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探析煤矿井下通讯技术与救护装备技术 【摘要】本文探析了目前煤矿井下通讯技术与救援装备技术，并概述各种技术的原理，说明其在煤矿平安生产中的重大作用。 【关键词】煤矿；通讯技术；救援装备技术 我国煤炭资源丰富，但地质条件恶劣，地质构造困难，47%的矿井属于高瓦斯或煤(岩)与瓦斯突出矿井。这些困难条件致使煤矿生产中平安问题困难化，且随着采掘深度的加大，煤矿又面临着很多新的平安技术问题。井下通讯技术与救援装备技术在煤矿平安生产中有着重大作用。目前井下通讯技术主要包括有线通讯技术和无线通讯技术，救援装备技术主要包括个人防护装备技术、救援机具与装备技术等。 1.井下通讯技术 1.1有线通讯技术 声能电话机和电能救灾电话就是已经应用到矿山中的有线通信设备。 声能电话机就是一种不需外加电源而完全靠说话人的口声产生的电流而工作的电话机；其原理是声波引起膜片运动，音圈随之在一个体积小而磁场强的永磁铁的两极之间来回振动，从而在音圈中感生出所需的声频电压。多年来，声能电话机的投入和运用，已成为矿山救援队佩戴负压氧气呼吸器进入灾区工作时专用的通讯设备。例如M305060型声能电话系列、KTH-IS型声能电话机系列。 电能救灾电话，就是利用蓄电池的电能进行通话联系的防爆灾区电话。是正压氧气呼吸器配套运用的通讯设备，并适用于全部环境下的通讯运用。它能使簇新风流基地指挥员与抢救现场矿山救援队干脆通话，保证通讯畅通无阻。例如JZ-I型救灾电话。 1.2井下无线通讯技术 目前井下无线通讯技术主要有PED井下无线透地通信系统、井下感应式救灾通信系统、小灵通PAS 无线通讯系统、无线电泄漏通信系统等。 PED系统是井下无线通讯与救援系统的简称，它是一套可实现超低频信号穿透岩层进行传输的无线通讯系统，可以在井下任何地点都可以接受信号，同时设计中充分考虑了防爆、噪音、灰尘等因素的影响。一套完整的PED系统是由传输系统、PED软件、PED接收机3部分组成。 井下感应式救灾通信系统由一个设置在地面指挥部的远程限制装置，一个设置在井下的基站和若干个便携式无线电手机组成。它可以由一个基站和若干个便携式无线电手机组成井下无线通讯系统，帮助基地和进入灾区工作的救援小队建立有效的通讯联系；还可以与地面程控交换机相连，构成全矿井的救灾指挥通信系统。 小灵通又名无线PAS ( Personal Access Phone System)，它采纳了微蜂窝技术，以无线方式接入固定电话网，依托固定电话网供应通信服务。具有移动电话的便利，固定电话的价格，发展空间特别广袤。且实践证明，该设备在矿山通信中平安牢靠，运行效果良好。 在井下利用漏泄电缆进行射频信号的传输、辐射和接收，是实现稳定牢靠的移动通信的首选方案，由于地层对电磁波的汲取非常严峻，地下无线通信的发展远远滞后于陆地、海上和空中。矿井漏泄通信系统是在无线电技术的不断进展和在现代化、集约化的煤炭生产需求下发展起来的。 2.救援装备技术 2.1个人防护装备技术 2.1.1过滤式自救器 过滤式自救器是矿用自救器中最主要的品种之一，它主要是依靠化学药剂把有毒气体(一氧化碳) 过滤掉,防止一氧化碳中毒。过滤式自救器具有将一氧化碳氧化成二氧化碳的功能，是煤矿井下发生火灾、瓦斯爆炸和煤尘爆炸时，防止遇险人员一氧化碳中毒的个人呼吸爱护装置。 2.1.2化学氧自救器 化学氧自救器是一种用于人在毒气及缺氧环境下自救逃命的仪器，它是利用化学药品与人体呼出气体中的水汽和CO2相结合而产生氧气的个人呼吸爱护装置，即是依靠化学生氧剂生氧的自救器。