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矿井应急通信指挥工程的电磁防护技术

2013-09-28 21:41:03 来源:中国投资研究网 【字体: 【收藏本页】【打印】【关闭】

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核心提示:矿产的开采和应用为我国的社会进步和发展提供着基本能源和重要原料,其在国民经济的发展中所占据的战略地位是不言而喻的。


关键词: 电磁防护

  矿产的开采和应用为我国的社会进步和发展提供着基本能源和重要原料,其在国民经济的发展中所占据的战略地位是不言而喻的。煤炭占我国的一次性能源生产和消费结构中占据着主要的地位,与此同时,任何一种矿产的挖掘和加工都推动着经济的进一步发展,矿产资源的安全生产直接关系着我国经济建设的能源保障和战略的实施,也正因如此,我们必须对矿井开采的安全防护提出更高的要求。矿井开采过程中受到自然条件的限制,开采作业时环境或许会狭窄、黑暗、湿热,又或许会存在着强噪音、粉尘等现象,特别是伴随着矿井开采深度的增加,掘井速度的加快,矿井的开采深度与方式,以及工作面上都有着不同程度的变,因此,矿井灾难事故的应急救援是矿产开采安全工作中亟需加强的重要部分,矿产开采工作只有安全、稳定,才能赢得更好的可持续健康发展。矿井应急通信指挥工程中电磁防护技术的应用也就成为了对于矿井安全保障研究中的题中应有之义。

  1.矿井安全工作中应急通信网络的构建

  1.1 通信技术在矿产生产中的应用

  矿井的应急救援工作在矿业的安全生产中至关重要,需要高效的指挥和诸多方面的配合,许许多多矿井悲剧事件的发生让我们惊醒:在最快的时间内迅速建立起矿难现场与救援指挥间的通信网络连接,制定出科学合理救援方案意义重大。在国内,矿井安全工作中曾经使用一些诸如 KTT9 型便携式的应急通信电话、KJl05 型矿井应急监测指挥系统、KTE5 型矿山可视化的救援指挥装置等有线通信设备,但随着科技的进步,人们越发的意识到矿井地形复杂、其中采面等监控区域也并不是一成不变,具有着很强的流动性,无线设备在这时就显示出了超越有线生产调度系统的优越性,其“即铺即用”,从时效性、便捷性上都略胜有线设备。在矿井中构建起移动通信网络,方便了矿井人员实时实地的把监控数据发至地面指挥中心,对提高监控效益和实时调度大有裨益。而且,我们可以看到,在矿难的应急通信工程系统中,如果现有通信系统遭到破坏,无线通信系统也可以实施快速组网,继续接收从地下传递的监控数据,使得井下人员的分布及设备作业情况及时的得到反馈,更好的和地面指挥中心进行信息的交流和互动,在井下抢险的工作中,提高着抢险救灾、安全救护的效率,以达到最优的搜救效果。在矿井灾难发生时,使用应急救灾指挥工程调度系统是必然选择,矿业应急救灾系统的核心问题主要包含着地面救援指挥调度中心的决策和指导,井下救援基地行动的开展和规划,以及救援队员救援工作的开展等。从地面指挥中心到井下基地往常我们经常会采用的有线方式通信,从井下的救援基地到矿井灾区可以运用短距离的无线应急通信方式来得以实现信息的传递,地面指挥中心运用电磁防护技术等信息通信技术连接系统接口,实现瓦斯浓度信息的监测和再预警,这种井下环境数据采集、以及可视性的视频数据采集、准确的定位服务都依靠着无线通信技术的广泛应用,这也表明了有线通信技术和无线通信技术的有机结合为我们提供了矿井安全通信网络建设的技术支持和保障。

  1.2 基于ZigBee的矿井应急通信网络工程

  ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低成本、低速率无线网络技术,它结合了无线标记技术和蓝牙技术,适用于较短距离的无线通信。ZigBee提供着高可靠性的安全服务,从安全密码的建立、到信息的传输、帧的保护,以及对通信过程中信息设备管理安全性的设置服务,都使得ZigBee设备的各类安全策略得以有效实现,使之可以较好的在矿井的危机环境下发挥其作用和优势,以求在危险情况发生时地面调度指挥中心和井下得以信息的传递,做好“人防”,最大限度的保护人们的生命安全。

  矿井应急救援工作应在地面救援指挥调度中心的指导下完成相关的预案论证,针对情况做出相应的应急方案。救护队员携带设备及电缆进入井下情况相对明确的预定位置,进行应急通信工程的快速架设,对于灾变现场情况不明或受灾较重的地方,采用SDR无线技术,实现通信工程的逐渐延伸,基于ZigBee技术的矿井应急通信指挥工程依托于电磁防护技术更好的在这样一个通信网络的建立过程中发挥着重要作用。

