摘要：要想促进煤矿开采效益的提升，就必须提升现代煤矿无线通讯技术的发展水平。煤矿企业应该在了解无线通信系统的特点及技术优势的前提下，对PHS技术、SCDMA技术、矿井无线数字对讲以及矿井无线局域网等技术进行深入的研究的探讨，为促进我国煤矿企业的发展提供技术保障。
关键词： 煤矿 通信 煤矿论文
一、在煤矿企业中应用的无线通信技术的种类
1、PHS技术
PHS技术就是常说的矿井小灵通，是现代社会矿井无线通讯的主要设备之一。矿井小灵通综合使用了大量硬件技术，如FPGA和DSP等，该技术的软件开发以模块化为标准，其控制体系以逐级分布为主；系统的配置灵活性较高，用户可以随机调换系统的业务功能和系统容量；该系统还能够统一指挥和调度矿区内固定和移动的用户，实现公众通信移动网络和矿区通信移动网络的联合发展。
2、SCDMA技术
SCDMA技术是常说的矿井大灵通，在矿井开采过程中发挥着至关重要的作用。SCDMA技术不符合国际电信联盟标准，在实际开采过程中的应用范围较小。主要原因是该技术仍存在着覆盖方式以泄露电缆为主和限制手机定位等缺陷。
3、矿井无线数字对讲
该技术在矿井开采中应用范围十分广泛，相关的配套设施和产业链已经非常完善，具有可靠、实用和经济实惠等特点。但是，在实际应用过程中该技术仍很难实现一部手机全双工的保密通信要求；难以完成电信公网和企业原有的固话交换之间的相互连通；并存在业务信道较少以及覆盖面狭窄等缺陷。
4、矿井无线局域网
矿井无线局域网属于短距离无线宽带数据传输领域，是非移动无线宽带数据通信产品的典型代表，该技术与其其他通信技术相比最大的区别在于它不支持语音业务和移动数据传输，在无线网片和无线网桥领域应用比较广泛。
二、煤矿企业中无线通信技术的发展趋势
1PHS技术
据相关统计结果显示：PHS技术是目前我国煤矿企业应用频率最高的无线通信技术，该技术在煤矿企业的发展建设过程中具有极大的技术优势，最典型的特点有语音通话效果好、移动切换呼通率高一级组网通信规范等。近几年，伴随着无线通信技术的深入发展，PHS技术的原有频段将转移到3G组网上。该项技术转移的主要原因有：第一，PHS技术中必须使用的基站和手机功率相对而言较小，属于无线微蜂窝通信体制的范畴，原有频段转移到3G最往后，网络通信受干扰程度较小；第二，转移到3G组网的原有频率可以完成自动调整，确保在新通话收集的通信频道不被切换；第三，原有频段转移到3G组网后，PHS和DECT系统可以同时实现与3G网络的兼容发展；第四，PHS技术主要集中在矿井下，对地面3g网络信号不会产生影响。
2Wifi无线局域网技术
Wifi技术系统在未来的发展领域十分广泛，主要由于该技术在无线通信领域占有十分广阔的发展空间和技术优势，该技术正逐步替代PHS技术在煤矿无线通信领域的地位。该技术的使用可以使矿井工作人员在同一个网络平台上完成无线和有限网络通信，网络点非常容易连接，井下或者井上都可以随时完成无线通信。
3NGP移动通信技术
NGP无线通信技术在我国未来的发展范围十分广泛，主要由于该技术具有节约电缆、人员定位以及自行监控井下作业等优势。NGP移动通信技术在根本上实现了煤矿开采过程中矿井多网合一无线通信的实际需求。NGP移动通信技术的新通信协议能够实现及时和精确的定位，并能上传有效的定位信息，是现阶段煤矿企业发展过程中最有效的移动成产调度系统之一。该技术在使用过程中与其他无线通信技术之间不产生任何冲突，在煤矿开采过程中发挥着至关重要的作用。
三、结束语
总之，要想促进煤矿开采效益的提升，就必须提升现代煤矿无线通讯技术的发展水平。煤矿企业应该在了解无线通信系统的特点及技术优势的前提下，对PHS技术、SCDMA技术、矿井无线数字对讲以及矿井无线局域网等技术进行深入的研究的探讨，为促进我国煤矿企业的发展提供技术保障。
作者：唐欣媛 李光平 单位：陕煤集团神木红柳林矿业有限公司
1.井下现有定位技术
1.1有源RFID定位技术
RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，又称为无线射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，根据标识卡是否需要供电又可分为有源RFID技术及无源RFID技术，无源RFID标识卡一般识别距离在几厘米～几米，难以达到矿井井下人员定位系统的要求。因此，目前，矿井人员定位系统应用较多的是有源RFID技术：每个下井人员携带一个433MHz或2.4GHz的有源定位标识卡，该标识卡每隔一段时间(1～3s)发送一次代表携带人员身份的射频编码，该编码信号被安装在矿井巷道内的读卡器接收并传送到地面服务器，由于读卡器的位置在定位系统中已经设置完成，因此，我们可以判断出井下人员的位置。该系统的优点网络结构、算法简单，建设成本较低，缺点是定位精度低，一般为读卡器的接收半径，约几十米～几百米。
1.2RSSI定位技术
RSSI(ReceivedSignalStrengthIndicator)是接收信号的强度指示，RSSI定位技术是通过接收到的信号强弱来测定信号发送点与接收点之间的距离，进而根据接收点位置坐标来进行定位计算的一种定位技术，该技术在矿井人员系统中应用较多，如TICC2431芯片就集成了RSSI定位引擎。RSSI定位技术精度较有源RFID定位技术有所提高，通过算法优化的RSSI定位精度可达8m。RSSI定位技术的主要问题是易受环境的影响，如环境湿度的变化、人体的遮挡等均会引起信号强度的较大变化，使得测试数据波动较大。
1.3TDOA定位技术
TDOA（到达时间差）方法是通过测量移动目标发出的信号到达多个接收基站的时间差来对目标进行定位的方法，即各接收基站对来自同一移动台的信号作到达时间TOA的测量，然后将各TOA值传送到定位处理中心，中心根据TOA求出各基站间的TDOA并计算出目标的位置坐标。
1.4起源蜂窝小区技术
起源蜂窝小区定位技术(COO即CellOfOrigin)是一种基于移动台的定位技术，它根据移动台所注册的小区识别号ID来确定移动台的位置。由于矿井无线通信系统的井下基站安装的巷道位置是一般是固定的，只需知道哪些移动台在当前小区注册，系统把该小区基站对应的巷道位置和覆盖半径发送给移动台，移动台就能知道自己处在什么地方。同时，系统也可通过小区内注册用户信息得到移动台所处的位置信息。起源蜂窝小区技术无需对移动网络和移动台进行修改，响应时间短，方案简单、经济。但是，由此导致的缺点是精度较差，定位误差就是一个蜂窝的大小。
2.基于TD-SCDMA系统的定位技术
本项目研究了基于TD-SCDMA系统的定位技术，系统采用了TA（TimingAdvance）定位技术，又可称为CellID+TA，即小区识别号+时间提前量。无线信号在空中传播是有延迟的，时间提前量TA由基站BTS（BaseTransceiverStation）测量后通知移动台MS提前这段TA时间发送数据，目的是为了补偿基站BTS与MS之间的传输时延。TA定位方法就是利用现有的参数TA来测算定位目标MS和基站之间的距离，再经过相关软件处理和计算得出各终端具体位置信息，同时体现在监控中心，从而实现通过终端进行定位的功能。TA定位实现原理：
(1)定位请求控制
a.定位中心负责监视定位命令表，发现有用户定位请求，取出用户信息；b.通过诊断测试流程将定位用户消息发送至网元，定位结果返回后写入定位数据表中；c.将命令表中对应的记录状态置为已发送状态。
(2)终端类型判断
由于不同厂商的终端对TA测量处理有差异，部分终端TA测量值差异较大，需要针对终端类型进行距离修正，所以在进行终端定位前，要先获取终端类型。终端的IMEI由15位数字组成，其组成为：前6位数(TAC)是“型号核准号码”，一般代表机型；接着的2位数(FAC)是“最后装配号”，一般代表产地；之后的6位数(SNR)是“串号”，一般代表生产顺序号；最后1位数(SP)为检验码，一般中断效验码都设置为0。在本项目实际使用中，由于同一个批次的终端，前8为数字一般相同，可以根据终端的IMEI前8位来确定终端类型。对于定位请求，RNC在获取终端的IMSI后，发起IdentityRequest，请求类型为IMEI，IUC收到呼叫中心CC的Identity查询后，给RAC发送下行直传消息，请求UE上报IMEI信息。IUC收到RAC的上行直传消息后，从NAS消息中解析出IMEI后，将IMEI写入到UE表中，需要判断UE表中RRC的建立原因，如果是Terminating-causeunknown，该IMEI信息不需要给CN回复。然后给CC回复IMEI查询成功指示消息。
(3)修正值确定
本项目选取一款使用数量较多，且上报TA值稳定的终端，其默认的定位修正值为0，并在每个基站的天线处，通过多次测量TA值，然后取平均值的方法确定各个基站的TA修正值；并通过多次计算，确定出基站修正距离Ud(uepathdistance)、终端修正距离Td(terminaldistance)、阶段修正距离Pd(partdistaice)，并配置各基站最大定位范围Md(maximumdistance)为基站间距离，确定修正值后，存入修正值表中。
(4)距离计算方法
定位中心收到一条定位消息，转换为对应表的数据结构，并进行下一步判断。根据终端所在小区CELLID，判断终端位置是在地面还是井下。如果是井上，计算结束。如果是井下，根据IMEI确定终端类型。根据终端类型调用系统中储存的相关修正值。根据测量值减去修正值，得到修正后的测量值。
3.结束语
通信联络系统是煤矿安全生产六大系统之一，矿井安全生产中具有重要的作用。矿用TD-SCDMA无线通信系统是近年来在煤矿安装应用较多的一种无线通信系统。本文提出了一种基于TD-SCDMA无线通信系统的手机终端定位技术，该定位技术是基于移动终端上报的TA值，不需要额外增加其它定位设备，系统成本较低；且系统的定位误差约为15米，相比原有的基站小区定位技术有很大提高。经实际应用表明，该定位系统能满足矿井对手机定位应用的需求。
作者：顾义东 单位：天地（常州）自动化股份有限公司 中煤科工集团常州研究院有限公司
1矿用无线通信技术现状
1．1WiFi无线通信技术
WiFi无线通信技术采用OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing）正交频分复用技术，其优势在于具有较高的数据带宽，低廉的设备成本，同时使用2．4GHz的公共频段，不需要复杂的审批手续。但WiFi技术不属于国际电信联盟ITU（InternationalTelecommunicationUnion）规定的移动语音通信标准，不具备规模组网通信的理论基础与技术标准，其定位就是短距异步宽带数据无线接入。由于WiFi采用的是短码扩频技术，只适合视距无遮挡点对点直线通信，而对矿井这种遮挡严重，多径反射剧烈，场强衰落快速变化的现场，将直接导致WiFi的通信距离大大缩短。WiFi通信技术所使用的通信体制、占用带宽、调制方式与目前煤矿井下人员定位系统的RFID和ZigBee完全相同或近似，使得系统之间会产生严重的电磁干扰，严重的还会使系统瘫痪。
1．2TD－SCDMA无线通信技术
TD－SCDMA技术是ITU的第三代移动通信空间接口技术规范之一。TD－SCDMA的特点是上下行同频段，通过时隙配置为上下行信道提供无线承载。TD－SCDMA可支持速率为8kbit／s～2Mbit／s的语音、互联网等所有的3G业务。TD－SCDMA系统采用时分双工模式，它的一个载波占用1．6MHz的带宽，仅能提供速率为2Mbit／s的3G数据业务。并且在产业链方面TD－SCDMA不够成熟，终端数量较少。目前，TD－SCDMA矿用通信系统采用BBU（BuildingBasebandUnit）＋RRU（RadioRemoteUnit）拉远方式，BBU部署在地面，RRU作为井下无线站点部署在井下，地面与井下采用私有的IR接口，必须使用裸光纤，无法直接使用井下工业以太环网，且当BBU出现故障时，会导致全网无法工作。某个中间RRU故障会导致整个链上的RRU无法工作，维护、扩容较为困难。
1．3WCDMA无线通信技术
WCDMA技术是ITU正式的第三代移动通信空间接口技术规范之一，是集CDMA、FDMA（FrequencyDivisionMultipleAccess，频分多址）技术优势于一体、系统容量大、抗干扰能力强的移动通信技术［4］。WCDMA发展空间较大，技术成熟性最佳，有较高的扩频增益，可支持速率为8kbit／s～5．76Mbit／s的语音、互联网等所有的3G业务。WCDMA作为产业链最为成熟、网络部署最为广泛、终端最为丰富的3G技术，其网络除能实现语音通信功能外，还可提供高速率数据和图像传输功能。但是，传统WCDMA系统总体造价相对较高，不利于大规模推广，而且井下巷道错综复杂，其无线信号的全矿井无缝覆盖困难大。
1．4Femtocell无线通信技术
1．4．1Femtocell技术简介Femtocell又可称为毫微微小区、家庭基站［5］，是近年来根据3G发展和移动宽带化趋势推出的低功率、超小型化移动基站。Femtocell使用IP协议，通过用户已有的ADSL、LAN等宽带电路连接，远端由专用网关实现从IP网到移动网的联通。它的大小与ADSL调制解调器相似，具有安装方便、自动配置、自动网规、即插即用的特点。1．4．2Femtocell技术优势（1）可覆盖宏小区不能覆盖的地方。（2）可以减少来自于宏小区基站的高功率开销并提高宏小区基站的性能。（3）辐射更低，手机电池也更耐用。（4）为固网与移动网融合提供了一个理想的解决方案。Femtocell的网络架构如图1所示。目前业界主流的设备商主要采用的是把NodeB和RNC（RadioNetworkController，无线网络控制器）功能集成于一个接入设备的扁平化架构，由Femtocell网关提供标准的Iu接口。更进一步的扁平化架构可以把SGSN（ServingGPRSSupportNode，GPRS服务支持节点）／GGSN（GatewayGPRSSupportNode，网关GPRS支持节点）等功能集成于Femtocell接入设备。扁平化架构的优势是它符合下一代移动网络的发展趋势。由于独立节点的减少，使得网络端到端时延大大降低（降低40％左右），从而大大增强用户在使用高速数据业务和实时业务时的体验。同时，节点的减少也大大提高了网络的可靠性。
2基于Femtocell的矿用
