王宏博 劉冰

摘要：隨著我國煤礦企業(yè)的發(fā)展，煤炭開采強度也在不斷加大。因此，煤炭生產安全問題日益凸顯，成為一個更加令人擔憂的問題。當下，許多煤礦在實際的日常經(jīng)營管理過程中存在許多突出的問題。如井下應急信息救援通信手段不完善、落后，系統(tǒng)設計技術的落后和應急設備資源配置的不完善等，直接導致了煤炭開采重大事故的發(fā)生。本文主要針對數(shù)字通信在煤礦井下應用的發(fā)展前景進行簡要分析。

關鍵詞：數(shù)字通信;煤礦井下;應用;發(fā)展前景

1井下通信技術

1.1井下通信技術現(xiàn)狀

煤礦井下通信，是一項非常重要的技術，不僅關乎著煤礦企業(yè)的發(fā)展，還會危及到礦工的人身以及財產安全。井下通信技術可以作為礦井應急中心與井下的重要救援力量、應急服務運行中心之間的一條臨時應急通信線路，在礦難突然發(fā)生時發(fā)揮作用，避免二次停電，防止造成更大的經(jīng)濟損失和人身損害。事故發(fā)生后井下供能系統(tǒng)將自動為礦井停止供電，直接導致井下應急通信控制系統(tǒng)不能全面實施井下救援作業(yè)。

1.2數(shù)字一體化系統(tǒng)的組成及特點

（1）系統(tǒng)采用現(xiàn)代光纖網(wǎng)絡無線傳輸將井下新井井層通信管理系統(tǒng)直接融入井下主井通信系統(tǒng)，合成網(wǎng)絡建立井下井層通信系統(tǒng)一體化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)統(tǒng)一通信管理、調度和統(tǒng)一維護。

（2）本監(jiān)控系統(tǒng)主要具有以下主要特點：①n+1備份;②有線網(wǎng)絡調度控制系統(tǒng);③無線調度控制系統(tǒng);④支持移動設備應用;⑤應急事件處理控制系統(tǒng)。

2煤礦井下數(shù)字通信難點

對于煤礦井下作業(yè)環(huán)境而言不僅結構復雜而且工作繁瑣無疑是一份高危行業(yè)。雖說當緊社會信息數(shù)字化技術十分發(fā)達已然融入我們生活生產各方面，但是在許多煤礦井下的應用率仍然較低。比如井下作業(yè)空間狹小而且部分環(huán)境對設備有腐蝕性會在一定程度上影響通信設施的大面積架設工作，而無線通信的應用又面臨著井下許多屏障或多或少會阻礙到信息的傳遞，這些都大大制約了煤礦井下通信技術發(fā)展。再比如煤礦井下長短不一、崎嶇不平且分支較多的各種采掘巷道，要想在如此復雜的巷道環(huán)境中設置交直流電并存的大功率設施，不可避免地需要架設各種高低壓線路轉換的變壓器，不同區(qū)域和不同平面對于井下數(shù)字通信的信號傳輸自然有很大的干擾和阻礙。另外還有數(shù)字信號強度隨著井下傳輸距離增加而遞減、脈沖噪聲的干擾等都是當下煤礦井下數(shù)字通信可能會遇到的一些難點。如果安全事故發(fā)生后煤礦的通信聯(lián)絡系統(tǒng)也遭受影響將會嚴重阻礙救援工作，給傷亡人員、煤礦發(fā)展和社會帶來潛移默化的傷害。

3數(shù)字通信在煤礦井下應用發(fā)展前景

3.1數(shù)據(jù)技術井下應用深度融合，開創(chuàng)智能采煤新時代

隨著大數(shù)據(jù)時代的快速發(fā)展5G應用與很多領域有了深度融合，煤礦行業(yè)也不例外，將數(shù)據(jù)技術與井下作業(yè)深度融合將會開采智能采煤新時代大大保證煤礦行業(yè)的安全生產。5G技術不僅低時延高速率而且還具備大連接的特征，可謂是煤礦行業(yè)轉型的必備基礎設施和重要戰(zhàn)略資源。比如河南省首個運用5G通信技術進行采煤的企業(yè)開創(chuàng)了第一個6.5m大采高和高突礦井智能化工作面，就是充分借助數(shù)據(jù)通信技術設立云數(shù)據(jù)處理中心、互聯(lián)網(wǎng)+雙重預防機制以及多個智能化生產輔助系統(tǒng)，不僅能夠將采煤機與視頻采集有機結合而且可以打破時間空間限制通過手機軟件實現(xiàn)對井下生產現(xiàn)場畫面的隨時查看，如此通過無線數(shù)字通信對井下綜采設備遠程集中控制一旦發(fā)現(xiàn)故障能夠及時采取措施進行處理大大保障了井下作業(yè)安全生產。另外還有膠帶運輸、主副井筒、電機車無人駕駛、巡檢機器人等都是5G數(shù)據(jù)與井下應用場景相結合的發(fā)展趨勢，通過在井上下構建和覆蓋5G通信系統(tǒng)為開創(chuàng)智能采煤新時代提供重要理論依據(jù)和基本保障。

