煤矿应急救援自动化通信技术分析

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在国内煤矿挖掘领域的持续进步的背景下，矿井挖掘深度及频率也在持续提高，在煤炭生产产量的增加的情况下，相关的煤矿井下作业安全漏洞也日渐凸出。从现阶段开采作业实际状况来讲，煤矿井下应急救援通信保障系统出现技术水平较低、相关煤矿机械陈旧等问题，在相当大的程度上影响了煤矿井下应急救援任务的推进。在当代信息技术的高速进步的条件下，无线通信科技也取得了跨越步的发展进步，一整套无线通信技术逐渐被相关工程人员应用到煤矿应急救援通信体系中，并且取得了显著的成果。因此，本文综合现阶段矿井通信环境的使用现实状况，综合煤矿井下应急通信需要，以无线网格网络为基础研究出发点，规划了根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信技术体系，在对于无线网格网络的煤矿应急救援通信体系的详尽探讨过程中使其更好的符合了煤矿井下救援过程对通信信号品质的需求，提高了煤矿井下救援任务的执行效率，最大限度地保护了有关工作者的生命财产安全。

无线网格网络

在无线移动通信技术的高速进步的前提下，第四代移动通信科技逐步形成一定的规模及体系，在过往覆盖面积广泛、涉及全面的通信科技以外，短程无线通信科技也取得了飞速的进步，当中进步最为迅速的为无线网格网络科技。该技术在实际使用过程中是一类具备多跳、自组织的新模式无线网络构架。无线网格网络通信技术与其他网络通信对比的差别通常表现在拓扑构造及相关业务模式两种层面。在实际使用过程中，无线网格网络可以与多类无线通信技术组合在一起构成一类多跳链路通信网络。

煤矿井下挖掘应急通信技术现状概述分析

煤矿井下挖掘应急通信技术一般指的是在煤矿井下安全事故出现以后，处在安全事故过程中的煤矿现场相关工作者、地上救援行动指挥部等多类相关部门间组成的一类暂时性通信网络。在煤矿井下发生安全事故的情况下，为了实现防止安全事故范围继续扩大和防止安全事故的出现反复，事故发生以后必须第一时间关闭煤矿井下供电网络。在关闭煤矿井下供电网络以后，相关救援任务的推进不能使用以前的煤矿井下通信体系，相关救援人员得到的数据信息也不能及时发送给相关工程技术指挥人员，进而延缓整体救援任务的进度。所以，煤矿井下应急通信系统在煤矿井下救援任务中可以确保相关救援人员与地上指挥部的顺畅沟通显得非常关键，安全稳定的煤矿井下应急救援通信系统可以更好的辅助相关井下救援人员更好的开展救援任务，降低煤矿井下事故造成的损失。

根据无线网格网络的煤矿应急救援通信系统规划

规划要需求

根据无线网格网络的煤矿应急救援通信体系规划要求详细体现在如下几个方面：第一方面，特定的数据信号传送条件。受到煤矿井下巷道状况的制约，煤矿井下通信信号的传送条件与地上无线通信体系之间具有显著的差别，巷道转弯进程中的数据信号传送过程带有多次反射过程，因此对于煤矿应急救援通信数据信号整体强度造成了显著的制约。第二方面，根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信区域受限情况较为明显。煤矿井下巷道是一种相对封闭的狭小区域，在区域通道的弯曲位置、构造的急剧改变情况下将增加巷道内部环境的复杂程度。此外，在煤矿井下实施应急救援进程中，应急通信网络拓扑构造将会随着救援任务的推进产生变化，因此需要根据无线网格网络的煤矿应急救援通信体系可以匹配动态拓扑构造。第三方面，根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信条件复杂。在煤矿井下发生安全事故以后将随之产生许多易燃易爆特性的气体，因此对于巷道初始的构造带来损伤。所以，在煤矿井下应急救援通信规划过程中必须加强巷道的拓展功能。煤矿井下应急通信体系搭建受到煤矿井下应急通信系统特定性的制约，可以使得煤矿井下通信体系更加安全平稳的运行。