化学氧自救器有以碱金属过氧化物、超氧化物为生氧剂的再生式和以氯酸盐氧烛生氧的开放式两种。国产的化学氧自救器运用KO2生氧剂。 2.1.3压缩氧自救器 压缩氧自救器是一种小型、轻巧、结构简洁的隔绝式闭路呼吸循环系统的供氧自救装置，它是以一种高压气瓶储存的压缩氧气为氧气源的自救器。有开放型和再生型两种，开放性呼吸干脆通过排气阀解除，吸入的是气瓶供应的簇新氧气；再生型呼气经CO2汲取剂净化后进入气囊，与定量和自动补给或手动补给方式供应的簇新氧气混合供呼吸，吸气干脆从气囊中吸入的称为循环式，而吸气再次经过清净罐的称往复式，我国生产的多为往复式，以Ca(OH)2为汲取剂净化CO2的化学反应式为：Ca(OH)2 + CO2 Ca2CO3 + H2O + 热。 2.2救援机具与装备技术 2.2.1气体检测仪器 目前我国矿山救援队运用的灾区气体检测仪器有。 手动检测仪器。包括光学瓦斯检定器、一氧化碳检定管等仪器。此类检测仪器应用时间最长，自我国成立救援队以来直到现在都在运用。该类仪器体积小，携带便利。但主要缺点是：检测气体种类单一、精确度差、运用时易受外界环境干扰，不适合与正压氧呼吸器配套运用。 便携式自动检测仪。这类仪器自20世纪90年头才起先运用。它包括单探头和多探头两种，主要优点有操作简便、检测耗时少、多探头一次可检测多种气体、检测结果直观、体积较小便于携带。但其不足之处也较多，如：检测量程小、检测结果不稳定易受干扰、检测仪传感器易损坏。 气相色谱检测仪。有化验室和车载两种类型。它主要是运用现代气相色谱技术，可以一次分析N2、O2、H2、CH4、CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H6等气体。其检测量程大，精度高。在检测完成后，它依据爆炸三角形理论技术数据处理系统，自动绘制爆炸三角形图并标注出检测气样所处危急程度，直观地为救灾指挥部供应指挥救灾的科学依据。 2.2.2传感器 传感器用于检测井下各种环境参数和生产参数，共有10余个品种。如瓦斯传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、风门开关传感器、负压传感器、水位传感器、温度传感器、烟雾传感器、设备开停传感器、提升指示传感器等。煤矿常用的一氧化碳检测仪器有电化学式、红外线汲取式、催化氧化式等。国内外煤矿广泛运用的是电化学一氧化碳检测仪器。产品有TX2000一氧化碳检测仪、CT1010X一氧化碳报警仪。在矿井通风测量仪器中，测定空气压力的便携式仪器有三类：一是测量肯定压力的气压计；二是测量相对压力的压差计和皮托管；三是可同时测定肯定压力、相对压力的精密气压计或矿井通风综合参数检测仪等。 3.总结 井下通讯技术与救援装备技术对矿山平安至关重要，这些装备大幅改善了我国煤矿平安生产的现状，但是我们应当看到更多的技术难题等待开发，要不断利用新科技、新手段完善提高煤矿自动化和通信系统，实现煤矿少人开采、平安开采的目标。 【参考文献】 林柏泉、周心权.矿井通风技术与瓦斯事故的应急救援M.北京：煤炭工业出版社，2022. 吴征艳.平安测控技术基础. 胡穗延. 煤矿自动化和通信技术现状与发展趋势J.煤炭科学技术，2022，35:1-4. 王艺华.井下移动通信系统信道的计算J.煤炭科学技术.2002，30. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页