3.2機器代替工人實現(xiàn)三無一減，降低風險提升效率

智能化礦山的建設離不開數(shù)字通信的基本保障，隨著信息技術快速發(fā)展一些煤礦已然通過數(shù)字通信和智能化技術實現(xiàn)機器人代替工人作業(yè)，這是數(shù)據(jù)通信推動企業(yè)高質量發(fā)展的重要體現(xiàn)。例如薄煤層+沿空留巷技術、掘錨一體機、采煤裝備自動化升級、放頂煤智能采煤技術的應用可以有效減少井下作業(yè)人員配置進而保障人員安全，還有選煤過程冗余控制系統(tǒng)、智能矸選系統(tǒng)（TDS）以及礦井萬兆環(huán)網(wǎng)建設等數(shù)據(jù)信息的應用都在很大程度上推進煤礦企業(yè)無人化智能化工作，不僅僅能夠保障煤礦井下作業(yè)生產的安全性能，而且大大提升了煤礦企業(yè)生產效率和經(jīng)濟效益。針對煤礦井下實際作業(yè)過程中面臨著設備多、干擾大、隧洞長和高煤塵等復雜情況如何實現(xiàn)5G網(wǎng)絡全覆蓋是當下最為重要的問題，隨著數(shù)據(jù)通信的升級改造煤礦企業(yè)逐步以機器代替人工進而實現(xiàn)三無一減，正所謂少人則安，利用數(shù)據(jù)通信實現(xiàn)無人值班和巡檢，在很大程度上實現(xiàn)了煤礦井下高危作業(yè)的配置減員，進一步保證煤礦行業(yè)無安全事故發(fā)生。通過提升煤礦井下作業(yè)的自動化、機械化和信息化水平來有效降低事故風險提升煤礦生產效率。

3.3大數(shù)據(jù)賦能綠色礦山建設，推動煤礦安全高效開采

近年來隨著5G技術拓展應用上的不斷發(fā)力為推動各煤礦企業(yè)建設和發(fā)展提供了重要的理論基礎，本著“安全、清潔、高效”的基本原則借助大數(shù)據(jù)通信方可實現(xiàn)煤礦企業(yè)的加速轉型。當前我國已經(jīng)有諸多上市公司著手搭建煤礦智能化融合管控平臺，通過構建云、邊、端的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構實現(xiàn)企業(yè)云平臺和大數(shù)據(jù)處理中心。比如山東能源棗礦集團的付煤公司作為我國首批智能化建設的示范礦井為眾多煤礦企業(yè)數(shù)據(jù)建設提供了有力的參考，其透明礦山、智能化洗煤廠以及雙重預警信息平臺等建設成果都離不開大數(shù)據(jù)賦能的總抓手。例如借助5G數(shù)據(jù)通信的智能化減少井下采煤掘進系統(tǒng)的作業(yè)人員從根本上保證人員安全，針對煤礦井下機電設備系統(tǒng)可通過遠程化實現(xiàn)地面化從而減少井下人員巡檢帶來的工作強度和危險，而重大災害治理方面也能夠有效實現(xiàn)實時化和動態(tài)化的良好監(jiān)管效果進而達到有效防控的目的。就我國未來的煤礦開采體系而言已然離不開5G應用的技術支撐，比如通過5G井下應用能夠有效將采掘控制面后退一二百米，如此作業(yè)人員方可遠離井下惡劣復雜的作業(yè)環(huán)境，不僅大大降低作業(yè)強度改變了工人井下的生產方式而且有效解決了傳統(tǒng)作業(yè)工程中危險系數(shù)大的問題，進一步推動煤礦實現(xiàn)安全高效開采。

3.4高密集結構的數(shù)字技術加強煤礦井下通信的穩(wěn)定性

通過近些年的發(fā)展，數(shù)字通信技術逐漸的向著寬帶傳輸和綜合化發(fā)展以及智能化的方向穩(wěn)步前進，在智能化的應用不斷加強之后，數(shù)字通信網(wǎng)絡信息和數(shù)據(jù)的具體容量已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的潛力，未來發(fā)展趨勢非常明顯。目前的數(shù)字通信技術能夠在數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r及時的度數(shù)據(jù)進行分析，進一步做到網(wǎng)絡環(huán)境的凈化，通過對目前數(shù)字技術通信整體框架和結構的不斷優(yōu)化，重新部署適應時代發(fā)展的新戰(zhàn)略，保證數(shù)字通信發(fā)展的穩(wěn)定化。在煤礦井下作業(yè)時，只有及時的保持與地面的聯(lián)系，才能夠有效的指導井下的工作，防止因為信息不暢二導致作業(yè)人員操作失誤，從而造成井下安全事故。

4結束語

綜上可見，數(shù)字通信是未來煤礦智能化發(fā)展的重要技術支撐，為煤礦行業(yè)安全、綠色、高效發(fā)展提供了有力保障，新時期煤礦企業(yè)如何做到百尺竿頭更進一步，必須將新一代信息技術和煤礦井下作業(yè)的有機融合，在確保人員安全生產的基礎上實現(xiàn)煤礦企業(yè)高質量發(fā)展，不僅是“以人為本”理念的重要表現(xiàn)，也是走好煤礦行業(yè)“十四五”規(guī)劃之路的重要手段。

參考文獻

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