WCDMA无线通信系统传统的矿用CDMA－2000，TDS－CDMA以及WCDMA系统总体造价相对较高，不利于大规模推广，而且井下巷道错综复杂，其无线信号的全矿井无缝覆盖困难极大；但随着Femtocell技术的应用，使得WCDMA无线技术应用到煤矿井下变得简单。针对煤矿井下的环境特点，提出了一种基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统，系统结构如图2所示。从图2可看出，基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统采用现有的IP网络传输，Femtocell通过工业以太网与地面主系统相连，井下通信的网络架构可采用标准的Femto网络架构，实现井下、井上通信的结合，传输使用矿区已经部署的井下工业以太环网。Femtocell基站集成了NodeB（即移动基站，一般由控制子系统、传输子系统、射频子系统、中频／基带子系统、天馈子系统等部分组成）和RNC的功能，它通过SIP（SessionInitiationProtocol，会话初始协议）／IMS（IPMultimediaSubsystem，IP多媒体系统）连接到地面核心网络（核心网包括移动交换中心MSC和用户归属位置寄存器HLR等），核心网络采用WCDMA专网的自建核心网。
2．1系统的关键技术
2．1．1即插即用Femtocell所扮演的角色类似于终端设备，因此，其使用方法必须简单明确，安装好Femtocell基站后，只要接通电源和网络就可以使用。Femtocell和服务器之间必须能自动完成IP连接和IP分配，能够进行远程的自动软件升级、自动网络规划（包括最小干扰频点的选择、扰码的自动分配、邻区列表的自动创建及发射功率的自动调整）。2．1．2接入控制接入控制主要有3个层面：①接入层的UE（UserExperience）接入鉴权。用户必须可以设置Femtocell的接入模式，如是否允许所有用户接入、能否设置不同的接入用户、Femtocell信号是否可以独享等。因此，Femtocell必须设置一个白名单编辑功能，以满足对Femtocell接入终端的控制。②Femtocell基站设备的接入控制。服务器要能够监控Femtocell基站的使用，并控制其IP接入。目前主要采用在Femtocell基站内置一张类似于SIM卡的信息鉴权设备，运营商可以在SIM卡上烧制相应的鉴权信息。③核心网3GPP标准的UE接入鉴权。Femtocell对用户的接入必须满足3GPP对3G的各项标准规定［6］。2．1．3IP传输网络质量要求因为Femtocell是完全通过IP网络实现与核心网的连接，因此，如何保证业务的QoS服务等级，特别是语音业务的QoS要求非常关键。因此，对于IP传输网络需要有一定的性能要求，如对满足语音业务、满足视频电话及PS384K业务在时延、抖动、丢包率、带宽等方面的指标均有最低要求。2．1．4时钟同步技术Femtocell基站主要通过接收周围宏基站信号来提取同步时钟信号，如果Femtocell完全处于孤岛环境，就需要通过自身的时钟振荡器来获取时钟。
2．2系统优势分析
综合了Femtocell技术与WCDMA技术的特点，基于Femtocell的矿用WCDMA无线通信系统主要有以下优势。（1）组网灵活。由于系统采用Femtocell技术和小型化设备，且可即插即用，系统安装维护方便，组网更加灵活。（2）稳定可靠。系统内设备采用电信级标准设计，确保系统可靠性。无线资源池共享技术的应用使得系统稳定性和可靠性大大提高，且满足突发情况下设备的资源需求；在正常情况下，设备运行负荷均衡，工作状态稳定。（3）业务丰富。系统不仅支持基本的高质量语音通信和短信业务，而且基于WCDMA的高带宽特性，可灵活承载移动办公、无线监控、生产巡检等各种数据业务。另外，可根据数字化矿山的特点，灵活定制适应于矿山安全生产的多种移动业务。（4）兼容性高。基于Femtocell的矿用WCDMA矿用无线通信系统设备采用国际通用通信标准设计，设备可以和不同制造商生产的公网模式的WCDMA制式终端兼容；可以和多家主流设备制造商生产的用户级交换机和局用交换机互通。
3结语
随着社会的进步和科学技术的发展，我国煤炭的信息化水平已经大幅提高，矿用无线通信技术也在不断的发展以适应煤矿信息化进程，从PHS技术，WiFi技术到现在的3G技术及今后的4G技术。下一代矿用无线通信系统中，高质量的语音通信必不可少，但是其只是煤矿信息处理的小部分。随着4G网络到来，井下高清无线视频监控、无线传感器、无线数据采集、视频会议等无线业务将会是今后数字化矿山的重要标志。4G技术的引进也是下一代矿用无线通信系统的必然趋势，其将会是未来煤矿信息化的一个重要平台。
作者：徐寿泉 徐宝平 张阳太 武钰 单位：天地（常州）自动化股份有限公司 重庆邮电大学 潞安新疆煤化工（集团）有限公司
一、无线通信技术应用于煤矿开采的重要意义
由于煤炭生产的施工环境比较复杂，井下人员较多，设备流动性也较大，在生产操作中，常常采用多工种联合流水作业的形式进行煤矿开采，这就要求需要大量的重型设备参与到煤矿生产中，无论是在设备运输中，还是在安装、调试中，其都有较高的要求，若不注重煤炭井上井下的协同生产，则容易发生瓦斯爆炸等事故。然而，随着移动通信技术的发展，建立基于4G通信技术的无线移动通信系统，并将其应用于煤矿生产中，其不仅可以确保煤矿生产顺利进行，还可以完成紧急事故的处理，因此，煤矿4G无线通信移动系统的实现，具有十分重要的意义。
二、基于4G通信技术的煤矿无线通信系统
（一）无线移动通信系统架构
针对当前煤矿生产对无线移动通信系统的需求，利用4G中的TD-LTE通信技术来实现高传输速率的宽带无线网络，建立信息化、自动化、智能化于一体的煤矿安全生产管理系统，打破当前煤矿系统安全生产局面，将煤矿井下传感器、视频等各类业务数据进行统一的网络部署，有效解决信息孤岛的问题，确保煤矿安全生产，从而提高煤矿的生产效率。因此，建立基于分时长期演进（TD-LTE）的宽带无线网络，由于基于4G通信技术的无线移动通信系统可以在频谱带宽20MHz下可以实现上行峰值速率和下行峰值速率分别为50Mb/s，100Mb/s，其接入时延可以小于100ms，如表1所示[3]，表示4G通信系统与3G无线通信系统的对比，因此，采用TD-LTE无线通信技术不仅可以满足语音和数据业务的实时传输，也可以有效避免数据丢包、延时等问题。下面对基于4G通信技术的无线移动通信系统进行对比分析：1.基于TD-LTE通信技术的系统架构。TD-TLE煤矿无线通信系统网络总体架构主要由基站、接入网关、BRAS及核心网通信构成，其中，核心网网元可以实现语音通信、数据传输及集群呼叫功能，其主要通过IMS+EPC+DSS集群模式来实现的[4]。2.建立基于TD-LTE通信技术的基站通信系统。将Femto/Pico基站应用于无线通信系统建设中，增强区域的覆盖范围，通过自身的传输网络统一接入到安全网关中，采用IPSEC的方式，以保证网络传输安全。当基站通过提供WLANAP来承载数据业务过程中[5]，其也可以通过PDG直接接入网络来承载数据业务，为了确保提高高质量、高传输速率的数据和语音业务，则可以通过直接接入3GPP核心网来满足不同的产品需求，实现统一的业务活动，建立以SmallCell为基站的网管系统，从而实现下层无线网络通信系统与上层网管系统的对接。3.建立基于IMS+EPC+DSS集群模式的核心网[6]。在系统中设置核心网，其主要作用是提供用户连接、系统管理、网络承载等功能，分析该系统的核心网系统AXUNiEPC-5[7]，其主要依托电信级EPC核心网的优势来实现网元MME、PGW等功能融为一体的模式，该核心网实现了移动办公、遥感业务、监视控制及电子商务等基本业务，其可以为用户提供安全可靠的LTE接入。另外，核心网系统还利应用了IMS系统，其是一种全新的多媒体业务形式，其不仅可以满足多样化的多媒体业务需求，还可以实现LTE语音业务系统，并且DSS核心网可以实现LTE的集群呼叫功能，DSS与EPC相比，其都采用了ATCA架构，并且都可以实现设备小型化的核心网。4.建立综合应用无线通信系统平台。利用分布式高性能计算机框架架构来建立一个安全、可靠、统一的综合应用系统平台，为了构建灵活、适用强的处理平台，应在软件处理平台基础上增加分析处理数据的专用支持工具，如支持LTE、Wi-Fi网络和终端的基站系统[8]，实现数据传输、视频及语音等各类业务，提供统一的数据存储及应用接口，从而实现自动化管理的应用系统。
（二）无线移动通信系统功能概述
1.调度功能。调度系统是煤矿生产的重要通信手段，生产调度员通过利用调度功能来统筹调度所有资源，并对煤矿生产中各种突发状况进行处理，以保证煤矿生产顺利进行。调度功能主要包括生产进程管理、煤矿生产流程整合及资源分配等功能。2.语音业务。其主要包括以下几种业务：第一，移动电话，其可以提供语音通信功能；第二，紧急呼叫业务，当煤矿井下的集群用户发起紧急呼叫，呼叫中心将会做出答复，其类似与电话业务，具有简单方便、快速的特点；第三，主叫号码识别显示业务，其主要功能是提供主叫用户号码给被叫用户。3.集群通信。为了实现用户之间的通信，利用无线集群通信系统来实现自动化的信息共享功能，与公众无线移动通信相比，无线集群通信系统不仅可以提供系统内部的全呼、组呼之外，还可以提高双向通话功能，通过建立优先等级呼叫和紧急呼叫功能，以满足煤矿生产安全部门指挥调度的需求。4.增殖数据服务。在增殖数据业务中，主要包括提供视频通话、物联网接入、手机终端定位、多种数据等业务，其中，对于视频通话，通过手机实时进行无线视频业务，以便于井上工作人员的判断和决策；数据网接入，通过利用3G通信技术来实现终端及无线传感器等接口的采集，并利用物联网提供终端接入；手机终端定位，即利用4G无线通信技术来实现语音通话及矿用无线通信手机终端定位，即通过操作人员携带的手机与基站之间的信号传输来获得操作人员在井下的信息，这样地面上的工作人员则可以通过计算机来了解井下工作人员的信息，其可以确保煤矿井下的安全生产，同时也可以提供实时信息；数据业务，为了满足煤矿井下多种业务对宽带的需求，实现高速分组无线数据业务，并通过智能手机绑定内部系统，实现信息、视频监控及安全生产实时监控等功能，将综合自动化系统应用于系统中，实现组态软件实时显示功能，当煤矿井下出现异常情况，系统将会提供自动报警提示功能。
三、结束语
建立基于4G无线通信技术的煤矿无线通信系统，利用TD-LTE无线通信技术来建立宽带无线网络，由于TD-LTE无线通信技术具有覆盖面积广、信号强、传输速率高的优点，将无线移动通信系统应用于煤矿生产中，不仅可以煤矿地面井下实时通信，也可以确保煤矿井下安全生产，因此，建立基于4G通信技术的煤矿无线移动通信系统具有十分重要的意义。
作者：朱赛虎 单位：天地（常州）自动化股份有限公司
1煤矿井下无线通信技术的现状
1．1TD－SCDMA无线通信技术的应用现状TD－SCDMA技术是ITU研发出的第三代移动通信空间接口技术。其特点为上下频段统一，能通过对时隙配置提供无线承载。TD－SCDMA无线通信技术可以支持匀速为8kb／s～2Mb／s的所有3G业务。TD－SCDMA系统采用时分双工模式，但是由于载波占用的宽带为1．6MHz，TD－SCDMA系统提供的速率有一定的数据限制。目前，TD－SCDMA矿用通信系统采用BBU＋RRU方式，因没有办法直接使用太环网，当某个中间RRU故障会导致整个链上的RRU无法工作，维修、扩容比较困难。
1．2WCDMA无线通信技术的应用现状WCDMA技术与TD－SCDMA都是ITU正式的第三代移动通信空间接口技术规范之一，该无线通信技术集CDMA、FDMA技术优势于一体，是一种系统容量大、抗干扰能力较强的移动通信技术。WCDMA与TD－SCDMA相比，技术较为成熟，并且发展空间大，在扩频的基础上能够获得巨大的经济效益，此外，还支持所有的3G业务。WCDMA作为产业链最为成熟的技术，不仅可实现语音通信功能，还能提供高速率数据和图像传输功能。但其成本较高，使得多数煤矿企业望而止步。
2煤矿井下无线通信的技术难题
电磁波在矿井隧道中不能很好地进行传播这已是公认的事实。一直以来，井下通信的技术难题是制约煤矿安全的重要因素之一，下面将从3个方面进行论述。
2．1巷道的环境条件对电磁波的影响煤矿井下巷道一般比较狭窄，弯曲延伸，存在多个分支，且分布在不同的地下平面。巷道的截面宽度不同，且巷道四周为煤层，粗糙不平。这一特殊的传播环境对电磁波的传播特性产生重大影响。电磁波频率对传输的速度有较大的影响，巷道截面尺寸对电磁波传输也有影响，截面的尺寸与巷道内电磁波频率成正比。此外，矿井下有照明线、动力线、钢轨等纵向导体，这些线路的存在都会对电磁波的传输产生一定的影响。
2．2井下环境机电噪声干扰严重如今，井下作业机械化与自动化设备的应用，不可避免地会增加噪声的强度，但是这一问题并未引起人们的重视。通信技术中，噪声是衰减和损耗通信质量的又一个重要因素。机械设备的作业一般是24h不停歇，因机械设备自身配置量大，启动频繁，所产生的电气噪声频谱较宽。由于信号微弱会导致井下通信困难，噪声问题是井下移动通信需解决的技术难题。
2．3接收点有用信号十分微弱无线电在井下的传播可以被看作在一个特定的空间内进行，由于电磁波在传输的过程中受到煤岩层及磁导率的影响，因而其传播速度并不是恒定不变的。煤矿井下的管道由于表面比较粗糙，且分布不均，这些都会对电磁波的传输造成影响。对于某个接收点来说，接受机本身信号微弱，在干扰之后很可能接收不到信号，这种特性的存在破坏了有用信号的传输，最终导致电磁波传输距离减低为数百米，从而使得井下通信非常困难。
3无线通信技术的发展方向———Femtocell技术的运用
Femtocell是根据3G技术发展和无线技术宽带化发展方向而推出的一种低功率、超小型化的移动基站。它的运用在一定程度上提高了煤矿井下的安全性。Femtocell通过IP协议将用户最先具备的ADSL／LAN宽带进行线路连接，远端由专用网关实现从IP网到无线网的连接，具备安装便捷、能够自动配置、直接使用的优点。
3．1Femtocell的技术优势Femtocell技术的运用能够最大范围地覆盖宏小区不能覆盖的地方，可以减少来自宏小区基站的高功率开销并提高宏小区基站的性能。此外，辐射更低，手机电池也更耐用，这些优势都优于其他无线通信技术。当前在煤矿企业中，设备供应商主要是将NodeB和RNC功能集成于一个接入设备的扁平化架构，由于Femtocell网关的接口是Iu接口，扁平化架构可以将SGSN／GGSN功能集成于Femtocell接入设备，其技术优势在于符合下一代移动网络的发展趋势，并在减少节点时提高网络的可靠性。
3．2Femtocell的系统优势Femtocell技术采用的是小型化设备，可以随时使用，并能够维护系统安全，增强灵活性。系统内部采用电信级标准设计，确保系统的稳定可靠性，无线通信能够共享技术的应用，使系统的稳定性及可靠性大大提高，并能够满足设备的资源需求。Femtocell系统设备运营均衡，工作状态较为稳定。此外，Femtocell技术系统的运用采用的是国际通用的通信标准设计，设备可与终端设备兼容，并能够与多家主流设备的制造商生产的用户交换机进行交换。