系统整体设计方案规划

根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信系统技术的开发，整体基于无线网格网络的煤矿井下应急救援通信系统包括地上指挥调度部、煤矿井下无线网格网络系统、紧急现场救援团队等。在现场作业使用中，无线网格网络链路是由网络交换机、无线中转基站、无线多参数检验装置等设备一同组建而成。在出现煤矿井下突发安全事故的状况下，无线网格网络系统可以迅速组建网络体系，为煤矿井下救援任务的顺利推进提供关键支持。根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信体系满足国内煤矿井下开采挖掘的发展需求，规划具有下述两个特点：第一点，根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信技术具备救护人员体温、心率及呼吸频次等生命体征信息的监测作用，可以更加及时准确的掌控相关救援工作者的身体状况，避免相关救援工作者在抢救任务过程中发生二次伤亡的状况。第二点，根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信体系搭配了多参数气体探测装置，行之有效地解决了矿难现场有毒有害气体浓度非常高的探测定难题。第三点，根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信体系使用了无线电混合频率多数据信息通信技术，加强了声音、影像、信息参数等多类信息数据的即时性传输。

煤矿井下无线网格网络的规划

拓扑构造技术

煤矿井下无线网格网络拓扑构造与地上无线网格网络不一样，在实际作业进程中，煤矿井下区域受到空间的制约非常大，作业条件特殊，因此确定了煤矿井下无线网格网络主要网络在煤矿井下主要巷中的网络拓扑显现出一个链状模式。拓扑构造下的煤矿井下无线网格网络所产生的制约体现在下述四个方面：第一方面，节点类型的作业模式。在拓扑构造的节点周边通常只有大约2个临近的节点，节点是一种点对点的作业模式。地上无线通信网络系统因为空间宽敞的原因其不会受到任何的限制，在通信网络中的节点则体现出与多种临近节点通信的特征，该体系是一类一点对应多点的作业模式。第二方面，路径比较单一。地上无线网格网络是一类网格状的拓扑构造，节点与节点的联接比较多，并且在作业路径的挑选上一定需要经过全面的考虑跳数、往返周期等状况。第三方面，彻底完全的考虑相关网络信号传输装置的安装及排布。因为下井进行救援的时间非常短暂，在相关装置安装调试的进程中必须考虑中继装置的总质量及待机时长，经过科学排布相关通信网络装置来保障留给相关救援工程技术人员充足的救援时间，进而大幅提高救援的工作效率。第四方面，多跳模式信息传输。煤矿井下无线网格网络受到节点功率较小、巷道较长排布特性的限制，相关通信网络的接入及发送相关数据信息的任务非常繁重。

规划重点及措施

根据无线网格网络的煤矿井下应急救援通信体系不但需要求考虑通信网络拓扑构造及无线数据信号传输的特征，并且任然要求强化针对无线通信网络技术移动特点、相关业务种类、用户使用权限等问题的思考。第一点，移动特点。地上无线网格网络路由装置节点的移动特性比较弱，终端装置节点的移动速率比较高，在相关节点的持续进入下会造成相关无线通信网络拓扑构造产生变化。第二点，相关业务种类。为了达成救援人员与地上指挥部的联系，语音对讲技术针对网络即时性提出了非常高的需要。所以要求路由装置维修保养成本不可以消耗非常多的重要网络资源。

结语

综上所述，煤矿井下安全挖掘开采是保证国内煤炭产业健康、平稳及可持续发展的关键因素。煤矿井下应急通信体系是煤矿井下安全事故救援的关键技术之一，已经获得了广大人民群众的广发注意及使用。本文依据煤矿井下应急通信体系的实际要求，把无线网格网络的无线通信技术引进至井下，期待可以显著提高煤矿井下救援工作效率。

作者：刘曾辉 单位：煤矿安全技术国家重点实验室 煤科集团沈阳研究院有限公司