王海寬

（國家礦山應(yīng)急救援開灤隊，河北 唐山 063000）

引言

國家礦山應(yīng)急救援開灤隊于2011年籌建，2013年6月正式授旗成立，是國家首批7支國家礦山救援隊伍之一。經(jīng)過長期救援實戰(zhàn)經(jīng)驗和對前沿井下救援通訊裝備的關(guān)注與實驗總結(jié)，有線災(zāi)區(qū)電話與救援無線通訊裝備各有優(yōu)勢，可以針對不同的事故情況擇機使用，或是將有線災(zāi)區(qū)電話與無線通訊有機結(jié)合，大大提升救援效率。下面就目前救援普遍使用的有線災(zāi)區(qū)電話與井下救援無線通訊裝備的發(fā)展及救援工作中的應(yīng)用進行簡要探討。

1 目前礦山救援井下通訊裝備使用現(xiàn)狀

復(fù)雜多變的災(zāi)區(qū)中，災(zāi)區(qū)電話是進入災(zāi)區(qū)小隊唯一能與基地實時信息通訊的設(shè)備。礦山救護隊在處理災(zāi)害事故時，進入災(zāi)區(qū)小隊必須攜帶災(zāi)區(qū)電話，保證實時與井下基地的信息通訊，匯報災(zāi)區(qū)實時情況、救援進度，接受井下基地下達的工作任務(wù)?！兜V山救護規(guī)程》中要求，每個救護中隊配備2臺災(zāi)區(qū)電話，每個救護小隊配備1臺災(zāi)區(qū)電話。

目前國內(nèi)礦山救護隊伍普遍使用的災(zāi)區(qū)電話為有線災(zāi)區(qū)電話即KTT9型災(zāi)區(qū)電話，如圖1所示。KTT9型災(zāi)區(qū)電話采用語音模擬信號傳輸，通話語音較為清晰，單臺通訊長度約為500 m，連續(xù)工作時間約為16 h，多站接力具有連續(xù)通信功能，傳輸距離可以根據(jù)救援情況需求無限接力傳輸。KTT9型災(zāi)區(qū)電話的優(yōu)點很明顯，基于有線通訊技術(shù)能夠穩(wěn)定地傳輸較為清晰的音頻信號?？梢哉f只要通訊線纜不損壞或折斷，音頻信號就可以傳輸。但是，KTT9型災(zāi)區(qū)電話的弊端也很突出。一是KTT9型災(zāi)區(qū)電話重量較大，每臺災(zāi)區(qū)電話約14 kg。礦山救護隊員在救援中，本身佩戴約16 kg的氧氣呼吸器，同時攜帶各種所需救援裝備，每名救護隊員平均負荷重量約30 kg以上。災(zāi)區(qū)電話增加了礦山救護隊員攜帶救援裝備的負擔，消耗了大量的體力。二是基于有線通訊技術(shù)傳輸音頻信號，KTT9型災(zāi)區(qū)電話的放線與收線較為繁瑣，制約行進速度。在災(zāi)區(qū)長途行進與救災(zāi)中，巷道復(fù)雜曲折，有時需要轉(zhuǎn)戰(zhàn)多條巷道，災(zāi)區(qū)電話的放線與收線只由一名救護隊員利用線纜軸手動完成，通訊線纜很可能打結(jié)，相互纏繞，造成通訊距離不斷縮短，且影響小隊整體的行進速度及救災(zāi)的進度。圖2所示為救援時災(zāi)區(qū)電話通訊線纜打結(jié)、纏繞實圖。三是KTT9型災(zāi)區(qū)電話的前端利用約為10 m有線耳麥通話，這就要求佩戴耳麥與基地實時信息匯報的災(zāi)區(qū)指揮員與攜帶災(zāi)區(qū)電話的救護隊員之間的距離不能超過10 m，在通過狹小巷道，穿過井下采煤設(shè)備、礦車、機電設(shè)備等狹小過道時，制約了指揮員與攜帶災(zāi)區(qū)電話救護隊員的通過，極為不便，影響小隊整體的行進與救援進度。

2 目前礦山井下救援無線通訊裝備的現(xiàn)狀

隨著科技的不斷發(fā)展，多種高精尖的救援技術(shù)裝備不斷投入到國家應(yīng)急救援隊伍中來，井下救援無線通訊裝備就是其中之一。目前，井下救援無線通訊技術(shù)裝備主要以兼顧音頻與視頻的救援無線通訊裝備為主流發(fā)展方向。

