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　　煤礦井下瓦斯爆炸、頂板冒落、透水等事故時有發(fā)生。如何在事前做好防護、事后將損失降到最低，如何實現(xiàn)更好地?fù)尵裙ぷ?，使地面及時了解井下事故現(xiàn)場，實施對井下?lián)岆U工作的指揮，礦井安全防護監(jiān)控應(yīng)急通信系統(tǒng)可以起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)煤礦井下通信系統(tǒng)裝備一直采用固定防爆電話方式，它覆蓋面小，只能在定點之間通話，且不具備移動性，這使得緊急情況下調(diào)度指揮無法在第一時間完成，主要負(fù)責(zé)人不能在第一時間趕到現(xiàn)場了解和處理緊急事務(wù)。然而，礦井巷道為非自由空間，無線電波在井下巷道的傳輸受到根本性制約，多年來國內(nèi)外諸多專家學(xué)者在這一領(lǐng)域進行了積極的探索和研究。本文采用長波通信原理在井下移動通信系統(tǒng)正得到推廣應(yīng)用。

　　根據(jù)煤礦安全生產(chǎn)管理中的通信要求，系統(tǒng)要實現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度通信、計算機安全監(jiān)測、現(xiàn)場圖像抓拍、井下有線/無線通信四大功能。生產(chǎn)調(diào)度通信功能在煤礦安全生產(chǎn)管理中起著重要的作用，井下各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的信息主要通過調(diào)度中心來傳遞，同時保證井下的信息及時反饋給地面調(diào)度中心，對調(diào)度中心的統(tǒng)一指揮提供保障。計算機安全監(jiān)測主要實現(xiàn)井下環(huán)境參數(shù)（瓦斯?jié)舛?、溫度等）的實時監(jiān)控。現(xiàn)場圖像抓拍主要是通過井下作業(yè)人員安全帽上配備的攝像頭，把現(xiàn)場的圖片傳給調(diào)度指揮中心。井下有線無線通信主要實現(xiàn)井下作業(yè)人員之間的通信，以及在發(fā)生緊急情況下，與地面調(diào)度指揮中心聯(lián)系。 

　　井下工作人員通信采用感應(yīng)通信方式，在每個支巷道口都設(shè)一臺400K數(shù)字感應(yīng)電臺，井下工作人員攜帶移動感應(yīng)便攜臺，利用400K數(shù)字感應(yīng)電臺與巷道中的鋼絞線或連接存在的金屬導(dǎo)體，實現(xiàn)支巷道（延伸到工作面）與主巷道間的話音數(shù)據(jù)傳輸。如果在事故狀態(tài)下，為了搶險救災(zāi)，需要和深入井下的搶險人員及時地通信，搶險人員也需要和被困井下的人員通信，此時有線通信可能是癱瘓的，在這種情況下采用感應(yīng)式移動通信能建立與搶險人員及被困人員的通信，由于感應(yīng)線線路易于架設(shè)，搶險人員可一邊深入井下，一邊很容易地敷設(shè)帶絕緣鋼絞線(感應(yīng)線)，由于井下導(dǎo)線電纜很多，可借任何可能存在于礦井中的導(dǎo)體作為感應(yīng)線向(從)深入井下的方向發(fā)送(接收)信號。同樣被困人員也可用自己的感應(yīng)便攜臺，借助于上述的線路作為感應(yīng)傳輸線路發(fā)送和接收信號。被困人員在進行感應(yīng)線布線時可將便攜臺信號輸出(輸入)電路端子直接與感應(yīng)線相聯(lián)接(也可以不直接聯(lián)接)以提高通信效果。搶險救災(zāi)人員通信設(shè)備可采用和井下被困人員相同的方式。這樣雙方的信號經(jīng)感應(yīng)線的傳輸與輻射，再經(jīng)地層或巷道空間，耦合到其它的巷道中的鋼絞線或某些導(dǎo)線，借助于這些導(dǎo)線作為中間感應(yīng)傳輸線路，再耦合到對方感應(yīng)系統(tǒng)中，完成雙向感應(yīng)通信。

 　　系統(tǒng)總體方案框圖：

　　系統(tǒng)主要包括地面調(diào)度子系統(tǒng)和井下子系統(tǒng)兩大部分。

　　地面調(diào)度子系統(tǒng)主要有調(diào)度臺、調(diào)度總機、調(diào)度分機、電源自動切換裝置、錄音設(shè)備、監(jiān)控計算機、打印機和電源等。

　　井下子系統(tǒng)主要有感應(yīng)電臺、煤礦本質(zhì)安全型自動電話機（簡稱電話機）、溫度傳感器、瓦斯傳感器、攝像頭、感應(yīng)便攜臺和電源等。

