深井采煤中通信系統(tǒng)的設計范文

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通信網絡是煤炭科技研究的重要領域，設計與使用高速率的傳輸網絡，可以按照生產實況把數據信息傳遞給調控中心，從宏觀上引導煤炭資源開發(fā)的有序進行。常規(guī)通信網絡僅利用數據收發(fā)端接口構成固定的傳輸模式，這種方案難以適應高流量的信息傳輸要求，容易造成采煤通信網的滯后性。計算機技術普及推廣之后，以計算機為中心的深井網絡通信系統(tǒng)開始推廣，解決了深層次采煤信號傳輸的種種困難。

1我國采煤業(yè)發(fā)展趨勢

深井采煤是相對于地理空間而言的，與淺層煤炭資源開發(fā)相比較，深井采煤的作業(yè)難度更大、技術要求更高。隨著社會各個行業(yè)對燃料資源需求量的增多，煤炭在產業(yè)經濟發(fā)展方面占據了重要地位，如表1。電力、建材、鋼鐵等是采購原煤的主要行業(yè)，年消費總量比例超過80%。然而，露天采煤使得地表礦床資源逐漸減少，合理開采深地質煤層是行業(yè)的必然趨勢。通常來說，深井采煤的深度能達到1000m以上，地下采煤已經成為原煤能源開發(fā)的主導趨勢。

2深井采煤通信設計的主要模式

計算機與通信的結合是計算機通信網產生的主要條件，兩者之間共同構成了現(xiàn)代化通信傳輸模塊。通信網絡為計算機之間的數據傳送和交換提供了必要手段；計算機技術的發(fā)展?jié)B透到通信技術中，又提高了通信網的各種功能。新時期煤炭產業(yè)引入計算機科技輔助采煤生產，深井內采煤信息有了更多的傳輸渠道，有效擺脫了傳統(tǒng)煤炭采掘生產的不足。結合筆者的工作經驗，深井采煤通信主要有模擬通信、生產通信、管理通信等方式。

1）模擬通信。模擬通信是指在信道上把模擬信號從信源傳送到信宿的一種通信方式，常用于煤礦井開采前期的模擬調試環(huán)節(jié)，用于煤炭開采生產的虛擬化演示。由于導體中存在電阻，信號直接傳輸的距離不能太遠，解決的方法是通過載波來傳輸模擬信號，可不斷地擴大原煤采掘的工作范圍。井內模擬通信系統(tǒng)通常由信源、調制器、信道、解調器、信宿及噪聲源組成，啟用模擬系統(tǒng)時各個控制元件均有不同的功能表現(xiàn)。

2）生產通信。按照通用型的采煤工藝，深井開采流程涉及到勘測、定位、開采、運輸、加工等多項內容，每一個環(huán)節(jié)操作都需要借助生產通信系統(tǒng)。生產通信是指在信道上把數字信號從信源傳送到信宿的一種通信方式。主要優(yōu)點：用于井內通信的抗干擾能力強，沒有噪聲積累；可以進行遠距離傳輸并能保證質量；能適應各種通信業(yè)務要求，便于實現(xiàn)綜合處理；傳輸的二進制數字信號能直接被計算機接收和處理。

3）管理通信，由計算機建立的主控系統(tǒng)具有管理功能，為地面煤炭調度中心提供了虛擬化空間，借助數字顯示屏觀察所得的數據，對深井內操作給予明確的指令要求。近年來煤炭產業(yè)經濟逐漸走向規(guī)模化方向，大型礦區(qū)是煤炭開采的重點對象，大規(guī)模采煤必須要有相適應的生產管理系統(tǒng)。計算機管理通信是輔助生產控制的有效通信，地面與井內分別安裝無線發(fā)射器、無線接收器等硬件，便可準確地收發(fā)生產管理信號。

