煤礦井下瓦斯爆炸、頂板冒落、透水等事故時(shí)有發(fā)生。如何在事前做好防護(hù)、事后將損失降到最低，如何實(shí)現(xiàn)更好地?fù)尵裙ぷ?，使地面及時(shí)了解井下事故現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)施對(duì)井下?lián)岆U(xiǎn)工作的指揮，礦井安全防護(hù)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(diǎn)之間通話，且不具備移動(dòng)性，這使得緊急情況下調(diào)度指揮無(wú)法在第一時(shí)間完成，主要負(fù)責(zé)人不能在第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)了解和處理緊急事務(wù)。然而，礦井巷道為非自由空間，無(wú)線電波在井下巷道的傳輸受到根本性制約，多年來(lái)國(guó)內(nèi)外諸多專家學(xué)者在這一領(lǐng)域進(jìn)行了積極的探索和研究。本文采用長(zhǎng)波通信原理在井下移動(dòng)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度通信、計(jì)算機(jī)安全監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)圖像抓拍、井下有線/無(wú)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(guò)調(diào)度中心來(lái)傳遞，同時(shí)保證井下的信息及時(shí)反饋給地面調(diào)度中心，對(duì)調(diào)度中心的統(tǒng)一指揮提供保障。計(jì)算機(jī)安全監(jiān)測(cè)主要實(shí)現(xiàn)井下環(huán)境參數(shù)（瓦斯?jié)舛取囟鹊龋┑膶?shí)時(shí)監(jiān)控?，F(xiàn)場(chǎng)圖像抓拍主要是通過(guò)井下作業(yè)人員安全帽上配備的攝像頭，把現(xiàn)場(chǎng)的圖片傳給調(diào)度指揮中心。井下有線無(wú)線通信主要實(shí)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(gè)支巷道口都設(shè)一臺(tái)400K數(shù)字感應(yīng)電臺(tái)，井下工作人員攜帶移動(dòng)感應(yīng)便攜臺(tái)，利用400K數(shù)字感應(yīng)電臺(tái)與巷道中的鋼絞線或連接存在的金屬導(dǎo)體，實(shí)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(xiǎn)救災(zāi)，需要和深入井下的搶險(xiǎn)人員及時(shí)地通信，搶險(xiǎn)人員也需要和被困井下的人員通信，此時(shí)有線通信可能是癱瘓的，在這種情況下采用感應(yīng)式移動(dòng)通信能建立與搶險(xiǎn)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(xiǎn)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(hào)。同樣被困人員也可用自己的感應(yīng)便攜臺(tái)，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(hào)。被困人員在進(jìn)行感應(yīng)線布線時(shí)可將便攜臺(tái)信號(hào)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(xiǎn)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(hào)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(duì)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(tái)、調(diào)度總機(jī)、調(diào)度分機(jī)、電源自動(dòng)切換裝置、錄音設(shè)備、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和電源等。

　　井下子系統(tǒng)主要有感應(yīng)電臺(tái)、煤礦本質(zhì)安全型自動(dòng)電話機(jī)（簡(jiǎn)稱電話機(jī)）、溫度傳感器、瓦斯傳感器、攝像頭、感應(yīng)便攜臺(tái)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(jī)、調(diào)度臺(tái)、調(diào)度分機(jī)等組成。

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

　　調(diào)度臺(tái)、調(diào)度分機(jī)是管理人員進(jìn)行操作的終端平臺(tái)，調(diào)度員通過(guò)調(diào)度臺(tái)、調(diào)度分機(jī)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(tái)、調(diào)度分機(jī)通過(guò)電纜與調(diào)度總機(jī)連接，完成生產(chǎn)調(diào)度指揮和調(diào)度總機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)控。

　　主要功能：

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

     （2）強(qiáng)插、強(qiáng)拆：調(diào)度臺(tái)可強(qiáng)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(shí)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(duì)于本系統(tǒng)內(nèi)任意用戶間的通話，調(diào)度臺(tái)摘機(jī)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(tái)掛機(jī)退出監(jiān)聽狀態(tài)。

     （5）轉(zhuǎn)接：調(diào)度臺(tái)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(tái)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(shí)，調(diào)度可對(duì)其發(fā)催掛音，提示用戶掛機(jī)。

     （8）電源自動(dòng)切換功能：當(dāng)交流斷電時(shí)，自動(dòng)切換到備用電源，同時(shí)調(diào)度臺(tái)上顯示“電源故障”。交流恢復(fù)正常后，備用電源自動(dòng)切斷，調(diào)度臺(tái)液晶屏回到待機(jī)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(jī)的錄音設(shè)備完成。錄音設(shè)備完成對(duì)調(diào)度臺(tái)呼入、呼出話音進(jìn)行自動(dòng)錄音，可以支持調(diào)度員手動(dòng)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(jī)與井下每個(gè)支巷道的400KHz感應(yīng)電臺(tái)或主巷道的電話機(jī)，它們之間通過(guò)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(gè)支巷道用戶間的通話采用感應(yīng)通信，通過(guò)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(tái)，利用波導(dǎo)感應(yīng)耦合原理，將感應(yīng)電臺(tái)與感應(yīng)便攜臺(tái)的400KHz信號(hào)感應(yīng)到鋼絞線導(dǎo)線上，400K信號(hào)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(wèn)題。同時(shí)感應(yīng)電臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)話音對(duì)講、數(shù)據(jù)傳輸和圖片傳輸?shù)裙δ埽?/div>