　　系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度功能、井下與地面/井下用戶間通話、錄音功能、井下環(huán)境參數(shù)采集記錄和打印等。

    4.1  調(diào)度功能

　　調(diào)度功能主要由調(diào)度總機、調(diào)度臺、調(diào)度分機等組成。

　　調(diào)度總機是系統(tǒng)的核心，主要實現(xiàn)調(diào)度功能和交換功能。調(diào)度總機采用雙機備份方式，當(dāng)主調(diào)度總機故障時，備用調(diào)度總機自動啟用，并報警通知調(diào)度臺，調(diào)度臺顯示“調(diào)度總機故障”，當(dāng)主調(diào)度總機恢復(fù)正常后，備用調(diào)度總機退出并返回備份工作狀態(tài)。調(diào)度總機采用交直流供電方式，正常工作時，交流220V/50Hz供電，當(dāng)交流電源出現(xiàn)故障時，備用電源（直流48V）自動投入，調(diào)度臺有相應(yīng)顯示，交流電源恢復(fù)正常時，備用電源自動切斷，處于待用狀態(tài)。

　　調(diào)度臺、調(diào)度分機是管理人員進行操作的終端平臺，調(diào)度員通過調(diào)度臺、調(diào)度分機完成調(diào)度相關(guān)操作，如：群呼、直呼、監(jiān)聽、插入、顯示和錄音等。調(diào)度臺、調(diào)度分機通過電纜與調(diào)度總機連接，完成生產(chǎn)調(diào)度指揮和調(diào)度總機工作狀態(tài)的監(jiān)控。

　　主要功能：

     （1）直呼：調(diào)度臺可以直接呼叫調(diào)度分機或井下電話機。呼叫信令采用雙音多頻信令，通過電纜線傳送給調(diào)度總機，由調(diào)度總機實現(xiàn)程控交換。

     （2）強插、強拆：調(diào)度臺可強行插入或拆除本系統(tǒng)內(nèi)所有用戶間的通話。

     （3）調(diào)度組呼/群呼：調(diào)度預(yù)先將常用用戶編組，并賦予代碼，需要時按組呼鍵、代碼鍵將所要呼叫的用戶一次性呼出，也可以按群呼鍵呼叫本系統(tǒng)內(nèi)所有用戶。

     （4）監(jiān)聽：對于本系統(tǒng)內(nèi)任意用戶間的通話，調(diào)度臺摘機按監(jiān)聽鍵，再按通話用戶中任一用戶鍵即可監(jiān)聽通話，調(diào)度臺掛機退出監(jiān)聽狀態(tài)。

     （5）轉(zhuǎn)接：調(diào)度臺可按轉(zhuǎn)接鍵將井下用戶呼入轉(zhuǎn)接到電話用戶上。

     （6）通話狀態(tài)顯示：調(diào)度臺可以顯示當(dāng)前通話的用戶和用戶狀態(tài)。

     （7）催掛：用戶話柄未掛時，調(diào)度可對其發(fā)催掛音，提示用戶掛機。

     （8）電源自動切換功能：當(dāng)交流斷電時，自動切換到備用電源，同時調(diào)度臺上顯示“電源故障”。交流恢復(fù)正常后，備用電源自動切斷，調(diào)度臺液晶屏回到待機狀態(tài)。

    4.2  調(diào)度錄音功能

　　錄音功能由安裝在調(diào)度總機的錄音設(shè)備完成。錄音設(shè)備完成對調(diào)度臺呼入、呼出話音進行自動錄音，可以支持調(diào)度員手動錄音。

    4.3  井下與地面通話、井下用戶間通話

　　井下與地面通話主要靠調(diào)度總機與井下每個支巷道的400KHz感應(yīng)電臺或主巷道的電話機，它們之間通過電纜或光纖連接，保證系統(tǒng)的用戶量和數(shù)據(jù)流。井下每個支巷道用戶間的通話采用感應(yīng)通信，通過敷設(shè)在各分支巷道頂部或墻側(cè)壁邊的鋼絞線和感應(yīng)電臺，利用波導(dǎo)感應(yīng)耦合原理，將感應(yīng)電臺與感應(yīng)便攜臺的400KHz信號感應(yīng)到鋼絞線導(dǎo)線上，400K信號在鋼絞線電纜上有良好的傳送特性，約為每公里衰減了3-5dBu，不受隨道的地形、環(huán)境等因素的影響，這樣有利于井下的通信問題。同時感應(yīng)電臺可以實現(xiàn)話音對講、數(shù)據(jù)傳輸和圖片傳輸?shù)裙δ埽?/div>