4结语
无线通信技术的应用极大地实现了地面对井下作业的监测和管理，能够有效地保障井下作业的安全。就无线通信技术在井下使用的现状而言，无线技术与自动化系统的深度融合还存在一定的发展空间，因而，应当不断研究和实践，使其更好地应用在煤矿行业中。
作者：刘庆伟单位：中国神华神东煤炭集团锦界煤矿管理处
一、煤矿井下调度管理存在的问题
分析当前的煤矿生产调度系统，在运行过程中，存在以下几个方面的问题：第一，调度系统的工作效率较低，针对现有的煤矿生产调度系统，受技术条件的限制，煤矿企业还不能充分利用现代的网络技术来加强煤矿生产调度管理系统的建设，导致出现界面不友好、无法实时查看信息，用户操作困难，数据管理分散的现象，甚至调度管理中的信息出现重复记录的现象。在煤矿生产中，由于煤矿生产调度管理系统仅限于指挥部门使用，在没有对调度信息进行科学管理的基础上调度部门所获得的信息是不能被其他部门使用的，信息缺乏共享性，致使调度管理系统的使用效率低下。第二，缺乏完善的信息统计功能，由于调度信息缺乏共享性，这就给煤矿井下安全生产的决策分析带来了一定的困难，例如在某个时间段内生产事故等情况不能及时得到统计和处理，其严重影响了系统在煤矿安全生产中组织和协调作用的发挥，进而影响了煤矿井下的安全生产。第三，无法实现对生产调度台账和报表的实时生成，在煤矿生产调度管理系统中，虽然实现了基础数据的管理功能，但是，在调度管理系统中还没有真正实现实时生产报表的功能。在生产过程中，生产调度台账和报表的实时生产不仅可以起到统计作用，也可以起到组织和协调作用，其中，生产调度日报、煤矿井下生产值班情况表及掘进工作面调度记录等报表可以很直观的对煤矿生产进行科学决策分析。第四，无法实现动态查看功能，由于图形信息管理功能不全面，在现有的调度管理信息系统中，其只能实现经验的图形管理，而实时生成的动态图形在现有的调度管理系统中不能得到充分体现。在调度管理信息系统中，若采用无小型化网络设备，不仅成本高，设备体重大，也不具有支持数据业务的功能，因此，采用无线通信技术与安全生产管理调度系统，其可以有效满足煤矿井下安全生产的需求。
二、建立基于TD-SCDM无线通信的调度管理系统
随着计算机网络技术的发展，通信技术的应用已受到了社会各界的广泛关注，相应的网络平台经历了终端主机方式到服务器方式的演变。并且在信息数据收集、存储和处理上，也从封闭式逐步走向开放时。由此可知，通信技术的转变，促进了我国社会经济的发展。在科学技术不断发展的今天，井下越来越多的电力设备、调度中心的信息资源共享及工作流程优化的要求，为了有效满足煤矿井下的安全生产要求，建立基于通信技术的调度管理系统，不仅可以确保煤矿安全生产，同时也是促进煤矿企业经济可持续发展的重要保证。由于煤矿生产调度系统在煤矿井下安全生产中发挥着不可替代的作用，因此，利用通信技术来建立煤矿生产调度管理系统，规范煤矿生产的调度管理，减少指挥人员的工作负担，从而提高工作效率和精确度。
针对当前煤矿生产调度管理系统存在的问题，在建设调度管理信息系统中，首先应借鉴国内外比较先进的煤矿生产调度管理信息系统进行分析、研究，结合煤矿企业内部的具体生产情况和实际需求进行分析，将两者有效结合，采用TD-SCDM无线通信技术，并结合煤矿企业现有的信息化平台，提供语音、视频、数据一体的网络平台，如图1所示，通过利用通信技术与调度管理信息系统连接，其可以及时对井下生产进行指挥，同时也可以及时进行紧急情况的处理。采用TD-SCDM矿用无线通信与煤矿生产调度系统，其主要有以下特点：第一，具有先进的无线管理功能，通过搭载无线视频监控和人员定位等数字化建设，指挥调度人员只需要通过语音、视频进行调度或召开会议，则可以进行通信与管理；第二，信息收集与分析功能，对掘进队的生产数据及井下各个环节的安全生产情况等基础资料进行收集，按照年、月、日对煤炭生产产量及安全情况进行统计分析，实现信息共享，及时地、有效地解决煤矿生产中的实际问题；第三，资源合理分配功能，根据煤矿企业内部的具体情况和煤炭生产需要合理分配劳动力，对机电设备、配件、雷管等进行检查；第四，数据资料存储、查询功能，对收集到的生产数据及相关资料以超文本的形式存在，从而实现规范化的煤矿安全生产；第五，可靠的冗余功能，煤矿生产调度系统支持单板、设备、网络级等三级冗余能力，在煤矿生产中，若某一环节或节点发生故障，调度管理信息系统将会自动进行主设备的倒换，以保证整合系统的正常运行；第六，漫游功能，利用无线通信技术在煤矿井上设置多个基站，实现多点漫游和无缝却换的功能，这样系统不仅可以实时对煤矿井下的生产进行监测，也可以对各个基站的指挥调度人员进行网络级调度和漫游调度，该系统支持全局录音功能；第七，多级调度功能，指挥调度人员只需权限设置，则可以实现上级调度台对下级调度台的调度，同时总调度台可以对各分调度台进行调度，建设全网多级调度管理信息系统，以满足对多用户管理的需求。
三、结束语
煤矿井下生产是一项具有危险性、施工环境恶劣的工程，为了实现煤矿井下的安全生产，建设煤矿生产调度管理信息系统是非常重要的。通过加强信息化建设，建立生产调度管理信息系统，使调度生产管理信息系统在煤矿生产中起到组织、协调和指挥的作用，以保证煤矿安全生产，以促进煤矿企业的可持续发展。
作者：刘涛单位：神华神东煤炭集团开拓准备中心生产指挥中心
1煤矿自动化
煤矿自动化，是指在煤矿生产和管理的过程中对各项工作都实现自动化的管理行为，包括对煤矿生产过程中生产环节的自动化、生产过程中煤矿安全保护自动化、监控进程自动化、管理行为自动化等一系列自动化的行为，最终将煤矿自动化的工作内容综合组成一个煤矿自动化运行平台，实现煤矿的生产和管理内容自动化的目标。具体来讲，煤矿自动化的功能特点和关键技术可以根据煤矿在生产管理过程中的不同任务内容来具体划分为以下内容：
1.1煤矿机械设备的运行和管理自动化随着现代计算机技术的不断发展，现代科技早已经实现了通过传感器和计算机技术对机械设备进行智能监控与管理的过程。将这一新型计算机技术应用在煤矿生产过程中和机械设备的运行当中，对煤矿机械设备的运行自动化进程有着质的帮助和提升。在煤矿的生产以及管理过程中，已经实现运行自动化的机械设备包括采煤机、工作面运输机等多项设备，其中采煤机自动化主要是通过计算机对采煤机各电机及液压系统的控制，实现采煤机在运行和管理过程中的自动化；运输机则是通过对其和计算机技术相结合来实现运输机的智能控制和管理，使其能够自动负担更加大容量、高强度、重型化的工作内容和具有更长使用期限的寿命优点。
1.2煤矿运输系统的自动化
煤矿运输系统的自动化是指在矿产资源运输的过程中对有关运输的机械设备进行自动化管控的过程。当前我国对于煤矿运输系统已经开始逐渐引进国外先进的胶带运输方法，随之而来的是胶带大载荷长距离运输对动力系统的高要求，对保护投入的严标准，目前利用计算机技术，将主电机和皮带运行中的各种数据利用传感器采集并汇集到PLC自动控制系统上，通过上位程序对胶带运输设备进行集中的控制和保护，对相关设备在运行过程中出现的故障能够及时地作出预防和处理，保护矿产资源在运输过程中的安全性，提高煤矿运输的效率和质量。
1.3煤矿洗选系统自动化
煤矿洗选系统自动化是指针对提高煤质去除矸石的洗选设备进行集中控制，对设备运行中的各种参数进行在线监控，使各种保护能够有效的联锁，确保洗选系统安全高效运行的控制系统。当前各洗煤厂使用的控制系统不尽相同，常见的系统有美国AB，德国西门子，相比使用人力去就地控制各种水泵、皮带、破碎机、分级筛等设备，使用自动控制系统可以大量缩减人员的投入，减少因噪音、粉尘等对人体的伤害，同时各种保护的联锁投入也可以消除因个别设备的故障造成洗选系统的崩溃，避免机电生产事故的发生，对煤矿来说洗选自动控制系统的参与即减少了企业的运营成本，又大大提高了安全生产效率。
2煤矿通信技术
煤矿通信技术是指将现代通信技术应用在煤矿生产和管理的过程中而形成的煤矿系统特有的通信技术类型。煤矿通信技术根据煤矿生产任务以及应用环境的不同，具体可以总结为以下内容。
2.1全矿井生产调度通信技术
全矿井生产调度通信技术是指在煤矿井下的生产过程中对矿井的生产过程施行通信管理的一种技术，其通信设备一般包括调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等，煤矿管理人员可以通过对以上设备的利用来实现对煤矿井下生产和运输过程的即时管理和控制，保证煤矿井下生产过程的安全和效率。全矿井生产调度通信技术也有不同的技术类型，例如煤矿井下建立专用的调度主机和行政交换机相互结合使用的通信技术方法，通过煤矿井下生产调度员的管理来对调度主机和行政交换机综合使用，实现对煤矿井下生产过程的管理和控制，比较适用于大型煤矿企业。其他例如不建立专用的调度主机，只使用行政交换机的通信技术类型或者只建立专用的调度主机不使用行政交换机的通信技术类型则比较适用于较小的煤矿企业。
2.2井下光纤通信技术
井下光纤通信技术则是指将光纤通信技术应用在煤矿井下生产过程的管理和控制过程中，井下光纤通信技术相较于其他通信技术来说具有通信速度更快、通信质量更高、通信容量更大等一系列的优点，具有优秀的防爆阻燃性能和通信抗干扰的能力。目前井下工业环网的普及应用，为煤矿信息化建设搭建了基础接入平台，使通信系统、人员定位系统、综采设备运行监控、电力系统监控、视频监控等多种系统进行融合成为了可能，成为煤矿数字化建设的重要推动力。
3结语
煤矿的自动化技术和通信技术是保证煤矿生产与管理过程中工作质量和工作效率的重要方法之一，也是煤矿工作未来发展的必然趋势，加强煤矿自动化技术和通信技术的进程，实现对煤矿生产与管理过程的有效保护和支撑。
作者:高小川单位:陕西清水川能源股份有限公司冯家塔矿业分公司
一、短距离通信技术的含义
通常情况下，通信收发两方利用无线电波井下传输信息，且能够在几十米范围内传输，皆可叫做短距离无线通信，也可称为短距离通信技术。短距离通信技术具备多种共性，即对等性、成本低以及功耗低等。短距离通信技术实质指一般意义上的无线个人网络技术，主要有以下几种标准，ZigBee、IrDA和RFID等；此外，短距离技术有各种不同接入技术，如无线局域网技术等。矿井无线通信有感应通信、动力线载波通信等形式。但动力线载波通信在矿井中应用时，由于抗干扰能力弱，难以匹配传输阻抗，所以其效果较差。而感应通信是以电磁感应原理进行通信，发话时，移动通信机的磁性天线与感应线很相似，同时有尺寸大的发射天线，但干扰噪声过大且传输参数可靠性差，很少应用。井下巷道属于一个限定空间，主要是岩壁组建而成的封闭环境，岩壁往往限制电磁波的传播，传播中衰减程度过大。所以选用短距离通信技术应用于煤矿井下中，有着重要意义，短距离通信技术功耗、成本均相对比较低，网络铺设简单，便于操作。
二短距离通信技术在煤矿井下中的应用探讨
短距离无线通信技术具备功耗相对较低的优势，因此对于“本安型”电路的相关设计十分符合。不仅如此，在煤矿井中，使用频谱的要求较为宽松，所以，在煤矿井无线通信系统中，短距离通信技术具有广阔的应用价值。
1．ZigBee技术的应用分析
在短距离通信技术中，ZigBee技术是其中最有代表性的技术，同时应用于煤矿井下占据重要的位置。ZigBee技术指以IEEE802.15.4为主要物理层标准，并以此将大量微小传感器间的通信进行协调。此类传感器无需巨大能量，经过无线电波且利用接力形式，实现两个传感器之间的数据传输，发挥高通信效率。ZigBee技术拥有三个特点：功耗低，即休眠状态下的耗电量为微瓦级，工作状态下的耗电量为毫瓦级；超大网络容量，即1个ZigBee可支持的节点有65000个；广泛的覆盖面积，网络覆盖范围可达100～1000m。ZigBee技术具备双向性定位优势，将ZigBee技术充分应用于煤矿井下中，有效实现井下与地面之间的信息交流，提高定位信息的规范性以及准确性。此外，ZigBee技术在实行双向传递时，可将某些意外或突发事件的发生进行控制和防止，同时，传输的速度相当快，信息准确性也较高，从而提高决策反应效率。ZigBee技术系统在反映井下定位现状的时候，能够利用计算机将井下活动轨迹进行详细描述，也就是经过标识卡活动状况、各种站点间信息的传递等，进行了解和掌握井下活动的具体现状，当发现有不良现象发生时，可立即采取措施，避免发生意外。如在某市煤矿中，因井下地形复杂，在进行煤矿开采时，常常发生事故，发生事故之后，营救人员不能将井下受灾人员的分布情况以及人数进行较好确定，若将营救设备盲目开进，则会误伤受困人员，从而无法及时营救受困工人。然而使用ZigBee技术之后，能将事故受困人员分布位置以及具体情况进行准确确定，促进营救工作的顺利开展，及时救出受困人员，进一步降低煤矿井下安全事故的发生率，确保工作人员的生命安全。
2．IrDA技术应用分析
一般情况下，IrDA技术在调制时，常常利用脉冲相位，如此一来，不但将抗干扰能力增强，而且使连续电平功率大于脉冲电平功率，防止了红外二极管无法承受高功率的现象出现。IrDA技术具备成本低，易控制传播距离、范围，保密性高、抗干扰能力强等特点，将该技术应用在煤矿井下通信系统中，可发挥遥控器的作用。此外，根据国家煤矿安全相关监控系统新标准，对于井下传感器，必须利用红外遥控传感器，无需使用精度产品及电位器调零点产品等。由此可见，IrDA技术应用在煤矿井下中具有重要的作用。
3．无载波UWB通信技术应用分析
在煤矿井下应用无载波UWB通信技术，能够降低煤矿井下通信系统的成功。在煤矿井中，可通过超宽带信号频带宽的优势，将传输距离进行换取。利用UWB无线通信，能快速实现通信和测距及定位统一，多功能一体化等，将无载波UWB通信技术应用在煤矿井下，有利于准确定位井下人员，在发生各种恶性事故的时候，保持无线通信系统通畅，可提高救生抢险的效率。
三、结束语
总之，短距离通信技术在煤矿井下中发挥重要作用，如无载波UWB通信技术、IrDA技术应用和ZigBee技术应用等，只有将这些技术充分利用，才能提升我国煤矿井下开采工作的效率和质量，从而促进煤矿行业的快速发展。
作者：赵娟 朱彤 单位：河南工业贸易职业学院
目前，大多数的煤矿企业都对于矿井的安全生产制定出了一系列的监控系统，对于煤炭工作之中无论是矿用带式输送机电控系统，还是矿用电力监控系统都设置了监控系统，同时加强综合检测控制系统的监控，在不断完善发展的基础之上建立了局部生产环节自动化系统。局部生产环节作为整个矿井系统的组成部分具有重要作用，处理好整体和局部的关系，从而保证整体的部分大于局部之和，从而更好的推进矿井综合自动化的不断发展与进步。
