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在國內(nèi)煤礦挖掘領域的持續(xù)進步的背景下，礦井挖掘深度及頻率也在持續(xù)提高，在煤炭生產(chǎn)產(chǎn)量的增加的情況下，相關的煤礦井下作業(yè)安全漏洞也日漸凸出。從現(xiàn)階段開采作業(yè)實際狀況來講，煤礦井下應急救援通信保障系統(tǒng)出現(xiàn)技術水平較低、相關煤礦機械陳舊等問題，在相當大的程度上影響了煤礦井下應急救援任務的推進。在當代信息技術的高速進步的條件下，無線通信科技也取得了跨越步的發(fā)展進步，一整套無線通信技術逐漸被相關工程人員應用到煤礦應急救援通信體系中，并且取得了顯著的成果。因此，本文綜合現(xiàn)階段礦井通信環(huán)境的使用現(xiàn)實狀況，綜合煤礦井下應急通信需要，以無線網(wǎng)格網(wǎng)絡為基礎研究出發(fā)點，規(guī)劃了根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信技術體系，在對于無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦應急救援通信體系的詳盡探討過程中使其更好的符合了煤礦井下救援過程對通信信號品質(zhì)的需求，提高了煤礦井下救援任務的執(zhí)行效率，最大限度地保護了有關工作者的生命財產(chǎn)安全。

一、無線網(wǎng)格網(wǎng)絡

在無線移動通信技術的高速進步的前提下，第四代移動通信科技逐步形成一定的規(guī)模及體系，在過往覆蓋面積廣泛、涉及全面的通信科技以外，短程無線通信科技也取得了飛速的進步，當中進步最為迅速的為無線網(wǎng)格網(wǎng)絡科技。該技術在實際使用過程中是一類具備多跳、自組織的新模式無線網(wǎng)絡構架。無線網(wǎng)格網(wǎng)絡通信技術與其他網(wǎng)絡通信對比的差別通常表現(xiàn)在拓撲構造及相關業(yè)務模式兩種層面。在實際使用過程中，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡可以與多類無線通信技術組合在一起構成一類多跳鏈路通信網(wǎng)絡。

二、煤礦井下挖掘應急通信技術現(xiàn)狀概述分析

煤礦井下挖掘應急通信技術一般指的是在煤礦井下安全事故出現(xiàn)以后，處在安全事故過程中的煤礦現(xiàn)場相關工作者、地上救援行動指揮部等多類相關部門間組成的一類暫時性通信網(wǎng)絡。在煤礦井下發(fā)生安全事故的情況下，為了實現(xiàn)防止安全事故范圍繼續(xù)擴大和防止安全事故的出現(xiàn)反復，事故發(fā)生以后必須第一時間關閉煤礦井下供電網(wǎng)絡。在關閉煤礦井下供電網(wǎng)絡以后，相關救援任務的推進不能使用以前的煤礦井下通信體系，相關救援人員得到的數(shù)據(jù)信息也不能及時發(fā)送給相關工程技術指揮人員，進而延緩整體救援任務的進度。所以，煤礦井下應急通信系統(tǒng)在煤礦井下救援任務中可以確保相關救援人員與地上指揮部的順暢溝通顯得非常關鍵，安全穩(wěn)定的煤礦井下應急救援通信系統(tǒng)可以更好的輔助相關井下救援人員更好的開展救援任務，降低煤礦井下事故造成的損失。

三、根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦應急救援通信系統(tǒng)規(guī)劃

1.規(guī)劃要需求。根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦應急救援通信體系規(guī)劃要求詳細體現(xiàn)在如下幾個方面：第一方面，特定的數(shù)據(jù)信號傳送條件。受到煤礦井下巷道狀況的制約，煤礦井下通信信號的傳送條件與地上無線通信體系之間具有顯著的差別，巷道轉(zhuǎn)彎進程中的數(shù)據(jù)信號傳送過程帶有多次反射過程，因此對于煤礦應急救援通信數(shù)據(jù)信號整體強度造成了顯著的制約。第二方面，根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信區(qū)域受限情況較為明顯。煤礦井下巷道是一種相對封閉的狹小區(qū)域，在區(qū)域通道的彎曲位置、構造的急劇改變情況下將增加巷道內(nèi)部環(huán)境的復雜程度。此外，在煤礦井下實施應急救援進程中，應急通信網(wǎng)絡拓撲構造將會隨著救援任務的推進產(chǎn)生變化，因此需要根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦應急救援通信體系可以匹配動態(tài)拓撲構造。第三方面，根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信條件復雜。在煤礦井下發(fā)生安全事故以后將隨之產(chǎn)生許多易燃易爆特性的氣體，因此對于巷道初始的構造帶來損傷。所以，在煤礦井下應急救援通信規(guī)劃過程中必須加強巷道的拓展功能。煤礦井下應急通信體系搭建受到煤礦井下應急通信系統(tǒng)特定性的制約，可以使得煤礦井下通信體系更加安全平穩(wěn)的運行。