  2.电磁防护技术在矿井应急通信指挥工程中的应用

  2.1电磁防护屏蔽技术应用

  电磁防护的屏蔽技术在工业生产中运用十分广泛,鉴于矿业发展的特殊性,在矿井电力切断的情况下,连接地下和地上信息互通的过程中,就应该有力的加强电磁的防护,屏蔽相关无效信息的干扰。利用导磁性能良好的金属,比如铝、钢铁等金属材料制成屏蔽机壳,封闭式的对一些通信电子设备加以保护,使电磁脉冲能量的吸收尽量的减少,已达到保护各类电子信息传递的目的。然后,再运用相应的通信技术,使得在面对较为强烈的电磁辐射、抑或场源与屏蔽体之间的间距较小时,将电磁产生的影响局限在一定的范围内,减少对该范围以外的物体的影响。除此之外,电磁防护技术还可以进行被动场屏蔽,即可以对特定的空间进行屏蔽,方便和有利于为井下应急通信指挥工程实现多业务数据的传输。

  2.2电磁防护接地技术的应用

  电磁防护接地技术,指将由感应生成的电流导入大地,阻止二次辐射源的形成,即射频接地。一般来说,电磁防护接地技术与我们常见的普通电器设备接地并不相同:首先,采用电磁防护接地时,必须确保射频接地的电阻是最小值;其次,接地极存在的矿井中应保证环境适宜。井下的无线通信连接受到电磁防护的影响,对采集终端和地面反馈都有着重要的作用,基于ZigBee的矿井应急通信网络工程的建立,使得地下与地面的传输更加安全和便捷,加大了井下作业的安全系数。在矿井下设置高灵敏度的探测仪器、传感仪器时,必须根据监测到的电磁环境的不断变化,适当采取措施,以避免电磁设备受到电磁脉冲冲击,在通信线、电力线的输入端,尽量使得线路安全最大化,将高性能、大容量的电容器设置其中,实行地上地下的内外衔接,将电子设备的屏蔽体,与井下的导体直接相连,确保将电磁脉冲感应出来的电流及时引入地下,确保电子设备的安全。

  2.3电磁防护滤波技术的应用

  在矿井事故发生时,能够接受地下信息的传递消息的准确性至关重要。电磁防护在通信过程中有着滤波的重要作用。对重要目标的控制中心、通信枢纽、计算机网络系统等现场的电子设备都进行电磁防护,增强设备本身的抗电磁脉冲能力,提高周围环境的电磁屏蔽性能,确保有用的通信信息传递,并过滤和阻止无用的信号电波通过,以使得救援人员得到更加准确和直观的现场数据和情况,建立救护人员和救护基地的联系,减少矿井事故发生过程中的人员伤害和国家资源财产的损失。

  3.电磁防护技术在矿井应急通信过程中的重要意义

  矿产业作为我国国民经济发展过程中的基础产业,其重要地位毋庸置疑。在矿产开采的过程中,保护矿业工人的安全,保护矿产资源和生态环境是我们不懈追求的目标所在。我意识到在工业生产等各行各业中,矿产资源的开采工作、矿下工人的作业是在自然环境最恶劣、安全隐患和危险存在最多的情况下进行的,尤其是煤矿作为主要的开采资源,更是矿山企业的需要着力关注的地方,瓦斯爆炸、粉尘增多、火灾等灾害事故都使得矿井应急通信工程的构建显得刻不容缓。近些年来,矿井采掘深度的加大,以及高强度的机械化开采、集中化生产引发的灾害威胁更为突出,我国应急通信工程在应对这些危险事件的发生时,是必不可少的技术手段。通信工程技术也逐渐从原有的从基本通信连接逐步发展为综合信息系统,更高效地获取和传送着灾情信息,其从简单硬件设备集成向专业应用系统发展的过程,也就是凭借尖端科技手段来获取灾情信息,及时作出反馈的过程,在这样的一个信息流传递的过程中,电磁防护技术的深入运用带来的技术改变不可磨灭,注重应急通信指挥工程网络的防护,加强井下与井上的信息传递和连接,增强电磁保护的防御技术,在这样的过程中提高电磁资源和防护力量的进一步整合,开创矿井安全生产新局面,加强其对矿产资源的安全生产方针、促进安全科学技术升级及原始性创新都起到了重要的支持作用。与此同时,矿井应急通信指挥工程对于促进国民经济可持续发展、减少向大气的CH4和CO2排放量、改善环境具有重大现实意义,而且对矿井事件发生的防治也有现实意义。


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