的各個生產系統以及相關的監控系統都有了不同程度的自動化技術的應用。隨著煤礦生產量以及監控設備的不斷增大，傳統的有限傳輸方式也逐漸暴露出一些弊端，比如在工作面位置和環境的影響下，鏈型的網絡結構傳輸效率會大大降低。在架設線纜的過程中，如果井下的環境比較惡劣時，就會直接影響線纜的架設效果，進而影響煤礦開采現場的通信工作。在煤礦的自動化系統中應用無線以太網技術可以提供多種通信接口，如以太網、串行通信方式以及總線的通信方式等。這種接口與線纜相比較而言的靈活性較強，且無線以太網技術的應用還可以創建比較全面的自動化系統，且實時監測，數據的傳輸更加快捷方便。在煤礦開采的自動化系統中無線以太網技術的應用還可以促進子系統和相關設備的應用靈活性，在接入方式上也比較方便，提高整體的可靠性和穩定性，促進煤礦開采的高效進行。

4 總結

當前我國煤炭行業的發展較為迅速，煤礦企業對開采的質量和效率都有更高的要求，煤礦開采過程中的技術以及相關的設備都應當跟上時代的發展。無線以太網技術在煤礦開采過程中的應用可以提高煤礦產業的安全穩定發展，對于提高煤礦開采過程中通訊效率，進行精準的人員定位，降低開采的風險系數，提高煤礦開采的自動化程度都有著積極地促進作用，因此，相關的研究人員應當重視煤礦通訊系統中無線以太網技術的應用，促進我國煤炭行業的發展。