3計算機采煤通信網的實際應用

上述三種通信方式都是根據實際礦井采掘需要編制的方案，采煤區(qū)可根據礦井實況選用，確保計算機網絡通信系統(tǒng)發(fā)揮出預定的功能。深井采煤中網絡通信系統(tǒng)的應用，可以從數據傳輸、資源共享、調度系統(tǒng)、分布處理等方面研究。具體情況如下：

1）數據傳輸。既提供網絡用戶間，各個處理器間以及用戶與處理器間的通信，這是計算機通信網絡最基礎的應用功能。數據傳輸應用于采煤生產，深井內處理器負責生產信息的收集處理，地面指揮中心處理器負責整個礦區(qū)信息的調度，維持了各道采煤工序的合理調配。例如，原煤開采出來之后，要立即進行洗選、加工、包裝等處理，煤井調度中心根據洗選系統(tǒng)的作業(yè)情況發(fā)出原煤輸送作業(yè)指令，協(xié)調了開采、洗選操作的秩序。

2）分布處理。深井煤礦不僅采煤工藝復雜，且井內劃分為了多個生產操作區(qū)。設計分布式通信網絡可以協(xié)調各區(qū)的信息傳輸流程，這是計算機分布式控制系統(tǒng)的典型應用。分布式計算機通信網絡可以將原本集中于一個大型計算機的許多處理功能分散到不同的計算機上進行分布處理。一方面可以減輕價格昂貴的主處理器的負擔，使計算機數據處理的荷載減小；另一方面，分布處理也可以提高井內通信網絡的可靠性。

3）資源共享。包括計算機資源共享以及通信資源共享，兩類信息共享均設定于網絡通信系統(tǒng)。計算機資源主要指的是計算機的硬件、軟件和數據資源；資源共享功能使得網絡用戶可以克服地理位置的差異性，共享網絡中的計算機資源。對于井內采煤來說，資源共享是對所有礦區(qū)信息的共享處理，無論是生產人員或管理人員，均可隨時使用網絡數據庫的資源。例如，設置數字查詢系統(tǒng)，輸入信息關鍵詞即可查看相關的數據。

4）調度系統(tǒng)。計算機通信網可以通過檢錯，重發(fā)以及多重鏈路等手段來提高網絡的可靠性，這是采煤調度系統(tǒng)智能化應用的表現(xiàn)。對分散對象提供實時集中控制與管理功能，在某些場合下，要求對地理上分散的系統(tǒng)提供幾種控制，保障了井內采煤的安全化操作。另外計算機通信網還可以對整個網絡進行集中管理，以及集中對網絡資源進行分配，使采煤機、掘進機、輸煤機等第一時間感應作業(yè)信號，加快了人機工程調度的自動化進程。

5）存儲查詢。計算機通信網絡本質上是計算機技術、通信技術的聯(lián)用模式，從數據處理到信息傳輸形成了一體化方案，解決了傳統(tǒng)煤井通信傳輸的諸多缺陷。煤炭企業(yè)致力于科技研發(fā)工程，一些更高級別的網絡通信系統(tǒng)被提出，新型網絡的應用功能也更加多樣化。未來計算機網絡通信將具備自存儲、自查詢等人性化功能，這是為了方便深井采煤信息的自主查詢，減小了人工處理生產數據的難度。

4結論

深井采煤比露天開采的難度更大，必須要有更先進的控制系統(tǒng)為支撐，才能穩(wěn)定采煤系統(tǒng)作業(yè)的持續(xù)進行。新時期計算機操作系統(tǒng)成為了網絡的主控平臺，其不僅有礦區(qū)專用的控制模塊，也可根據現(xiàn)場要求分散為分布式操作模式，滿足了深井采煤通信的傳輸要求。設計采煤網絡通信系統(tǒng)需堅持實用性、科技性、智能性等原則，這樣可以推動網絡通信系統(tǒng)的多功能應用。

作者：劉青林 楊益 曹小平 單位：重慶科創(chuàng)職業(yè)學院