1矿井数字化工业电视系统当下多数的煤矿企业采用的都是通过电视系统对于矿用工业进行模拟性的传输，随着科学技术的发展以及通信技术的不断进步，对于井下的数字化工业电视系统而言，具有更强的发展前途。可以说是“如虎添翼”，从三网合并发展来看，它将是未来矿工井下作业的一个新的发展方向。
2工作面巷道监控中心对于大多数煤矿企业而言，目前的自动化控制主要集中在液压支架等单机操作之中。对于其全面技术控制方面还存在一些欠缺，因此对于煤炭开采挖掘等方面，包括供电设备等集中监控控制中还存在着瓶颈。这就会影响信息的直接传送。而这些就意味着调度中心不能及时的了解情况从而做出合理的判断，从而直接影响一系列的机载信息以及移动可视信息在传送到工作面巷道控制中心的状况，从而影响挖煤机等机械的作业1。
3矿井水泵自动化系统。矿井水泵自动化系统作为煤炭自动化的重要系统之一，但在很多煤矿之中忽视对其的使用。对于矿井之下的水泵房而言，这里的每台水泵最低都有几百瓦，而由于水泵排空阀门较容易受到矿井之下水质的影响出现故障，从而出现问题不能及时被发现，这便会给井下作业带来巨大的麻烦。因此处于各方面的考虑，对于安装矿井水泵自动化系统都有十分重要的现实作用，通过对于井下水泵传送信息的及时了解，可以根据情况作出相应的应对措施，从而保证井下作业的顺利进行。
煤矿通信技术
随着通信技术的不断发展以及网络技术的不断应用，IP语音通信技术由于自身的优势很快在煤炭通信技术之中脱颖而出，成为矿井之间相互联系的一个主要通信工具，通过不断探索将煤矿通信技术推向一个新的发展方向。
1全矿井生产调度通信
对于矿井的通信而言，在实际生产过程之中，使用较广的当属于对于矿井的生产调度通信。矿井通信最主要最直接的目的便是对于矿井的生产调度，它是直接作用于实践指挥的产物。通常是由调度主机、安全隔离器以及本安自动电话机等组成。它们通过相互联系而存在，当下在矿井生产调度中，对于通信系统主要分以下三种：
设专用的调度主机,又有行政交换机。目前我国的大多数煤矿是既设专用的调度主机,又有行政交换机。因为这些除了涵盖普通的使用之外，还可以通过调度员的需要来对通话方式进行不断的改变，从而实现应对特殊情况的特殊需要。这一系列的富有专业特色的服务功能为煤矿生产都起到了很大的帮助，为紧急情况以及特殊指示下的通话创造了条件，从而为保证煤炭的安全生产起到一定的作用。
不设专用的调度主机,仅用行政交换机。对于一部分的为降低投资成本的小型矿井而言，它们大多数会选用不设专用的调度主机,仅用行政交换机的通信设备。这种设备成本较低，而且井下用户可以根据实际需要而自动拨号，使用起来也较为方便。但是，一旦发现出现紧急状况，这种通信设备由于不具备调度员无阻塞通话功能，便很难将紧急预案中采取的措施传达下去，因此对于井下作业安全而言，还存在着一定的隐患。
设专用的调度主机,不设行政交换机。对于具有自动交换及联网的功能的专用调度主机而言,它们自身的功能完全可以代替行政交换机的功能在现实之中应用。但由于调度主机的总容量较小,因此，这种技术的应用主要集中在地面用户较少的煤矿之中2。由于程控调度通信系统的不断发展，使得信号稳定通话质量更高，而且传送数据稳定的通讯技术出现。随着通信技术的不断发展，相信数字交换技术在投入使用之后必然会将程控技术所代替。
2矿用小灵通通信系统
矿用小灵通通信系统作为一种无线通信技术来讲，它的覆盖性较强，而且使用起来相对方便。由于此通信工具是针对矿用而研制的，因此对于矿井之中的巷道中使用效果相对不错。但是由于目前系统缺乏调度功能，同时，在系统之中的一些主要设备基站和基站控制器都为隔爆设备，因此对于工作面巷道而言是不可使用的3。适用范围的受限并不影响其自身的发展，我们可以通过增加调度功能和开发本安型基站等来实现矿用小灵通通信系统的更好使用。
3井下光纤通信
井下光纤通信系统作为“后起之秀”迅速发展起来，其原因在于它通信容量较大而且对于井下通讯而言，拥有很好防爆性能和抗干扰能力。这样可以很快很好的适应复杂的井下环境。井下光纤技术由于近几年的不断深入研究，井下光纤通信技术具有更多的优点，从而更好的投入到生产作业之中。目前井下光纤除了具备基础的通信功能之外，还拥有自动化的检测功能，它的高质量传输目前是井下工业电视系统中的重要组成部分，而且随着科研人员的不断深入研究，相信它的作用和地位将有更大的提高和利用。
存在技术问题
我国煤炭产业的生产发展虽然紧密的同高新技术相结合，但其中还存在一系列的问题，而且一些局部化的环节仍需要加强重视，从而可以保证在作业过程中，一个整体之间可以相互联系促进，从而为更好的作业提供保障。
1加强对于高效矿用光缆开发利用，加强光缆修复技术
光缆是我国煤矿井下工作合理进行的一个重要工具，但由于井下环境复杂，它的主要投入还局限在大巷之中。而对于其他环境之下，普通的光缆自身承载不了，因此很容发生断裂等现象，而且它的修复工作也极为困难，但由于光缆在井下工作性能较高，它是实现自动化控制作业的载体，通过传送电视监控资料而来控制整个作业的进度，同时由于井下距离较长，只有矿用光缆可以承担得起这些传送，而且性价比很高。因此解决矿用光缆对于在恶劣环境下的使用和修复问题是目前开发的重点，对于承受能力较强、材质延伸度较好的材料可以更好更快的推进煤矿自动化作业，从而保证煤矿作业的自动化与通信技术相结合更好的为煤炭发展作出贡献4。
2增强局部薄弱环节的作业，从而保证各个环节的顺利进行
煤矿自动化的高速监控网络已有多种方案可选，而且各个生产环节分工不均，同时技术参差不齐，这就直接影响煤矿自动化运行水平，从而一些因为难以承载相应的负荷便会出现故障，这就要求各生产厂家进行不断完善提高，保证工作进度。
结语
煤矿产业对于社会具有重要作用，煤矿的自动化技术应用是实现高效开采的基础，而对于煤炭开采工作而言，安全问题是其中最重要的。质量安全是生产作业的重中之重，因此便需要利用通信技术来加强井上与井下的联系，同时对于整个矿山之间的相互联系。运用科学的技术手段既可以提高作业的效率也可以保证作业的安全与科学，因此，煤矿的自动化技术同通信技术相结合，正是体现了这一点。我相信，随着科学技术的不断发展，一定可以走出一条低能耗的集约化发展道路。加大对于科学技术的不断应用，从长久利益看来是切实可行的，而且节能减排对于构建社会主义和谐社会也会具有重要意义。（本文作者：张晓红 单位：天地（常州）自动化股份有限公司）
【摘要】我国是煤炭生产大国，煤矿行业发展迅速为我国经济增长起到巨大推动作用，但是由于煤矿生产安全管理水平较差，安全问题一直困扰着整个煤矿行业，煤炭生产安全形势十分严峻，为有效改善矿山安全事故等紧急事务的处理能力，综合了通信、计算机、网络技术建立的煤矿安全生产监控与通信技术成为我国落实煤炭产业安全生产重要基础，始终为煤矿行业发展提供驱动力。本文对煤矿安全生产监控与通信技术进行简要阐述，讨论了煤矿安全生产监控与通信技术应用及其发展趋势。
【关键词】煤矿；安全生产；监控与通信技术
1引言
煤炭资源作为我国经济发展的基础有非常重要的作用，已经成为我国经济发展和人民群众日常生活密不可分的一部分，但煤矿行业存在的安全问题不仅成为了煤矿企业的困扰还引发了较为普遍的关注，安全对煤矿生产的重要性是不言而喻的，需要采取各种措施和手段进行保障，其中煤矿安全生产监控与通信技术是较为成熟的措施之一，在煤矿生产当中发挥着巨大作用[1]。
2我国当前煤矿安全生产监控与通信技术现状
相关部门针对煤矿生产特点提出具有较高可行性安全生产监控与通信技术，其中包括现场总线本质安全防爆、煤矿监控信息传输、煤矿监控数据处理、断电控制、馈电状态监测、开关电源本质安全防爆、矿用本质安全防爆电源、备用电源连接等方式内容，制定了一系列满足煤矿安全生产监控技术标准，建立了生产过程中及时发现问题并有效解决的监控系统。通过信号采集、计算机监控、数据通信方式对煤矿生产进行监控，并且相对简便的线路连接就可以满足煤矿恶劣的生产环境具有良好的通用性，不仅实现了对煤矿生产活动的监督，更为煤矿生产安全监控提供了便利条件，煤矿安全生产监控与通信技术系统主要包括：安全生产监控技术及系统、井下人员定位技术及系统、移动通信技术及系统三大部分[2]。
2.1安全生产监控技术及系统
煤矿安全生产监控系统和技术需要根据煤矿井下环境进行选择确定，对于传输距离远、井下电气环境复杂的情况，可采用树形结构来布设煤矿安全生产监控系统及安装；对于电网电压变化范围大、作业环境恶劣的环境，要采用远程供电方式替代煤矿安全生产监控系统传感器。
2.2井下人员定位技术及系统
普通的GPS定位信号无法全面覆盖井下通道，这就对煤矿井下人员定位技术及系统提出更高要求，一般井下人员定位识别卡位移速度应大于等于五米每秒，安全生产监控系统分站与井下人员定位识别卡无线传输距离不得低于十米，井下人员定位识别卡并发数量大于等于八十，总安装数量不少于八千。煤矿安全生产监控系统为井下生产作业人员提供位置检测系统，特别是井下作业过程中出现事故问题，井下人员位置检测系统可以检测到人员具体位置，便于营救人员及时、准确开展救援工作，减少人员损失，同时井下人员位置检测系统还可提升生产管理工作，让管理人员及时了解井下人员位置和出勤情况，以便更好的安排工作。
2.3移动通信技术及系统
移动通信技术及系统需要覆盖全矿井范围，因为煤矿作业无线传输损耗量大，需要较强的抗干扰能力，同时各个矿井无线传输的特点和规律是不同的，在移动通信技术及系统应用布设过程中需要充分考虑煤矿工作环境对移动通信及其他环境方面的需求，确定全矿井移动通信系统及其技术的应用方式，充分结合现代无线网络技术发挥作用[3]。
3煤矿安全生产监控与通信技术未来发展
3.1人员精确定位技术
煤矿井下生产发生安全事故时，为能及时进行有效的应急救援处理，需要对井下人员具体位置进行精确定位，因为只有精准的人员定位才能为应急救援提供良好的条件，争取更多的时间，挽救更多人的生命，现阶段煤矿井下主要采用的人员定位技术是部分功能的移动设备（RFD）和漏泄电缆等方式，一定程度上实现井下人员位置监测，遏制了超定员生产作业状况，但是这些技术与系统无法实现人员精确定位，不满足事故救援要求，因此人员精确定位技术是煤矿安全生产监控与通信技术未来发展的主要方向之一。
3.2建立矿用物联网系统
普通的煤矿安全生产监控工作仍需完善，现阶段国家倡导了物联网技术可以进行有效应用，建立完善的矿用物联网系统，将煤炭生产过程中所需的物资进行整合，对比物资质量、价格、特点，为煤炭生产提供自主选择机会，通过矿用物联网结合煤矿实际，选取最优物资，充分降低生产成本，实现资源优化配置，为煤矿行业提供安全生产技术交流与学习的平台，满足国家对煤矿行业生产流程的监督要求。
3.3建立煤矿一体化通信技术与系统
煤矿一体化通信技术与系统具有生产调度、报警联动、应急扩音通信、紧急呼叫、避险与逃生声光提示、位置监测等功能，为煤矿安全生产监控提供良好的技术支持，可对煤矿安全生产进行全方位监控，具有优越的通信功能保障交流畅通，管理人员借助煤矿一体化通信技术与系统可对生产过程中出现的问题及时进行纠正，并加以指导完善，充分落实相关工作规划，同时在发生安全事故的情况下能使相关人员及时与救援人员进行沟通，解除安全隐患，降低安全问题带来的人身与财产损失[4]。
3.4引入地面遥控技术
煤矿生产过程中，采掘工作面是事故多发地点，需要煤矿监控、通信、机械化升级等渠道尽量减少工作面作业人员数量，将人员集中在相对安全的施工地点进行作业，其他部分通过地面遥控技术来完成，在这个过程中需要煤岩分界识别技术和仪器的配合，通过研究液压支架、采煤机、刮板输送机精确定位技术，提升监控可靠性，充分节约人力资源，降低煤矿生产事故的发生几率。
3.5完善生命探测技术
除基本的人员精确定位技术外，还需要生命探测技术提供支持，因为生命探测技术及相关装置是保障事故处理速度的重要设施，能有效提升事故救援速度，提升人员生还几率，由于煤矿井下无线传输衰减大、电气防爆要求高，在地面使用的大量技术在井下受到限制，难以直接应用，为解决这一问题需要充分了解煤矿井下生产工艺环境，研究设计出适应煤矿井下生命探测的技术与设备。
3.6应用重大灾害预警技术
煤矿生产环境极易出现重大灾害，不仅影响正常生产，还可能造成巨大的经济损失、人员伤亡，因此，重大灾害预警技术是煤矿安全生产的有力保障，现有的煤矿安全生产监控与通信技术系统具有实时检测、断电、报警等功能，部分系统能有效应对井下冲击、水灾、瓦斯等环境，针对这些重大灾害有一定的预警功能，但是准确率仍旧不能让人满意，无法充分满足煤矿安全生产的需要，为提高重大灾害预警准确性，基于煤矿安全生产监控与通信技术系统研发水灾、瓦斯和冲击地压等重大灾害预警技术，提高了矿山生产安全。
4结语
我国煤炭产业发展迅速，市场繁荣，但是无论煤炭产业发展到何种程度，安全问题仍旧是一大焦点，值得不断探索、完善推动产业发展的同时提供生产安全性，减少生产过程中出现的各类安全事故，这同时需要社会对煤矿生产的安全问题引起足够的关注与重视，在煤矿生产过程中，充分应用安全生产监控与信息技术，开发矿用物联网技术，建立一体化通信技术，引入地面遥控技术，实现煤矿生产工作现代化、信息化管理，充分完善煤矿行业安全监督管理体系，推动我国煤炭产业科学快速发展，为我国经济发展和改善人民群众生活提供良好支持。
作者：蒋锐 单位：天地(常州)自动化股份有限公司
摘要郓城煤矿CDMA2000无线通信系统在井下采用定向天线的设计，实现了矿井无线信号的无缝覆盖；实现了本系统与矿井固定电话网络、电信公网的对接，实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通，极大地提高了工作效率。
关键词CDMA2000技术；无线通信；煤矿
近年来，随着国家对煤矿安全生产的重视以及各煤矿企业增强企业竞争力的需求日益强烈，煤矿对通信的安全性、便捷性、可靠性、实用性的需求日益强烈。目前在矿用无线通信系统中所采用的技术有：小灵通、TD-SCDMA、WiFi、CDMA2000等无线通信技术，其中矿用小灵通通信系统因随着通信技术的发展已退出历史舞台。本文主要介绍CDMA2000无线通信系统在郓城煤矿的设计与应用。
1方案选择
1.1系统选择
矿用WiFi通信系统、矿用TD-SCDMA通信系统、矿用CDMA2000通信系统3种系统间的比较如表1。图像传输的重任。鉴于此，郓城煤矿选择使用CDMA2000无线通信系统。
1.2系统覆盖形式选择
系统在地面采用电信公网信号覆盖。本系统通过2M线与电信对接，保证地面及井下的手机、警务通、调度电话在任何地点互联互通。井下覆盖方式采用定向天线。定向天线用定做支架支撑，根据覆盖距离及巷道方向每台基站配置1到3个天线，对于重要巷道预留出足够的覆盖冗余，以保证特殊情况下信号的完全覆盖。
2方案设计