如圖3所示的音視頻救援無線通訊裝備，能夠在裝備聯(lián)通有效范圍內(nèi)傳輸較為清晰的、災(zāi)區(qū)第一現(xiàn)場的實時視頻畫面。進入災(zāi)區(qū)小隊可以實時與井下基地進行音視頻對話，讓井下基地指揮員可以直觀地看到、聽到災(zāi)區(qū)的真實情況，為指揮部、專家組對災(zāi)區(qū)變化的預(yù)判，為下一步救援工作的布置以及救援方案的制定提供更準確的現(xiàn)場依據(jù)。但是，音視頻救援無線通訊裝備的技術(shù)也有一定缺陷。一是通訊距離有限。通過長期與科研廠家接觸，并對音視頻救援無線通訊設(shè)備井下多次實驗，在生產(chǎn)礦井保證為直巷道的情況下，基站與基站的傳輸距離在200～400 m傳輸范圍內(nèi)，如果遇到巷道轉(zhuǎn)彎或是轉(zhuǎn)到不同巷道時，通訊信號很快就中斷，此時必須放置基站，接力傳輸通訊信號，以此類推。而且無線基站接力傳輸?shù)男盘栠€有一定的衰減率，多個基站接力傳輸后，信號衰減較為嚴重。二是基站不便攜，重量也不算輕。單個基站體積約為長25～30 cm×寬20～25 cm×厚5～8 cm，質(zhì)量約為1.5～2.5 kg。攜帶多個基站，同樣給救援小隊帶來負重負擔。三是音視頻救援無線通訊設(shè)備的通訊信號不能保證在任何災(zāi)區(qū)環(huán)境下、在傳輸?shù)挠行Х秶鷥?nèi)，確保時時聯(lián)通且通訊信號不中斷，這是極為重要的一點，也是極為致命的弱點。一旦信號中斷，將造成災(zāi)區(qū)救援小隊與井下基地不必要的恐慌。就像是上了戰(zhàn)場的戰(zhàn)士，一旦失去了將軍的指揮，將會群龍無首，后果不堪設(shè)想。

井下救援無線通訊裝備技術(shù)的應(yīng)用，對于救援隊伍綜合實力的提升是一個發(fā)展方向，是救援裝備高科技的體現(xiàn)?？v觀國內(nèi)目前救援無線通信技術(shù)的發(fā)展，雖有一定的突破，如傳輸距離從原來的100～200 m提高到200～400 m，體積、重量上也有一定的改善，從原來定向組網(wǎng)發(fā)展到自組網(wǎng)模式。但是從根本上來講，井下救援無線通訊裝備沒有太大、太多的突破，技術(shù)上有一定的瓶頸。由于井下的環(huán)境復(fù)雜多變，各種電磁、地磁、金屬導體、水體和礦層物質(zhì)等對無線信號的干擾存在很多不確定的因素，救援無線通訊裝備在井下受到不同程度的干擾與制約，通訊距離與信號的聯(lián)通性相對于有線通訊裝備還是不夠穩(wěn)定。而且，井下救援無線通訊技術(shù)受到井下煤礦設(shè)備使用安全標準的限制，設(shè)備的電壓、電流和功率都必須適應(yīng)井下安全標準要求。這樣也制約了井下無線通訊技術(shù)傳輸?shù)墓β?，以及通訊距離與信號聯(lián)通的穩(wěn)定性。這也說明了為什么地面的救援無線通訊能夠達到2 km以上，而到井下的救援無線通訊只有200～400 m。

3 有線通訊與無線救援通訊特點對比

表1 有線通訊與無線救援通訊特點對比

針對有線通訊KTT9災(zāi)區(qū)電話和無線救援通訊裝備的性能、技術(shù)參數(shù)對比，可以清晰看到兩種救援通訊裝備的各自優(yōu)勢。

4 礦山井下救援通訊裝備的選擇及應(yīng)用

根據(jù)有線災(zāi)區(qū)電話與救援無線通訊裝備的各自特點，在礦山井下救援工作中，應(yīng)該綜合考慮兩種通訊裝備的技術(shù)特性、事故類型及災(zāi)區(qū)救援環(huán)境，選擇不同的救援通訊裝備，或是將兩者有機結(jié)合，進行聯(lián)合救援作業(yè)，達到救援最佳的使用效果。當然選擇兩者聯(lián)合作業(yè)時，從技術(shù)角度還需進行改進，使兩種救援通訊裝備的音頻信號能夠互通。

表2 救援現(xiàn)場不同情況下通訊裝備的選擇

在列舉的1～5情況下，可使用無線救援通訊裝備或有線救援通訊裝備，單獨作業(yè)進行救援。對于6、7較為復(fù)雜的救援情況，則需要無線通信和有線通信聯(lián)合作業(yè)，保證良好的通訊效果，順利完成救援任務(wù)。

5 礦山井下救援通訊裝備的展望

隨著通訊、信息技術(shù)的進步，加之國家對應(yīng)急救援工作的重視與投入，不久的將來，礦山井下救援無線通訊裝備將會突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸，完全替代有線通訊裝備，滿足礦山救援工作中對通訊距離、信號穩(wěn)定及方便攜帶的要求，實現(xiàn)質(zhì)與量的飛躍，實現(xiàn)高科技救援，體現(xiàn)中國應(yīng)急救援工作的新高度。