2.系統(tǒng)整體設計方案規(guī)劃。根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信系統(tǒng)技術的開發(fā)，整體基于無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信系統(tǒng)包括地上指揮調(diào)度部、煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡系統(tǒng)、緊急現(xiàn)場救援團隊等。在現(xiàn)場作業(yè)使用中，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡鏈路是由網(wǎng)絡交換機、無線中轉(zhuǎn)基站、無線多參數(shù)檢驗裝置等設備一同組建而成。在出現(xiàn)煤礦井下突發(fā)安全事故的狀況下，無線網(wǎng)格網(wǎng)絡系統(tǒng)可以迅速組建網(wǎng)絡體系，為煤礦井下救援任務的順利推進提供關鍵支持。根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信體系滿足國內(nèi)煤礦井下開采挖掘的發(fā)展需求，規(guī)劃具有下述兩個特點：第一點，根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信技術具備救護人員體溫、心率及呼吸頻次等生命體征信息的監(jiān)測作用，可以更加及時準確的掌控相關救援工作者的身體狀況，避免相關救援工作者在搶救任務過程中發(fā)生二次傷亡的狀況。第二點，根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信體系搭配了多參數(shù)氣體探測裝置，行之有效地解決了礦難現(xiàn)場有毒有害氣體濃度非常高的探測定難題。第三點，根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信體系使用了無線電混合頻率多數(shù)據(jù)信息通信技術，加強了聲音、影像、信息參數(shù)等多類信息數(shù)據(jù)的即時性傳輸。

3.煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的規(guī)劃。（1）拓撲構造技術。煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡拓撲構造與地上無線網(wǎng)格網(wǎng)絡不一樣，在實際作業(yè)進程中，煤礦井下區(qū)域受到空間的制約非常大，作業(yè)條件特殊，因此確定了煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡主要網(wǎng)絡在煤礦井下主要巷中的網(wǎng)絡拓撲顯現(xiàn)出一個鏈狀模式。拓撲構造下的煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡所產(chǎn)生的制約體現(xiàn)在下述四個方面：第一方面，節(jié)點類型的作業(yè)模式。在拓撲構造的節(jié)點周邊通常只有大約2個臨近的節(jié)點，節(jié)點是一種點對點的作業(yè)模式。地上無線通信網(wǎng)絡系統(tǒng)因為空間寬敞的原因其不會受到任何的限制，在通信網(wǎng)絡中的節(jié)點則體現(xiàn)出與多種臨近節(jié)點通信的特征，該體系是一類一點對應多點的作業(yè)模式。第二方面，路徑比較單一。地上無線網(wǎng)格網(wǎng)絡是一類網(wǎng)格狀的拓撲構造，節(jié)點與節(jié)點的聯(lián)接比較多，并且在作業(yè)路徑的挑選上一定需要經(jīng)過全面的考慮跳數(shù)、往返周期等狀況。第三方面，徹底完全的考慮相關網(wǎng)絡信號傳輸裝置的安裝及排布。因為下井進行救援的時間非常短暫，在相關裝置安裝調(diào)試的進程中必須考慮中繼裝置的總質(zhì)量及待機時長，經(jīng)過科學排布相關通信網(wǎng)絡裝置來保障留給相關救援工程技術人員充足的救援時間，進而大幅提高救援的工作效率。第四方面，多跳模式信息傳輸。煤礦井下無線網(wǎng)格網(wǎng)絡受到節(jié)點功率較小、巷道較長排布特性的限制，相關通信網(wǎng)絡的接入及發(fā)送相關數(shù)據(jù)信息的任務非常繁重。（2）規(guī)劃重點及措施。根據(jù)無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的煤礦井下應急救援通信體系不但需要求考慮通信網(wǎng)絡拓撲構造及無線數(shù)據(jù)信號傳輸?shù)奶卣鳎⑶胰稳灰髲娀槍o線通信網(wǎng)絡技術移動特點、相關業(yè)務種類、用戶使用權限等問題的思考。第一點，移動特點。地上無線網(wǎng)格網(wǎng)絡路由裝置節(jié)點的移動特性比較弱，終端裝置節(jié)點的移動速率比較高，在相關節(jié)點的持續(xù)進入下會造成相關無線通信網(wǎng)絡拓撲構造產(chǎn)生變化。第二點，相關業(yè)務種類。為了達成救援人員與地上指揮部的聯(lián)系，語音對講技術針對網(wǎng)絡即時性提出了非常高的需要。所以要求路由裝置維修保養(yǎng)成本不可以消耗非常多的重要網(wǎng)絡資源。

四、結(jié)語

綜上所述，煤礦井下安全挖掘開采是保證國內(nèi)煤炭產(chǎn)業(yè)健康、平穩(wěn)及可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。煤礦井下應急通信體系是煤礦井下安全事故救援的關鍵技術之一，已經(jīng)獲得了廣大人民群眾的廣發(fā)注意及使用。本文依據(jù)煤礦井下應急通信體系的實際要求，把無線網(wǎng)格網(wǎng)絡的無線通信技術引進至井下，期待可以顯著提高煤礦井下救援工作效率。

作者:劉曾輝 單位:煤礦安全技術國家重點實驗室煤科集團沈陽研究院有限公司