郓城煤矿CDMA2000无线通信系统构成如图1所示，主要由地面设备(包括核心网CN、基站控制器、网管电脑、SIP调度服务器、交换机、数字中继、调度台)、井下设备(基站、光缆)及手机等组成，井下基站由光缆连接到环网交换机，核心网通过PON环网控制井下基站。示意图见表1。（1）设备配置：地面中心机房核心网1套、网管电脑1台、SIP服务器1台、数字中继1台、交换机2台，地面3楼调度室调度台1台；井下基站共30台，包括主井筒和副井筒各2台基站，井下定向天线70套；本安集群手机300部；光缆、电缆及辅料若干。（2）覆盖范围：能满足地面、主井副井周围巷道、运输大巷、皮带大巷、回风大巷、1300轨道顺槽、主变电所、主井筒、副井筒、辅助轨道的信号覆盖，完全满足矿方的通信需求。
3系统功能及特点
3.1系统功能
（1）实现全矿流动人员、监狱警务通、调度电话在地面和井下的互联互通。（2）提供丰富多彩的业务和应用，包括语音、短消息等业务功能，还可提供语音调度功能。（3）系统基于IP架构，可实现与矿方现有固话网络的无缝连接，充分利用原有的网络资源，避免矿方的重复投资。
3.2系统特点
（1）系统容量大，同一覆盖区域可以实现多个用户同时通话。（2）系统采用先进的CDMA20003G技术，使用适合煤矿井下传输的次800M黄金频段，抗干扰能力强，覆盖广，语音清晰，话音质量好。（3）支持1X/1xEV-DO、IP化等特点，并具备向下一代网络LTE平滑演进的能力，全IP交换，实现快速部署网络，满足移动网络的未来演进，避免了矿方重复建设的投资。（4）有线、无线融合的一体化调度通信功能，实现有线与无线用户的统一调度功能，系统可提供模拟中继(FXO)和数字中继(E1)两种方式的中继接口，并支持七号信令和ISDN-PRI等信令。（5）系统采用全IP架构，组网灵活，可扩展性强，可实现单一矿井组网或集团多矿井异地组网。（6）系统具有手机与手机、手机与有线电话之间的互联互通功能。（7）系统具有小区切换功能，合法用户可在不同的基站之间进行切换，系统可支持专网与公网的自由切换。（8）系统可实时查看基站的工作状态并统一管理网内各无线通信基站。（9）系统具有调度管理功能，可对专网用户进行统一的调度管理。（10）系统可支持通话监听、通话录音、录音保存和录音回放的等监管功能，系统支持组呼、全呼以及会议等调度管理功能。
4结语
郓城煤矿的成功运行和使用情况表明，CDMA2000无线通信系统采用定向天线的覆盖方式真正解决了郓城煤矿井下复杂巷道的无线信号覆盖要求，实现了矿井无线信号的无缝覆盖；高质量的语音通信解决了煤矿井下移动人员和零散作业人员的通信要求，提高了地面与井下通信的实时性与可靠性；强化了人员的管理，做到人员快速合理调配，同时减少了管理人员数量，并实现了本系统与煤矿固定电话网络、电信公网的对接，实现了井上井下矿用手机与调度固话、警务通、外网手机固话的互联互通，极大地提高了工作效率，为郓城煤矿的安全生产提供了完善的通信保障。
作者：奚伟民 单位：山东省郓州监狱
【摘要】本文首先指出在煤矿安全生产中使用监控技术和通信技术的原因，接着指出我国煤矿安全生产监控技术及安全生产通信技术的现状，最后指出我国煤矿安全生产监控与通信技术应该如何进一步发展和应用。
【关键词】煤矿；安全生产；监控；通信技术
近些年来，我国的煤矿资源呈现出供不应求的趋势，煤矿企业为了获取利润，不断加大对煤矿的开采量，往往就会把煤矿的安全生产工作给忽视掉，最后酿成非常恶劣的煤矿安全事故。合理开采矿井资源，保障煤矿工人的人身安全，是煤矿安全生产中不可缺少的一部分。
一、煤矿安全生产中使用监控与通信技术的原因
（一）我国煤矿安全生产中存在的问题
1.开采强度过大一些煤矿通过加大对煤矿的开采力度以至于获得更高的利润。比如在井下同一个班内安排过多的作业人数；没有根据实际情况设计采矿施工等，都容易造成煤矿结构的破坏和不稳定，加大采矿施工风险；再加上生产组织的过于集中，加大了施工事故的破坏程度，一旦发生意外，会带来严重的人员伤亡。2.非法组织生产一些地区，特别是农村地区存在持证不全甚至无证就组织煤矿开采工作的情况；违反国家相关规定越界超层开采煤矿；无视执法部门惩处或者警告，继续组织煤矿开采工作等，这些非法组织的煤矿生产活动，存在着很大的安全隐患，严重威胁矿工的生命安全。3.安全管理混乱煤矿管理人员因为自身的安全生产意识薄弱，将会对整个煤矿安全管理工作完成的质量造成影响，比如：部分安全管理人员对煤矿管理的相关规定无视，允许工作人员在未规划的工作面采煤；对开采设备及辅助设备的安装不及时、不到位；煤矿监控系统安装管理不明确，安装地点不到位；对矿井工作人员的要求和监管力度不强等，会加大煤矿事故发生的几率，造成严重的矿难。4.煤矿企业对生产安全问题的忽视现代工业企业在经济发展的刺激之下单纯以追求经济利益为主，往往忽视了工业生产过程中的安全问题，安全第一的口号仅仅成为了一句口号，大部分煤矿企业并没有把煤矿从业人员的人身安全放在首位，发生事故的几率便会大大提升，发生事故之后的紧急处理工作不到位，没有以安全生产为重要目标。并且煤矿生产作为一项具有危险性的操作，一定的监督工作是必不可少的，但是在实际情况中，很多煤矿企业并没有建立比较健全的监督管理制度，甚至出现监督岗位的缺失现象。这种只重视经济利益而忽视了安全生产的做法，不仅不利于生产技术的更新，而且不利于生产规模的扩大，最终导致恶性循环，会给煤矿生产带来更大的安全隐患。5.煤矿操作事故防范措施不健全就我国目前的煤矿发展的状况来看，我国颁布的相关安全生产法律虽然在形式上弥补了生产安全方面的法律缺失，但是一些法律条款过于简单，内容不够全面细致，法律方面的漏洞很多，因此在法律层面对煤矿安全生产的保障作用仍然不够明显。煤矿企业的事故防范措施不健全，有一些煤矿企业甚至并没有制定相关的事故防范措施，加上煤矿操作的工作环境恶劣，如果煤矿企业的救生设备不健全，一旦事故发生，现场工作人员不能及时自救，对生命安全造成威胁。
（二）煤矿安全生产监控与通信技术使用的作用
1.保障煤矿工作人员的人身安全通过使用安全生产监控技术，能够及时掌握井下煤炭的开采状况，以及矿工的工作状况，如果有问题或者突发情况能够进行及时的反馈和解决。使用安全生产监控技术还可以提高监控人员和管理人员的监督和管理效率，降低事故发生的几率，更好地保障矿工的人身安全。2.减少事故发生几率，降低事故危害安全生产监控与通信技术的作用，不但能够把煤矿工作人员的工作状态和煤矿各项设备的运行状态给及时反馈出来，而且还能够保证煤矿开采工作的安全进行，从根本上降低事故的发生几率。除此之外，当出现预警信息，急需矿工撤离时，可以利用通信技术快速通知井下工作人员，避免其受伤害；而一旦事故发生，也可以利用通信技术掌握受困矿工情况，为营救工作创造条件，从而降低事故带来的伤害。
二、我国煤矿安全生产监控与通信技术现状
（一）煤矿安全生产监控系统
1.煤矿安全生产监控系统的作用安全生产监控系统中，硬件系统线路连接较为简便，整个系统通用性强，对工作环境的要求不高，因此，被广泛地应用于煤矿安全生产监控中。该系统能够加强对煤矿安全管理。在煤矿通风瓦斯管理方面，煤矿运输管理方面，煤矿供电方面，劳动组织管理方面等，煤矿安全监控系统都充分发挥了它管理的作用。2.煤矿安全生产监控系统的工作方式煤矿安全生产监控系统将包括信号收集系统、计算机控制系统、数据通信系统，它能够对软件程序与硬件电路的各个子系统进行中和处理，从而达到监督煤矿生产活动井而有序的目的。煤矿安全生产监控系统以软件为技术支撑，将计算机作为媒介，借助数据通信技术实现对数据的传输，计算和判断，并及时做出评价，预警生产过程中的安全隐患，在非本质安全电路的情况下实现断电[1]，从而实现煤矿生产的安全，降低事故发生的几率，保障矿工的人身安全。
（二）煤矿安全监控技术
根据井下工作环境选择合适的安全监控技术：在电线传输距离远，电气易爆炸的井下环境中，安装树形结构的安全生产监控装置；在工作环境恶劣，电网电压波动幅度较大的井下环境中，传感器应该选择远程供电，代替中继器，以提高监控系统的抗故障能力[2]。
（三）煤炭产量监控系统
为了保证煤矿资源的长久使用，避免无节制开采带来的能源消耗以及安全隐患，应在煤矿安全生产监控过程中建立和使用煤炭产量监控系统。该监控系统能够实时监测煤炭产量，并传输多种信息数据，从而整合汇报成每小时的产量数据，以便于对煤炭生产状况做出检查，分析和评估，这样一旦出现煤矿生产不符合国家相关规定，相关部门就会收到预警。正是煤炭产量监控系统的存在，使相关部门对煤矿生产工作检查的效率得到了提高，还增强了对煤矿企业的威慑力，从而煤炭产量监控系统有效减少煤矿过度开采现象的发生，在保证煤矿资源的可持续开采的同时，降低了因过度开采引发事故的可能性。
三、我国煤矿安全生产通信技术现状
（一）全矿井移动通信系统
煤矿井下工作环境对移动通信的要求很高，与其他环境对移动通信的要求相比存在很多不同的地方，因此，煤矿井下工作的无线传输有一些特殊的要求和特点。在煤矿井下工作环境中，设备安置难度高，无线运输的损耗量较大，而且发射功率会受到多种因素的限制，为了保证无线传输的稳定性，就需要选择体积小，抗干扰能力强和抗故障能力强的设备，同时这些设备的保护性质要好，能够适应井下环境较大幅度的电源电压变化。为了满足井下环境对移动通信的特殊要求，相关的研究人员借助计算机技术和通信技术等，分析设计出了具备较多基站的矿井移动通信系统网络结构模式[3]。这种移动通信系统与WIFI技术配合使用，在保证煤矿安全生产，及时预警信息，进行人员紧急转移，以及事故发生后的营救工作等方面发挥出十分重要的作用。
（二）计算机通信技术
计算机通信技术在煤矿安全生产中的使用顺序，计算机通信技术对煤矿生产相关数据进行记录，并将这些记录的数据进行储存和传输，以便于相关人员进行查看和分析。还可以使用计算机通信技术对曾经出现过的生产事故进行记录和统计，便于对事故原因的追究，以及今后的生产安全预警工作。
（三）远程通信系统
煤矿企业为了保证煤矿井下工作人员的人身安全，要限制井下工作人员的数量。在实际的煤矿工作中，为了防止出现井下工作人员过多，不符合规定的现象，就需要利用远程监控系统对井下人员的人数进行实时监控，并利用远程通信技术将井下工作人数状况进行传输，一旦人数过多，系统就会发出预警，方便安全管理人员调整矿井作业人员。通过远程通信系统，能够实现对井下工作状况的实时控制，保证井下工作人数在合理的范围内，避免因施工人数过多造成的安全隐患；还可以减少煤矿企业的矿工开支，提高经济效益。
（四）矿井安全预警技术
煤矿安全生产的重要保障是预警。在煤矿的开采过程中，除了要保证井下工作环境的安全，以及工作人员施工的安全外，还要借助相应的监控技术和通信技术，做好煤矿矿产安全性的预警处理工作。根据煤矿的特殊要求，建立起火灾监测预警系统，瓦斯监测预警系统，冲击地压监测系统，以及断电功能监测预警系统。为了保证这些监测预警系统的有效性，除了使用正确的监控技术外，还一定要做好通信技术，只有利用高效的通信技术，才能够及时传输数据，及时对数据进行分析和处理，及时对生产过程中的安全隐患显示出来，保证预警的高准确性与高效性，只有做到这一点，才能切实保障井下工作人员的安全。
四、我国煤矿安全生产监控与通信技术的发展方向
（一）减少人员使用，提高自动化水平
煤矿安全事故的多发场所是采掘工作面是导致的，通过大量的煤矿安全事故恰恰也说明了这一点，而这一场所的巡视工作在现阶段主要都是由工作人员负责进行的，而人工操作在降低安全事故系数，减少煤矿人员伤亡方面并不能够起到有效的帮助。为了解决这一问题，在煤矿生产和监管过程中就应该多使用机械设备与先进技术。使用煤矿安全生产监控和通信技术，并配合高科技、自动化、机械化的设备代替人工操作，减少人力资源的使用，从而降低采掘工作面的危险系数。通过使用回采巷道遥控，记忆割煤技术，实现对识别和开采难度大的煤矿的远距离控制[4]；适当的使用液压支架，有效的保证技术生产和设备运行之间的一致性；建立并维护好通讯系统，保证井下移动通信的及时性，能实现紧急避险指引和紧急呼救等多项功能；不断更新通信系统，提高煤矿安全生产监控与通信技术，能够提高通信系统的语音和视频功能。
（二）利用物联网技术，加强生产管理
在煤矿安全生产中，引入物联网技术，可以整合煤矿生产过程中需要用到的物资，对比不同物资之间的价格和质量等方面的差异，为煤矿企业负责人提供更多的选择。煤矿企业负责人可以根据煤矿生产的具体情况，选择最优的物资，从而降低生产成本，还可以在一定程度上保证煤矿生产过程的安全。通过物联网技术，可以为煤矿企业的生产管理提供经验交流和学习的平台，有利于提高煤矿企业的安全管理能力。同时，物联网技术还可以方便企业管理部门以及国家相关管理部门对煤矿生产过程的监督管理，从而提高煤矿企业对安全生产的重视程度，实现煤矿企业的安全生产。
（三）结合监控技术与通信技术，建立煤矿一体化通信系统
通过监控技术，实现对煤矿井下工作环境、工作人数、井下工作人员位置、煤矿生产状况、采矿设备使用情况等方面的监控。通过通信技术实现对监控数据信息的实时传输，保证系统能够及时分析和预警煤矿安全生产的状况和问题；还要保证通信技术和通信设备使用的稳定性，保证通信系统的报警联动、紧急呼救、扩音引导以及避险指示等功能的及时实现。不断更新监控技术、通信技术，使煤矿一体化通信系统具有语音、视频等先进的通信功能，一旦事故发生，可以通过这些通信技术及时掌握受困人员的状况，对于稳定受困人员情绪，提高营救效率具有重要意义。结语将煤矿安全生产监控技术与通信技术结合，并配合使用多种先进技术与先进设备，不但能够提高煤矿生产的自动化水平，而且能降低煤矿安全事故的发生几率，从而更好地保证煤矿生产工作的安全以及井下作业人员的安全。
作者：郭文军 郭选明 单位：六盘水师范学院矿业工程系
摘要：在合理调度煤矿资源方面，通信技术承担着重要角色。良好的通信技术能够保障资源更合理地被利用，能够提高煤矿企业效益与安全度。阐述煤矿发展过程中存在的生产调度问题，并就如何运用通信技术解决该问题做简单论述。
关键词：煤矿生产；通信技术；调度管理；应用分析
引言
在煤矿企业发展过程中，调度系统正常运作直接关系到煤矿产业的安全生产。煤矿企业具有不同于其它行业的性质，所以煤矿生产过程中几乎都存在调度部门，主要协调煤矿生产过程、收集井下环境情况信息与传递及对突发事件做出应急措施等。目前信息技术应用范围广泛并且发展较迅速，从而使煤矿行业调度管理工作更加完善。通信技术作为煤矿生产调度管理系统中重要的一部分，它的技术发展直接影响煤矿生产的安全度[1]。
1煤矿生产调度管理系统的应用现状
