郭城 田騫

摘要：如今我國4G無線通信技術(shù)發(fā)展的十分迅速，在我國的很多行業(yè)都有應(yīng)用，對于煤礦井下作業(yè)來說，使用4G無線通信技術(shù)具有一定的優(yōu)越性，可進(jìn)一步確保煤礦安全生產(chǎn)，本文對4G無線技術(shù)進(jìn)行分析，研究了煤礦作業(yè)中4G無線通信系統(tǒng)的總體構(gòu)架，并分析了4G無線通信技術(shù)在煤礦井下作業(yè)的應(yīng)用，以供業(yè)內(nèi)人士參考。

關(guān)鍵詞：4G無線通信技術(shù);煤礦;應(yīng)用

1.4G無線通信技術(shù)在煤礦井下的總體構(gòu)架及應(yīng)用

1.1煤礦4G無線通信系統(tǒng)總體構(gòu)架

對于煤礦的地面控制中心而言，主要組成部分是核心網(wǎng)以及相關(guān)服務(wù)器。核心網(wǎng)絡(luò)集中部署，主要完成無線用戶的交換調(diào)度等功能，為用戶提供連接、管理和作為主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的外部網(wǎng)絡(luò)接口。網(wǎng)管服務(wù)器放置在信息中心機(jī)房內(nèi)，通過IP網(wǎng)絡(luò)與其他設(shè)備連接。地面控制中心系統(tǒng)的控制面板可以對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，地面終端主要包括地面基站和基站天線等，主要對地面基帶信號(hào)和地面射頻信號(hào)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)，放大信號(hào)功率，完成信號(hào)駐波檢測等功能。通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)和光纖與地面信息傳輸接口連接，實(shí)現(xiàn)地面無線信號(hào)覆蓋。礦用防爆基站（KT319-F1）、礦用防爆數(shù)據(jù)傳輸分站（KT319-F2）、礦用手持集群終端構(gòu)成了地下控制終端。AL（KT319-S）和礦用防爆安全無線攝像頭。安裝在地下主干道、巷道、工作面等處，實(shí)現(xiàn)地下無線信號(hào)的全覆蓋，并通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)和光纖連接地面信息傳輸接口。

1.24G無線通信技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用

4G無線通信可以實(shí)現(xiàn)煤礦井下的實(shí)時(shí)監(jiān)測，更夠確保井下作業(yè)的工人的施工安全，通過無線通信，可以使得管理工作更加便捷。在通信過程中，保留大量的音頻和視頻圖像，為事故分析和責(zé)任認(rèn)定提供有力的事實(shí)依據(jù)。

4G無線通信技術(shù)在煤礦井下管理中的應(yīng)用具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，比如說，4G無線通信技術(shù)的應(yīng)用可以使得各個(gè)采礦場之間進(jìn)行實(shí)時(shí)的信息交流，通過視頻通話或者語音短信等方式進(jìn)行聯(lián)系，為滿足煤礦日常管理的許多實(shí)際要求，如：群呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆、會(huì)議、記錄、監(jiān)控、一鍵緊急呼叫等功能，對提高管理系統(tǒng)的運(yùn)行效率具有顯著的效果。實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，通過用戶終端與控制室之間的視頻連接，將巷道及采空區(qū)的圖像反饋給控制室，便于實(shí)時(shí)分析現(xiàn)狀并做出相關(guān)指示。

2.4G無線通信技術(shù)應(yīng)用于煤礦價(jià)值體現(xiàn)

部門管理人員可以在覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行實(shí)時(shí)視頻、語音指揮調(diào)度，現(xiàn)場情況可以從攝像機(jī)得到實(shí)時(shí)的觀測，為快速部署和反應(yīng)過程縮短了時(shí)間，提高了工作效率?？蓪F(xiàn)場實(shí)時(shí)情況反饋給主要責(zé)任領(lǐng)導(dǎo)和部門，并明確重點(diǎn)關(guān)注事項(xiàng);一旦設(shè)備故障可立即傳至地面，或通過公網(wǎng)傳至設(shè)備廠家，以便迅速確定故障原因并解決，減少途中的時(shí)間，使設(shè)備的正常運(yùn)行時(shí)間更長。支持的第三方數(shù)據(jù)傳輸可以減少光纖電纜的重復(fù)鋪設(shè)，減少維護(hù)工作量。無需進(jìn)行頻繁的檢修，既減少了投資，又避免了補(bǔ)丁帶來的兼容性、穩(wěn)定性等隱患，也提升了功能的確定性。