目前中国煤矿生产条件比较差，煤矿从业人员专业基础与专业技能不同，在实际煤矿管理工作中，调度管理人员综合素质较低，往往不能根据专业知识实施工作，而只是依据日常经验操作，导致安全事故频繁发生。目前中国煤矿生产过程中，收集数据之后并不能有效分析信息，导致数据信息丢失，无法及时指导施工过程。为提高煤矿生产安全，必须加强煤矿调度信息管理系统建设。通信技术能够有效收集煤矿井下或其它工作过程中各方面信息、整理分析并与其它部门分享，从而达到协调、组织的功能，增加煤矿产业效益。在计算机发展过程中，煤矿生产调度管理系统也在进一步改革。在调度系统发展的前期阶段主要是单机管理系统，在单机管理阶段主要以表格形式收集信息，使用AutoCAD软件对设备等进行图纸设计，并且可以进一步扫描图片从而达到信息储存的目的。在这个过程中，单机管理系统不能够及时处理最新信息，并且信息保存也不完整。煤矿井下工作必须根据有效信息进行施工，只有这样才能够减少安全事故的发生。后期阶段发展主要是网络管理，作用主要是针对煤矿生产过程中的数据、文件等及时调度管理，网络拓扑如图1所示。
2煤矿井下调度管理存在的问题
目前煤矿企业调度过程中主要存在几方面问题：工作效率低、信息统计功能不完善、报表与调度台账无法及时核对、无法实现动态查看，本文从这几方面介绍煤矿井下调度管理中的问题[2]。
2.1调度系统工作效率低
煤矿生产调度过程发展是一个缓慢的过程，目前煤矿企业调度管理系统工作效率仍然比较低。煤矿生产调度系统由于技术操作不完善，企业不能够将现代网络技术应用在生产过程中，所以生产过程信息不能及时被应用，导致数据不能被集中，而且还可能出现信息记录错误。在实际煤矿生产过程，煤矿调度过程中由于参与工作的部门的单一性，不能够及时有效整理调度信息，而且无法实现信息资源共享，从而降低了调度系统的工作效率。
2.2信息统计功能不完善
由于煤矿井下工作环境特殊，调度管理人员更应该做好信息及时统计工作。在实际煤矿工作中，调度信息不能集中处理、无法及时共享信息，导致相关工作人员对煤矿事故安全事件无法做出正确解决方案，从而直接影响煤矿工作的安全性。
2.3报表与调度台账无法及时核对
目前调度管理工作中虽然已完成了对数据的基本收集及处理，然而由于无法将信息技术应用在实际工作中，导致数据与调度台账无法及时核对，无法完成实际统计、组织和协调功能。科学分析解决煤矿生产过程中的问题主要取决于生产调度日报、井下生产状况、工作调度记录等多方面。
2.4动态查看功能无法实现
图形信息管理能够满足煤矿生产过程中实时监测，但是目前调度管理系统无法体现该功能。网络设备不完善，无法将实时动态图应用在煤矿井下安全生产过程中。调度信息管理系统设备技术落后，不能够满足现展对于数据处理的要求。
3建立基于TD-SCDMA无线通信的调度管理系统及优化
信息化成为现代化社会发展的象征，计算机技术已普及在各个产业生产中，作为计算机网络中的重要组成成分的通信技术已被广泛应用。通信技术不再仅限于一个产业，它的发展带动各个行业的进步。网络信息处理方式由终端主机转变到服务器方式，对于数据信息的处理，也从单一封闭式转变为多元开放式，在调度管理系统发展过程中，也推动中国各产业进一步发展。为进一步推动煤矿井下工作顺利进行，必须要建立相应的通信技术管理系统，只有这样才能够在保证安全生产的状况下带动煤矿经济健康发展。将通信技术应用在煤矿生产调度管理系统中，能够协调好各部门的工作，规范煤矿生产过程，提高煤矿生产效率。
3.1通信技术在煤矿生产中的应用优化
在完善煤矿调度管理工作中，企业首先应了解目前国内外在调度管理系统工作方面的发展，积极研究先进的管理技术，然后针对自身企业特点及生产过程具体分析，采用科学合理的信息调度管理系统，提高企业生产效率。根据现代的信息化技术，采用TD-SCDMA无线通信技术，将煤矿企业信息传播与语音、视频等结合在一起。通信技术与调度管理信息系统相结合，有利于人员了解煤矿井下工作环境，并能够及时有效指挥现场情况。煤矿生产中使用的通信技术TD-SCDMA，它的发展应用基于3G移动互联网、光纤网络、物联网等信息化技术。在煤矿应用过程中，TD-SCDMA应该在系统容量、网络复杂度等方面优化。系统容量减少后，各个部分可以在同一个设备中完成各自功能，实现集中调度信息处理[3]。
3.2调度管理系统与TD-SCDMA矿用无线通信的特点
在施工过程中，系统利用先进的软硬件技术和电信工程设计，建成TD-SCDMA无线专网，可以实现井上和井下3G移动，以保障在发生意外时能够及时更换设备等，使煤矿施工能够顺利进行；相关管理人员能够利用先进的无线设备进行信息交流，利用信息收集和分析功能达到即时通讯的目的，保障信息资源共享，有利于管理人员指挥煤矿施工各阶段；利用调度管理系统能够实现资源合理分配，根据煤矿生产过程中的实际生产情况合理分配劳动力；能够有效储存数据，有利于查询收集到的数据；系统可以对各用户进行多点漫游转接；通过建立完善多网调度系统，能够对用户进行多级管理[4]。
3.3煤矿井下通信技术的基站设计
TD-SCDMA3G通信系统在煤矿调度管理中安装完成后，要不断进行测试及优化，使其能够在煤矿生产过程中发挥实际功能。针对煤矿通信技术的发展，主要考虑TD-SCDMA3G核心网络系统、3G基站在井下环境的应用设计及网络技术等方面的优化发展。3G移动通信系统和地面信息运营结合在一起，形成调度信息管理系统核心部分，在进行井下通信技术应用过程中，应该注意对通信技术基地的科学合理建设。井下工作环境恶劣，为保障施工安全，所使用的通信技术设备和其它设备都要符合国家规定安装使用标准。在煤矿行业发展过程中，调度管理系统是整个煤矿安全生产过程的指挥中心。调度管理系统将各个部分的信息集合在一起，利用现代化的信息技术进行处理分析。目前阶段煤矿行业发展中仍然存在一些问题，应该不断更新及完善调度管理系统，将先进的科学技术应用到实际生产中。快速发展的通信技术带动了煤矿产业安全发展，提高生产效率。
4结语
网络信息化煤矿管理系统已成为煤矿发展的必然趋势。为保障煤矿井下生产的安全性，必须要建立、完善煤矿生产调度管理信息系统，只有这样才能够将信息系统真正运用在实际生产中，提高生产效率。针对目前中国煤矿生产现状及问题，相关人员需要完善调度管理信息系统。通信技术在提高生产安全性的同时也能够提高煤矿生产工作效率，利用无线技术，能够延长系统使用寿命，能够更好地做好各系统间的协调工作，从而为煤矿工作生产提供最大的安全保障。
作者：郭延玲 单位：霍州煤电集团有限责任公司辛置煤矿
摘要：在煤矿安全生产过程中，多种信息化监控软件，例如煤矿安全生产监控系统，人员定位系统、紧急避险系统等，都通过有线、无线等多种方式，与矿井多种传感器进行数据通信，获取传感器数据，判断安全生产环境或获取生产数据。在这些系统中，无论是哪种形式的网络链路，都存在通信控制功能。对此，从各种应用系统的实际需求出发，通过设计命令池及控制流程，研究设计了一种广范应用于煤矿各类监控系统的通信控制组件，极大地缩短了各产品的开发周期，提高了开发效率和产品的稳定性、可靠性。通信控制组件设计在多个系统中已得到广泛应用，经长期运行实践，验证了软件的可靠性和稳定性。
关键词：煤矿安全生产；通信控制组件；订阅
作者简介：张羽(1980－)，女，工程师。现主要从事煤矿安全管理系统的研究工作
0引言
以煤矿安全避险六大系统为首的安全生产系统是避免或减少瓦斯、火灾等重特大事故发生，应急救援和紧急避险的有效措施［1］。这类生产系统均是通过对煤矿井下各传感器数据的采集，实时监测或预测生产环境(包括人员位置)。通信过程的控制，包括命令发送、等待响应、命令接收、是否需要重发等，是确保通信数据稳定和可靠的重要过程。本文研究了一种可广泛应用于煤矿安全生产中的通信组件，通过设置参数和调用接口，能满足不同的应用场景的需求，有效缩短了各业务系统的开发周期，集中力量进行组件维护，能有效提高组件的可靠性和稳定性。
1通信控制组件的设计
通信控制组件设计了消息队列来管理命令，并设计了一套通信流程，按照不同业务系统赋予的命令的特性进行整个通信过程。
1．1整体设计
通信控制组件的整体数据流设计。各业务系统通过调用接口，向组件消息队列命令，通信控制模块获取消息队列中的命令进行单次通信过程，并将接受数据返回给业务系统，并不断循环此过程。在通信控制组件中，管理的对象是命令，本组件采用消息队列来管理命令。队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递，如果发送消息时接收者不可用，消息队列会保留消息，直到可以成功地传递它。消息队列一般按照先进先出的原则进行消息的传递，消息传递完毕后即被及时销毁。对于该组件的应用场景，因为一些特殊命令例如巡检命令，必须滞留在组件内部进行循环发送，故设计了一种可满足命令的存取、持久化、排序、销毁等一系列功能的消息队列。队列持久化到本地，可保证队列中的命令在组件重启时不丢失。队列可以按照命令的设备标签采用冒泡法排序。队列采用指针记录当前命令发送位置，当遇到优先级别高的命令插包后，可以快速恢复到原来位置继续发送。
1．2组件功能设计
通信控制组件的系统功能如图2所示，组件功能主要有消息队列、通信过程控制及对外接口组成。消息队列包括命令生命周期管理，优先级别管理。通信过程控制模块主要包括通信通道维护和单次通信过程管理。对外接口则负责接收命令、和接收通信数据以及应答数据的反馈。组件内部设计的消息队列，用于处理业务系统中复杂多样化的通信命令，例如巡检命令、心跳命令、握手命令、控制命令等。通信过程控制模块则专注于单次的通信过程控制，从命令发送、等待、接收数据、是否超时，是否需要重发等过程。组件内部业务分工明确，有效提高了组件的处理效率。
2关键技术
组件如何与各业务系统采用松耦合的方式进行通信，即只需要把消息传递，而无须理会对方是否收到，降低了组件和业务系统的依赖，不会互相干扰而造成系统奔溃。订阅是具有异步的、多点通信的特点［2］，可以高效并且可靠的在分布式组件直接传输信息。组件的设计采用订阅模式，向各个业务系统提供接口，用于应答的反馈。订阅是指用户可以订阅订阅系统中感兴趣的信息，在订阅系统中主要有消息者、消息订阅者和订阅服务器［3］。各业务系统(订阅者)首先向/订阅中间件注册一个订阅条件，当通信控制过程(者)把接收到的数据发送到服务器，服务器根据订阅条件与消息进行匹配比较，把消息发送给符合订阅条件的各业务系统(订阅者)。
3关键流程设计
通信控制组件的关键流程有通信主流程和单次通信管理流程。
3．1通信管理主体
通信管理主体是整个通信控制组件的主流程，负责循环的对消息队列中的命令进行通信的，此流程主要保证消息队列中的命令按照优先级别、用户制定顺序进行准确无误的发送。通信管理主体启动通信后，获取当前命令包的第一条命令，记录当前位置，判断是否有优先级别更高的命令和是否允许被插包后，进行当前命令的发送，并销毁发送后的命令，根据当前位置获取下一个命令进行发送流程。在一些应用场景下，由于通信协议的限定［4］，一条完整的命令需要被分成2～3次进行发送，故命令池中的命令包设计成命令队列的形式。在命令队列中，当遇到优先级别较高的命令时，需要判断是否允许被插包。命令发送完毕后也需要判断是否销毁，类似一些控制命令只发送一次，就需要被销毁。而普通的巡检命令因需要循环发送，因此不需要被销毁。
3．2单次通信管理流程
单次通信管理流程是对单一命令的通信过程的管理。通过计算理论等待时间，在该时间段内，接收到期望的数据，则返回给上层应用系统，例如串口通信时，理论等待时间计算公式为：(发送命令的字节数+期望接收的字节数+2)×11×1000/当前通信速率)+当前命令等待偏移量。在理论等待时间后未接收完毕，则根据需要重发。接收完毕后将数据返回给上层应用程序。
4应用说明
其他业务系统在使用通信控制组件时，需要首先添加本组件引用，定义通道参数并初始化通道，订阅数据发送、接收、无响应等事件，向消息队列增加命令包后即可启动通信过程，通信控制组件接收数据或者判断无响应后，将结果给业务系统，业务系统再进行后续工作的处理。对于业务系统来说，只需要将命令包组织并添加成功，并启动通信过程即可，不需要管理其中复杂的通信过程。业务系统可以专心处理其他业务例如界面查询、报表打印等。在命令包的组织过程中，心跳和巡检命令为最常用的命令。心跳命令为检测网络上设备是否存在，类似于心跳的命令，一般起辅助作用。这种命令的特性是一发一收，收到即说明设备存在，没收到即说明设备掉线。心跳命令将自动销毁标志置为TRUE，发送完毕后自动销毁。巡检命令为常规命令，定时或者循环向设备获取数据，一般是依据设备的编号，循环发送。巡检命令将自动销毁标志置为False，在命令队列中循环发送，若想按照设备标签顺序进行巡检命令，每次新增命令的时候，调用排序接口，将命令包排序。其他命令例如控制命令，可将优先级别设置成最高，这样保证当系统需要发送设备控制命令时，能即时发送。对于电子显示牌命令，要求以最后一次发出的命令为准，即对于同一地址来说，如果有多条命令，仅发送最后一次的命令，将电子显示牌的优先级别设置为最低，命令包参数中的自动替换标志设置成TRUE即可实现。
5结语
通信控制组件已经开发完成并通过测试，并用于井下物流管理系统、井下信息系统等监控系统的开发，有效地降低了软件开发的工作量，缩短了软件的开发周期。上述系统在开发周期上有效的缩短了3个人月的开发和测试时间。测试结果表明，通信控制组件在压力测试下能7天无故障运行，通信完成率为100%。以上系统在成庄煤矿、口孜东煤矿、阳煤一矿等现场进行了应用，长期运行中验证了软件的可靠性、稳定性。
作者：张羽 单位：天地( 常州) 自动化股份有限公司
一、3G通信
3G通信技术的出现推动了煤矿无线通信技术的发展与应用，因为它进一步的提高了数字传输功能，对于煤矿之前所使用的无线通信系统而言，3G无线通信技术所覆盖的业务范围更广阔。目前，煤矿使用的3G无线通信系统在覆盖结构上可以分为分布基站和微微蜂窝。所以，煤矿使用的3G无线通信系统可以通过接口与矿井调度电话、行政电话互相通话，具有组呼、群呼等功能，其中也包括进行可视电话的通信。3G通信系统不仅有先进的技术与完备的功能，而且还有巨大的产业链，具体表现在：职场的商家较多；技术与产品可靠；产品较多，可对其转化为煤矿使用；有明确的发展方向；得到了政府的支持。即使3G无线通信功能强大，但是在无线数字宽带上有一定的局限性，对于工业电视而言，它是需要高宽带的系统，因此在设备集控与瓦斯监测方面得不到满足，3G也就不能替代wifi无线通信的能力。
二、无线通信技术的特点
为了改变前期煤矿通信系统的不足，现阶段国家提倡全程实现无线通信系统，利用无线通信系统实现煤矿信号的稳定传输。从使用无线通信的情况来看，煤矿使用无线通信技术的特点包括以下两个方面：1、高效。信号传输的效率较低是煤矿通信的常见问题，因为煤矿井下的复杂环境干扰了通信信号的传输效率，引起传输效率较慢。使用无线通信系统后，煤矿的内部信号传输就会得到全面的提升，信号的传递速率就会加快[2]。2、稳定。无线通信系统能记录煤矿的调度指挥过程的语音信息，是煤矿调度指挥的主要设备。无线通信所记录的语音信息，可以作为监督调度、事故发生分析的依据，因此无线通信系统具有稳定性。目前的无线通信系统都具有该特点，对于外界的干扰可选择最优的线路传输，增强了信号的稳定性。
三、发展
3.1构建设计煤矿的无线通信系统构建矿井高速光网络干线上的子系统，是为了不受煤矿井下复杂环境和无线传输特性的局限,这种构建设计具有优化组合的特点，但要对新煤矿和老煤矿的通信系统的构建设计进行区别对待，在此基础上本着技术改造、充分利用的原则，在技术、投资等方面找到最优的解决方法。线路负载、高压耦合等因素造成载频通信的不稳定，为了此问题的发生，该系统编程无线数据的耦合通道。因为最早的无线通信系统是泄露通信系统,因此，它没有任何的通信功能优势，但是泄露电缆的技术是成为无线通信系统的主要组成，尤其是在煤矿下的小面积通道及在一些特殊的环境下，可以作为天线使用，有着极大的影响。可以通过PHS(小灵通）、CDMA（码分多址）、WIFI（无线保真）这三种无线通信系统的技术特点进行比较，如表1所示：3.2方向随着社会的进步，我国的煤炭信息化水平逐渐完善，煤矿无线通信技术的使用也在不断的提高。从小灵通技术，无线保真技术到现在的3G与4G技术。将来的煤矿无线通信系统中，语音通信必须是具有较高的质量，但这只是煤矿信息化处理的一方面。随着4G信号的到来，井下视频监控、数据采集、信息、视频会议等都会出现在无线通信系统平台上。4G技术的发展为将来的煤矿无线通信系统做出了巨大的贡献，将是煤矿未来信息化的重要平台。此外，将来的无线保真通信系统会与无线局域网标准结合,使无线传输速率达到128Mbps以上，无线局域网标准是使用正交频分复用调制的技术与多入多出的技术，构成MIMO-OFDM通信系统；天线与无线电等技术，可以在一定程度上提升无线保真的性能；天线与传输系统的改进会加大无线通信系统的传输距离[3]。
四、结语
煤矿通信技术的不断发展与进步，为煤矿的生产提供了很多的方便与好处。煤矿通信系统在未来的发展中，传输能力会更强、覆盖范围会更广、使用功能更多。目前使用3G无线的用户较多，虽然其通信功能强大，但是在无线数字宽带上有一定的局限性，对于工业电视而言，它是需要高宽带的系统，因此在设备集控与瓦斯监测方面得不到满足，3G也就不能替代wifi无线通信的能力。
作者：张增平
分站模块的建立
移动通信系统具有良好的信息传输性能，不但高带宽，而且通讯质量好、可承载话音、数据、视频的多业务，在一个平台之下处理各种数据信息，满足目前井下人员定位、视频监控、工业以太网与工业控制网络互联的生产、管理与应急救援需求。分站的冗余以太网模块是千兆以太网模块，具有多环冗余功能，无线数据传输中的工作频段为2.4GHz，使用Wi-Fi接入点模块。分站还包括有同样工作频段的射频识别读卡器模块，双串口服务器模块和IP-PBX模块，即使整个数据网络出现问题依然可以实现信息通信功能。井下传输分站安装有不间断电源模块，在停电或临时断电突发事件情况下依旧可以正常工作。井下无线传输分站是移动通信系统的技术核心部分，负责所有音频视频等一系列的信号传输。在井下设置这些分站进行工作必须综合考虑各方面的因素，例如体积、重量、防爆性能等等一系列因素。每个分站当中都包含很多的功能模块，全部安装在隔爆壳内，采用隔爆兼本质安全的形式。信号传输分站能够显示整个分站各个设备的工作状态，包括电源、端口、各模块功能等等。主要是为了所有数据信号的传输，主要实现手机和井上调度台之间、手机与手机之间的信息通信。独特的IP语音交换功能，即便整个移动通信系统在脱网情况，分站也可以继续工作，保证接入的手机之间的语音交换功能。在系统通信发生故障时，分站能够对所有的数据进行存储，这里面最主要的是人员定位信息，待系统恢复正常时能及时上传回主机。每个分站都设置不间断备用电源，保证移动通信系统即使在发生电源故障时的仍能稳定工作。
调度台模块的建立矿井生产调度
通信是实现煤矿井下安全生产调度的主要工具。实现调度通信的载体--调度台应集调度、人员定位、存储查询、显示、录音和电源保护及自动切换等多种功能于一身，实现矿井生产调度员全方位监控通信系统内的任何一部电话（包括扩音电话、移动电话等），不受被叫摘机、占线等限制，有利于保障生产的顺利进行。矿井的开采是在环境极其恶劣的情况下进行的，工作区域小，湿度大，照明很多时候都不足，另外还有很多的不安全因素，例如瓦斯、顶板事故等等。这就要求开采人员之间必须紧密配合，团结合作，信息传递也要准确及时。在地面上的生产调度人员及时协调好生产中出现的问题，既要满足生产，又要保障人身安全，做好生产、指挥、管理等方面的通信工作。调度模块能够实现无阻塞呼叫保证调度通信畅通无阻；能接收内部用户的紧急呼叫，优先处理并自动录音；处理多路呼叫，而互不干扰；地面用户通过调度台可以呼叫井下的用户；反之，井下用户可以通过调度台呼叫地面的电话。调度时调度员可退出或插入；可通过设置值班话机（有线电话或移动电话），由值班话机应答呼叫调度的电话并完成转接。
通信终端模块的建立
作为井下的移动通信终端，手机应具有拨号、通话、显示、查询、存储和定位等主要功能，目前井下移动通讯终端功能单一、信道窄、传输距离短、抗干扰能力差。终端手机的设计可全面解决这一系列问题。通讯模式具有无线以太网单模或GSM与无线以太网双模，集话音、短信、网络浏览与下载、图片与视频播放、拍照与摄像功能于一身。终端定位的本质安全型无线以太网移动通信终端，为在井下工作移动通讯、人员定位、应急救援提供良好的条件。本安全型无线以太网移动通信终端满足井下爆炸性气体环境用电气设备安全技术要求，按相应的通信模式进行I/O编码输入到射频前端电路最终馈入到天线，由天线将信号向空间辐射输出；最终通过模拟电路部分转换出话音信号，传递给收听者。终端采用多模式处理器实现GSM与无线以太网的双模通讯，工作频段为2.4GHz，终端的中央处理器采用OMPA730处理器芯片实现。基带处理器采用TWL3016处理器芯片实现。采用锰酸锂材料做电池芯，采用电阻或恒流二极管串联作为保护电路。井下移动通信系统的模块化建立为井下的实时通信提供了便利，最大程度上满足了井下生产的实际需求。该通信系统模块具有端口丰富、信号稳定、覆盖面广等特点，适合在全国各大煤矿企业推广。
作者：钱彬 韩凌玲 单位：河北能源职业技术学院
煤矿井下通信系统是矿井安全防护及生产调度必不可少的设施，是矿井信息化和安全生产管理的重要组成部分。将无线通信系统技术应用于煤矿企业，提高井下无线通信水平，加快井下通信发展步伐，为煤矿安全生产、提高生产效率、提高企业的管理水平搭建起有效的信息平台，成为煤矿无线通信发展的重要任务。由于井下环境差，巷道分布多，干扰信号源多，对无线的发展障碍比较大，早期我国井下通信主要为有线方式。随着无线通信技术的日新月异，煤矿井下无线通信技术也得到了迅速发展。煤矿无线通信主要有以下方式：
1 超低频透地通信
超低频透地通信系统是以大地为电磁波传播媒介、无线电波穿透大地的无线电通信方式。主要产品是澳大利亚开发的PED 井下无线通信与急救系统，90 年代进入我国煤炭领域。该系统主要应用于井下急救，即在紧急情况发生、其它通信方式完全中断时，通过 PED 系统发射系统，使其超低频信号穿透岩层到达井下任何位置，迅速有效地与井下人员通信。该系统可靠性高，但缺点是信道容量小，不能用于语音等需要较大信道容量的通信，只能用于传呼、简单遥控等，而且电磁干扰大，特别是 50 Hz 工频干扰对特低频透地通信干扰严重。另外，透地通信系统需要在地面架设长达数千米的天线，限制了该方法的应用。
2 中频感应通信
中频感应通信系统借助专用感应线，利用无线电波感应场引导电磁波传输，频率选择在中低频。主要产品是南非的 RB2000，90 年代末进入我国煤炭领域。该系统投资费用低，小范围内信道稳定，设备携带方便，采用中低频感应操作，可在井下恶劣环境中锁定最佳的通信波段，输出高强度信号；系统采用导频抑噪技术，在噪音较高的电磁环境中使用且通话效果十分清晰。但缺点是靠近感应体通信效果好，稍远离感应体信道不稳定，感应通信受受巷道内导体影响较大，信道性能不稳定，通信距离一般不大于2m ，信道容量小，电磁干扰强。
3 漏泄通信
漏泄通信系统利用漏泄电缆的漏泄原理实现矿井无线电通信，系统采用超高频进行无线通信。漏泄通信主要应用于90 年代，主要产品为加拿大的 FLEXCOM。该系统具有信道较稳定、电磁干扰较小等优点。但缺点是漏泄电缆上每隔350 m 需加 1 个中继器，使系统的可靠性变差，任一中继器和电缆故障将会造成该中继器以下的部分系统瘫痪。并且随着中继器的增加，噪音易累加，信号容易失真。系统的各个通道指定用于固定的设备，信道利用率不高。
4 PHS 通信
PHS又名无线市话 PAS，它基于成熟的城市无线PHS（小灵通）技术之上，采用微蜂窝技术，利用定向天线及全向天线，以无线方式接入固定电话网，依托固定电话网提供通信服务。矿井 PHS 通信系统由基站控制器、基站、局端设备、本安型手机、网管计算机等组成。PHS 通信系统从 2003 年进入煤炭领域，主要用于煤矿井上、井下语音通信及人员定位，具有安装简单，维护成本低，通话质量好的优点。但其无线信号的发射和接收受基站无线信号的传输距离及井下巷道状况的限制。随着公网小灵通的退市，PHS 通信系统的发展已停滞。
5 CDMA 通信
矿用 CDMA（大灵通） 通信系统是基于地面成熟的CDMA技术的产品，它属于大蜂窝通信体制，采用定向天线、全向天线及泄漏电缆 3 种井下覆盖方式，主要由地面机柜、基站控制器、基站、无线耦合器、无线功分器、漏泄电缆、本安手机等组成。矿用 CDMA（大灵通）通信系统从2008 年进入煤炭领域，系统单基站业务信道多、语音通话质量好、组网通信规范严格、移动切换呼通率高，具有信号稳定，移动性好，抗干扰能力强，支持无线高速分组数据业务，对巷道状况要求低等优点。但缺点是系统占用设备较多，安装、维护繁琐，造假较高，但是它存在着功能单一、协议标准化差、抗灾变能力差的缺点。
6 WIFI 通信
矿用 WIFI无线通信系统采用无线微蜂窝覆盖技术和WIFI移动通信技术，实现了基于千兆环网的定位、语音通信及监测信息的无线综合传输。该系统由 IP PBX软交换设备、网关设备、矿用无线通信基站、WIFI 手机、直流稳压电源组成。WIFI无线通信系统采用集中式管理，分布式组网架构，造价低，具有强大的移动性，能够适应各类调度终端，语音系统容量大，可以实现综合数据业务的扩展。但其缺点是WIFI 手机跨基站断话和大规模组网能力差，多用户同时通话时语音严重滞后，甚至影响呼叫，语音传输技术采用有损压缩算法，通话质量失真，快速移动通信时会严重影响通信距离。所以，该技术作为矿井无线通信与生产调度应用，其市场狭窄。但由于 WIFI具有宽带数据接入和以太网传输的强大功能，因此，把它作为煤矿综合自动化监控数据传输、光纤环网对接和多网合一的网关设备应用，是较好的宽带数据通讯解决方案，是当前煤矿无线通信的主流技术。
7 XGP（新一代 PHS）
XGP是全球第四代移动通信的技术平台之一，XGP技术综合了传统矿井小灵通移动语音组网通信质量好和WIFI宽带数据接入传输能力强的优势，实现了语音视频数据的并网传输。XGP 系统中的基站、基站控制器和移动交换机全部依赖以太网平台传输，可直接与井下光纤环网无缝对接，实现了全网一体化统一通信，组网能力强，语音通话质量好，支持手机主动精确定位，定位精度可达20米。XGP 技术最大的亮点是国内首创支持基于手机平台操作的移动指挥调度，是真正意义上的移动生产调度系统。从矿井无线通讯技术与市场长期发展演变的角度看，XGP无论从技术标准性、开放性、继承性，产品成熟性、可靠性、实用性等方面综合分析，应成为时下煤矿无线通信领域的最主流解决方案选择。
总之，当前煤矿无线通信系统基本能满足矿井无线通信的要求，但是，随着煤矿生产自动化和信息化程度的提高，传统的数据和语音通信，必将不能满足煤矿安全生产和无线可视多媒体服务的需要。这就需要采用全新的网络结构及全新的无线传输理论与技术，构建矿井宽带化综合通信系统，实现井下各种有线和无线监视、监测、语音信息的传输。
无线通信技术早期应用于社会通信行业，主要是为了满足用户之间的通信需要，保证信息传递的稳定进行。与传统的有线通信相比，无线通信技术不仅摆脱了传输电缆的约束，在通信范围上也有了很大的扩展，实现了远距离的信息传输功能。煤矿开采是我国国民经济中的主要产业，在开采阶段必须要构建综合性的通信功能，这样才能实现矿井内外的持续通信。
1煤矿开采的现状和不足
（1）煤矿开采存在安全问题。近几年来，各地关于煤矿开采的事故报道层出不穷，让群众对于煤矿开采的安全措施产生很大的质疑。众所周知，煤矿开采事故产生的主要原因包括瓦斯泄露、缺氧、明火爆炸、漏电漏水等，既造成了严重的人身伤亡，也带来了巨大的经济损失。除了人为管理的疏忽，科学技术的滞后也是造成连续不断事故产生的主要原因之一，因为很多事故正是由于矿井通讯设备的不完善，不能够在第一时间接收信息及时进行援助，导致矿工被困，缺氧而亡。对于煤矿开采这种高危作业，保持密切有效的联系是保证工程顺利和人身安全的必要措施。
（2）煤矿开采存在环境问题。煤矿作为不可再生能源，其开采和利用有一定的条件和限制，包括它的开采环境和开采深度等。不合理的开采很容易导致地表下沉，产生房屋塌陷、渗水，植被破坏荒芜等环境问题，严重影响附近居民的生活和生产，给经济和环境带来不可估量的损失。因此，依靠科学技术来判断矿产的开采可行性、确定采留比例、衡量环境破坏率是实现煤矿开采合理有效的重要保障。
（3）煤矿开采存在监督问题。煤矿开采不仅要考虑到开采的技术和方法，还要实时监控矿井的风向、瓦斯体积分数、电力设备和顶板承受能力，而现在大多数煤矿对于安全措施的监督仅仅局限于人为提醒和巡视，容易造成疏漏和不精准的判断。煤矿企业在开采资源过程中，将重点局限于煤矿资源的产量质量，并没有做好相关技术的调控运用，导致整个开采过程因缺乏监督体制而出现质量问题，破坏了原先设计的煤矿生产模式。
2无线通信技术用于煤矿开采的优势
（1）提高工作效率，降低生产成本。随着无线电通信的发展和普及，其成本也大大降低，煤矿开采中使用无线电通信也相应地节省了资金，减少投资，降低生产成本[1]。另一方面，无线通信技术的使用可以使操作简单化、方便化，通过创建标准的通信模式传递信息（如图1）。能够在最短的时间内完成工作任务，提高工作效率，获得较高的利润，真正实现低投入、高收入的经济发展目标。（2）提高运作安全，保障人身安全。煤矿开采中无线通信技术的使用其最大的优势就是提高了采矿工作的安全性；能够保证工作现场和外界密切的联系，能够在第一时间互通有无，保障工人的人身安全。