3.煤礦井下無線通信系統(tǒng)的應(yīng)用前景分析

3.1煤礦井下安全生產(chǎn)監(jiān)管體系

我國的煤礦監(jiān)督體系隨著社會(huì)的不斷發(fā)展日益完善，但是由于我國礦業(yè)發(fā)展較國外來說，起步較晚，安全管理體系和監(jiān)管措施的力度需要進(jìn)一步完善和加強(qiáng)，安全管理與安全監(jiān)控體系的進(jìn)步和完善密切相關(guān)。煤礦井下4G無線通信系統(tǒng)的使用是當(dāng)前井下生產(chǎn)的必然要求。通過4G無線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測，通常包括瓦斯?jié)舛葯z測傳感器、空氣流量傳感器、一氧化碳濃度傳感器和壓力傳感器等監(jiān)測，4G無線通信系統(tǒng)將采集到的傳感器信號(hào)傳輸?shù)降孛婵刂浦行?。地面控制中心將對監(jiān)測參數(shù)進(jìn)行分析。一旦數(shù)據(jù)超過閾值，濃度監(jiān)測系統(tǒng)將通過無線通信系統(tǒng)發(fā)出警告，通知相關(guān)人員進(jìn)行進(jìn)一步處理，以確保煤礦生產(chǎn)過程中氣體濃度的安全水平。

礦山壓力監(jiān)測通常是通過對礦山關(guān)鍵部位液壓支架壓力的監(jiān)測來實(shí)現(xiàn)的。在煤礦開采中，通常在關(guān)鍵位置安裝許多壓力傳感器。當(dāng)壓力信號(hào)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)超過設(shè)定的臨界值時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)對井下實(shí)時(shí)作業(yè)人員的信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，避免不必要的損失。安裝在各個(gè)區(qū)域的地下視頻監(jiān)控的實(shí)時(shí)信號(hào)將被發(fā)送到地面。通過地面監(jiān)控中心發(fā)送信息的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，確保礦山安全生產(chǎn)。

3.2智慧煤礦的數(shù)據(jù)傳播載體

隨著我國社會(huì)不斷現(xiàn)代化，4G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中，按照目前的發(fā)展趨勢來看，智能煤礦必然是今后的一個(gè)發(fā)展方向，煤礦作業(yè)的智能化能夠促進(jìn)煤礦的高效發(fā)展和和諧發(fā)展。智能煤礦的核心是以互聯(lián)網(wǎng)為載體，建立廣泛的智能應(yīng)用，用于優(yōu)化煤炭生產(chǎn)企業(yè)的物流、信息流、控制流和價(jià)值流，從而覆蓋整個(gè)煤炭生產(chǎn)企業(yè)。智慧煤礦還能夠?qū)嵤┍O(jiān)測井下信息、機(jī)切減速器等溫度傳感裝置、機(jī)油溫度傳感器、螺栓定位傳感器、主皮帶故障傳感器等，以獲得靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的感知對象。煤礦井下無線通信系統(tǒng)將這些復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)傳輸?shù)矫旱V智能應(yīng)用系統(tǒng)中。礦井智能應(yīng)用系統(tǒng)通過建立智能控制和智能管理的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的“監(jiān)控、管理和控制”的智能運(yùn)行。借助虛擬現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，現(xiàn)代化煤礦能夠真正實(shí)現(xiàn)無人值守的運(yùn)行機(jī)制，最大限度地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，幫助煤炭生產(chǎn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4.結(jié)束語

綜上所述，4G無線通信技術(shù)在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用，取得了顯著的效果，在煤礦井下作業(yè)的安全管理、人員配置、設(shè)備監(jiān)測、邊坡防護(hù)等方面都取得了突出的成績。隨著4G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷優(yōu)化，在煤礦井下作業(yè)應(yīng)當(dāng)積極推廣應(yīng)用。

5.參考文獻(xiàn)

[1]王凱敏.4GLTE技術(shù)在煤礦的應(yīng)用[J].電子世界，2014，（5）：2-3.

[2] 王新建，戰(zhàn)繼海，李 燕. 提高巷道貫通測量精度的實(shí)踐[J]. 山東煤炭科技，2015（9）：145 -146，149.

[3] 裴亞東. 井下巷道貫通測量精度分析及技術(shù)方法[J].能源與節(jié)能，2018（10）：159 -160.