（3）提高领导效率，优化企业管理。无线通信技术的使用在一定程度上可以实现非现场操控，领导在办公室就可以通过网络掌握工作进度，了解工作状况，及时进行派遣和指挥[2]。应用无线通信技术，煤矿企业可以加强多方面的生产管理及引导，加快提高了领导层次的管理水平，真正实现管理一体化，帮助煤矿企业在生产期间创造更大的经济效益。
（4）保障作业质量，实现绿色环保。煤矿开采中应用无线通信技术可以方便管理和加强联络；应用传感器技术可以准确探测到矿井内的瓦斯体积分数；利用类似波导的物质进行探测，可以避免矿井内因金属而产生的导电和绳索冗长等带来的不便。从安全角度考虑，无线通信技术推广之后，煤矿开采作业能够处于一个相对安全稳定的生产环节。
3无线通信技术存在的不足和改进措施
（1）操作不规范，技术不纯熟。由于从事煤矿开采的工人通常都是年龄较大、文化程度较低的中年人，对于从人工作业到机械作业的转变需要一定的适应阶段和学习过程，而他们对于电脑技术的操作学习接受能力比较慢，学习不全面，也可能导致操作失误和延缓工期。因此要对工作人员进行系统、全面的电脑技术培训，保证无线电通新设备的顺畅使用。在操作过程中必须要实施有效的操作流程，从各个角度考虑通信设备的持续运行。
（2）技术发展不完善，通信技术有限制。无线通信技术的发展虽然越发成熟，覆盖面越来越广泛，但依然存在着局限性，受到通讯距离、发射功率和工控环境、天气等各种因素的影响，无线信号会受到不同程度的干扰，从而影响到煤矿开采的进度和管理。鉴于此处，一方面要求国家和政府积极支持和鼓励无线通信技术的开发和研究，促进无线通信技术的发展；另一方面，煤矿开采要依据工程的实际情况选择合适先进的通信技术和工具，尽量保证通信质量。
（3）人工无线监控相配合，实现双管齐下。实时监控对于煤矿开采具有举足轻重的作用，无线通信技术的使用可以使监控管理更方便，但是也不是万无一失，不能够面面俱到，一旦出现网络故障，监控中断很容易造成信息的滞留和错误。因此，要把人为监控和无线监控两者结合起来，添漏补缺，保证信息的及时性和有效性[3]。通过对无线通信设备运行的实时监测，可以及时发现通信设备的故障问题，创造良好的无线通信规划技术。
4煤矿开采技术的革新趋势
（1）自动操控技术。煤矿企业可以利用计算机创建自动化操控技术，如：美国煤矿开采利用计算机具备的数据采集、处理、决策、贮存、传输、通讯、管理等功能，对煤矿开采设备智能化控制[4]。一些倡导环境保护的国家煤矿生产时，利用自动操控技术配备了相应的洗煤工艺，对原始煤矿资源进行全面筛选，选择适合生产需求的控制技术。
（2）导向钻井技术。煤矿开采前期需要进行一系列的测量工作，早期传统的方法是有线测量，增加了煤矿开采区域的勘测难度。导向钻井技术中引进了无线测量的方法，同时实现了数据信息的无线传输，随钻测量及导向钻井技术是煤矿行业技术改革的代表。
（3）智能开采技术。目前，发达国家使用智能开采技术实现了井下智能生产，且利用计算机网络实现数据的自动化传输，一般传输速率达104bps,105bps和106bps[5]。智能开采的核心技术在于分布式传感器，把传感器与微处理器组合起来，在通过传输线缆把井下数据传输给钻井上控制中心，其信息传递流程如图2所示。
（4）数据挖掘技术。数据挖掘是计算机信息自动处理中常用的技术，其能够将煤矿企业数据库资源综合调配运行，根据产量分析的情况指导现实生产。煤矿企业在生产期间创建了诸多生产模式，不仅方便了企业的油井开采作业，对油井产量分析起到了辅助作用。
5结论
总之，无线通信技术作为新世纪科学发展技术的结晶，其成本低廉、使用方便、覆盖范围广阔等优势决定了其在重工业领域发展的必然趋势。作为煤矿企业，在实际生产作业期间要控制好各个环节的生产，同时采用先进的通信技术辅助作业；要结合煤矿开采的具体情况，充分利用无线通信技术的发展优势，最终实现煤矿开采高效、经济、可持续发展的目标。
1概述
2004年，伴随着哈尔滨市煤矿瓦斯信息系统的建立，哈尔滨市所属煤矿的高瓦斯矿井全部装备了瓦斯监测子系统，采用四层联网模式，运用计算机网络对全市煤矿的瓦斯、通风来实行全方位数字化远程监控，及时发现和消除事故隐患，这就较好的控制了瓦斯爆炸事故的发生。但是随着科技发展和进步有线网络监控在监控领域的弊端逐渐显现，组网成本高、可扩充性差，受场地限制大等因素束缚矿井层级的监控工作。本文讨论无线技术在煤矿监控中的应用，期望进一步优化矿井层级的监控系统方案。2无线技术及可靠性分析
2.1微波技术。
微波技术可分为模拟和数字两类，目前在国内得到广泛应用的微波技术是数字微波即多载波正交频分复用技术。这种技术具有信号质量好，传输不受障碍物的影响，延时小的优点，微波扩频通信一般接入速率为64K~2Mbps，使用频段为2.4G~2.4835GHz，该频段属于工业自由辐射频段，也是国内目前唯一不需要无委会批准的自由频段，但是微波传输距离有限，系统容量教小，在有限区域内多个终端之间会存在相互干扰，导致信号质量衰损严重。同时采用微波技术的无线监控系统是完全开放的，不具备安全性。如果不考虑安全性，在小范围内无线监控应用中具有明显的优势，因此微波监控设备得到了较多的应用。
2.2宽带无线技术。宽带无线技术代表了宽带技术的一种新的不可忽视的发展趋势，具有建网开通快、维护简单、用户较密时成本低等特点，主要有WiF（i802.11b标准）和WiMAX（全球微波互联接入）两种。WiFi具有以下优势：信号半径可达100米左右，可满足楼间联网；传输速度快，可达到11Mbps，厂商进入该领域的门槛比较低，厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。WiFi是目前无线监控中被应用最多的无线技术。
WiMAX具有更远的传输距离，其能够实现50公里的无线信号传输距离，网络覆盖面积是3G（TD-SCDMA）发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖；提供更高速的宽带接入，能提供的最高接入速度为70M，是3G（TD-SCDMA）所能提供的宽带速度的30倍；作为一种无线城域网技术，它可以将WiFi热点连接到互联网中，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展；提供电信级多媒体通信服务等优势。
2.3无线移动网络。
目前国内的无线移动网络监控主要应用CDMA和基于GSM的GPRS技术，它们的最大优势就是成本较低，具有较大的覆盖面，而CDMA由于其传输速度相对较快（实际应用中可达到70Kbps，比GPRS的20-30Kbps快得多）。不过，在目前，虽然CDMA的传输效果较好，但其覆盖面没有GPRS大，依然存在一定的劣势。基于公网的CDMA/GPRS技术，由于带宽限制，图像质量有限，即使采用多路捆绑技术，一般最多也只是达到CIF清晰度,难以胜任处理突发事件的应急处理。
3原理
经过以上分析，决定采用微波载频技术将工作面的有害气体浓度通过移动式传感器实时采集值通过无线方式传输到设置在工作面规定位置的监测系统和地面监控中心。
4解决方案
移动式瓦斯传感器采集瓦斯信号，经过微弱信号放大电路，A/D转换后由单片机存储管理其数据。传感器采用定时输出、无线发送方式。其核心电路由检测桥路、放大电路、单片机、5GHz发射电路组成。该传感器有两种供电模式，当装置放置在采煤机上时由采煤机电源转换后的直流电源供电；当由矿井工作人员便携时，则由矿灯电源供电。传感器将瓦斯信息从采掘点传输到矿井回风巷的端头。在回风巷端头设有瓦斯监控分站。
监控分站包括电力负荷控制和电子监控电路。监控分站的核心是嵌入式电路，该嵌入式电路外接5GHz的传输模块，实现无线信号的搜集与处理。当瓦斯超限时能够发出控制信号，该控制信号控制声光报警器发出报警信号，也可以控制工作面的供电系统，实施断电。该电路还能实现电力负荷的监测功能。遍布整个矿井的网络监控站的信息可以传到地面中心。地面中心的主要任务是实时显示各个监控点的瓦斯信息，供矿井调度实施生产指挥与调度。
该方案充分发挥微波无线技术优势，以单片机技术为载体，具有易实现，低成本，信号稳定，传输速度快等特点。本方案系统是可以工作在5GHz频段上的高速无线以太数字微波（WirelessEthernetBridge），支持点对点（PTP）和点对多点（PTMP）的网络结构，真正实现高性能、多功能平台的经济型方案。可以继续扩充无线接入以及骨干网连接功能。系统可通过编辑WEB界面进行友好的远程管理，易于安装维护。系统扩充后的空中速率高达54Mbps，提供高达26dBm输出功率。本方案系统可以增加自动设定无线频率通道，以及天线校准功能和自我诊断能力，可以有效解决无线网络安装中最困难的安装配置问题，使其安装和维护简便易行。由于5GHzU-NII/ISM频段系统是免许可证的频段，使得本系统具有先进的抗邻区（inter-cell）互扰能力。本方案系统具有双向自适应调制能力，能够在多种调制方法中依次调节无线链路质量，不仅优化了频谱利用率，还解决了既定网络环境下的信号衰减问题，从而保证了最高的数据吞吐量。
【摘要】
煤炭在能源消费结构中所占的比重最大，然而煤矿井下安全问题仍然是社会关注的重点。伴随着监控与通信技术的不断发展，通信及监控技术在煤矿井下安全生产中获得了广泛的应用，有利于提高煤矿井下的安全性，而且一些新的监控与通信技术也陆续得到开发与应用。
【关键词】
煤矿井下；安全生产；监控与通信技术；应用
煤炭是我国最主要的能源，而我国又是世界上的产煤大国，产煤量占世界比例已经超过了40%。然而近些年来，我国煤矿安全生产问题较为突出，死亡人数、事故数量等虽然都有所下降，但是与国际上的其他国家相比仍然有较大的差距。因此为了促进煤炭行业健康、可持续的发展，监控与通信技术发挥着不可替代的作用。
1当前监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用
1.1煤矿井下移动通信系统实际上煤矿井下对于移动通信的需求还是存在的，但是在煤矿井下无限传输衰减会非常大，发射的功率也会受到一定的限制，基于煤矿井下的这种通信情况，可以设置多基站移动通信系统，根据煤矿井下移动通信网络状况以及相关的性能要求，开发和使用在WIFI环境下煤矿井下的移动通信系统。这使得煤矿井下安全生产调度、避险以及抢险救灾发挥了巨大的作用。
1.2煤矿井下人员定位系统由于GPS信号没办法完全覆盖煤矿井下的巷道，针对这种情况在基于RSSI技术的基础上，来对煤矿井下人员进行实时、准确的定位。根据RSSI测距公式：RSSI=A-10nlg（d）（式中：P为当前RSSI；A为主从机1m距离时的RSSI；n：传播因子，与温度、湿度等相关；r：当前距离。）具体来说，RSSI技术是通过通信过程来实现的，所以需要主机传送数据信息到从机，不断的更新所测的距离。煤矿井下人员的定位系统是避免有外人进入到煤矿井下，在一定程度上能够实现合理的定员生产；同时也能及时处理煤矿井下安全事故的应急，降低事故发生率；另外还可以为考勤、调度工作提供系统支持，为安全生产提供了有力的保障。
1.3无人值班远程监控系统为了更好地控制煤矿井下定员，避免较多的人员在煤矿井下人员，从而避免或者减少一些安全事故的损失，研究和开发了无人值班远程监控系统，这种系统能够实现对煤矿井下机电硐室、水泵房等进行无需人员值守，直接进行远程的监控。在工作面有工作人员巡视的情况下，回采巷道的遥控技术也得到了应用，这对于煤矿井下的安全生产活动是非常重要的的，在一定程度上是对传统监控模式的突破，在远程的基础上实现了无人值班，即提高了煤矿生产的效率，又保证了煤矿井下安全生产活动的顺利开展。
2监控与通信技术在煤矿井下安全生产的应用发展
（1）基于物联网的矿用无线通信技术。为了能够更好地防止假冒机电设备被运用到煤矿安全生产中，为煤矿井下安全生产活动提供稳定有效的物资来源，可以考虑基于物联网的矿用无线通信技术。要知道在煤矿井下无限传输的衰减会较大，而且诶地面物联网技术的运用难以在煤矿井下得到实现，所以要根据煤矿井下的具体特性，对运用物联网技术：①对相关的矿用物联网信息数据进行编码、输送和整理；②设计和研究煤矿用车、煤矿机械设备、人员等多个动态目标和静态目标的管理控制系统；③针对部分工作人员和操作人员，例如瓦斯检查员、放炮员、水泵操作工等设计人机环闭锁系统；④关于矿用产品以及其他重大设备设计全程跟踪系统。伴随着现代科技和网络技术的不断创新，煤矿井下各类各类矿用产品、重大设备都需要借助基于物联网的矿用无线通信技术来实现，从而提高煤矿井下安全生产的工作效率和质量。
（2）煤矿井下人员准确定位技术。要知道煤矿井下是最易发生安全事故的场所，因此当事故发生时需要对煤矿井下进行定位，及时全面了解人员的状况，从而正确更好的救援效果。然而GPS全球定位系统是没办法覆盖到煤矿井下的各个巷道，而且当前煤矿井下人员的定位技术仍然采取无线射频识别技术、漏泄电榄技术等，能够对煤矿井下人员进行定位，从而更好地监控和管理煤矿井下的人员情况，对于煤矿井下安全生产工作相当重要。不过现行的这些系统还无法做到准确定位，难以满足灾后的相关救援工作。所以，务必要根据煤矿井下各个巷道的具体特点，更加深入的研究煤矿井下定位的网络状况以及相关算法，从而开发和研究更加精准的煤矿井下人员定位系统，提高煤矿井下安全生产工作的效率。
（3）煤矿井下生命探测技术。煤矿井下发生安全事故或者险灾后，生命探测装备能够更快地实施抢险救灾，提高了搜救的进度，从而尽可能地减少人员的伤亡率。煤矿井下的环境和条件较为复杂，一些关键的技术没办法在煤矿井下应用。为了能够更好地应对煤矿井下的特殊环境，需要开发和研究煤矿井下相关的生命搜救技术与定位技术。这种技术能够尽可能地穿透煤矿岩层，更好地了解和掌握煤矿井下人员的生命状况，通过生命探测技术，能够最大程度地降低煤矿井下事故伤亡率，真正地为煤矿井下安全生产提供人身保障。
（4）传感器全方位分布技术。为了能够对煤矿井下瓦斯浓度进行实时的检测，防止因为瓦斯浓度超标而引起的重大事故。需要在煤矿井下分布大量的传感器，这些针对瓦斯浓度检测的传感器并不会增多资金投入，反而分担了系统的工作量。所以在实际的系统运用中，可以依据煤矿井下煤矿采掘位置、通风状况、巷道风速、瓦斯分布和变化具体状况等，来设计和安置传感器的位置，主要考虑是否有吊挂位置、断电的具体浓度、警报临界值、复电的浓度等等，从而实现传感器全方位分布，确保煤矿井下工作的安全性，促使煤矿井下安全生产工作的顺利开展。
3结束语
实际上煤矿井下监控与通信技术是煤矿井下安全生产工作顺利开展的关键保障，在进行煤矿井下作业时，应当合理运用监控与通信技术，减少一些煤矿井下人员，避免不必要的安全事故发生。只有合理的应用监控与通信技术，使其在抢险救灾、事故调查、环境与条件监管方面发挥最大的效用。
作者：岑龙 单位：山西高河能源有限公司
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