深井采煤中通信系統(tǒng)的設(shè)計范文

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通信網(wǎng)絡(luò)是煤炭科技研究的重要領(lǐng)域，設(shè)計與使用高速率的傳輸網(wǎng)絡(luò)，可以按照生產(chǎn)實況把數(shù)據(jù)信息傳遞給調(diào)控中心，從宏觀上引導(dǎo)煤炭資源開發(fā)的有序進行。常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)僅利用數(shù)據(jù)收發(fā)端接口構(gòu)成固定的傳輸模式，這種方案難以適應(yīng)高流量的信息傳輸要求，容易造成采煤通信網(wǎng)的滯后性。計算機技術(shù)普及推廣之后，以計算機為中心的深井網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)開始推廣，解決了深層次采煤信號傳輸?shù)姆N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(shù)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(chǎn)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展方面占據(jù)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(zhì)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(jīng)成為原煤能源開發(fā)的主導(dǎo)趨勢。

2深井采煤通信設(shè)計的主要模式

計算機與通信的結(jié)合是計算機通信網(wǎng)產(chǎn)生的主要條件，兩者之間共同構(gòu)成了現(xiàn)代化通信傳輸模塊。通信網(wǎng)絡(luò)為計算機之間的數(shù)據(jù)傳送和交換提供了必要手段；計算機技術(shù)的發(fā)展?jié)B透到通信技術(shù)中，又提高了通信網(wǎng)的各種功能。新時期煤炭產(chǎn)業(yè)引入計算機科技輔助采煤生產(chǎn)，深井內(nèi)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(chǎn)的不足。結(jié)合筆者的工作經(jīng)驗，深井采煤通信主要有模擬通信、生產(chǎn)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(diào)試環(huán)節(jié)，用于煤炭開采生產(chǎn)的虛擬化演示。由于導(dǎo)體中存在電阻，信號直接傳輸?shù)木嚯x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(nèi)模擬通信系統(tǒng)通常由信源、調(diào)制器、信道、解調(diào)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(chǎn)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(nèi)容，每一個環(huán)節(jié)操作都需要借助生產(chǎn)通信系統(tǒng)。生產(chǎn)通信是指在信道上把數(shù)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(nèi)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(zhì)量；能適應(yīng)各種通信業(yè)務(wù)要求，便于實現(xiàn)綜合處理；傳輸?shù)亩M制數(shù)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(diào)度中心提供了虛擬化空間，借助數(shù)字顯示屏觀察所得的數(shù)據(jù)，對深井內(nèi)操作給予明確的指令要求。近年來煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)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(yīng)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。計算機管理通信是輔助生產(chǎn)控制的有效通信，地面與井內(nèi)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(chǎn)管理信號。

3計算機采煤通信網(wǎng)的實際應(yīng)用

上述三種通信方式都是根據(jù)實際礦井采掘需要編制的方案，采煤區(qū)可根據(jù)礦井實況選用，確保計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)發(fā)揮出預(yù)定的功能。深井采煤中網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的應(yīng)用，可以從數(shù)據(jù)傳輸、資源共享、調(diào)度系統(tǒng)、分布處理等方面研究。具體情況如下：

1）數(shù)據(jù)傳輸。既提供網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)最基礎(chǔ)的應(yīng)用功能。數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用于采煤生產(chǎn)，深井內(nèi)處理器負責生產(chǎn)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(diào)度，維持了各道采煤工序的合理調(diào)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(diào)度中心根據(jù)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(diào)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(fù)雜，且井內(nèi)劃分為了多個生產(chǎn)操作區(qū)。設(shè)計分布式通信網(wǎng)絡(luò)可以協(xié)調(diào)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(yīng)用。分布式計算機通信網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)處理的荷載減小；另一方面，分布處理也可以提高井內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)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(shè)定于網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)資源；資源共享功能使得網(wǎng)絡(luò)用戶可以克服地理位置的差異性，共享網(wǎng)絡(luò)中的計算機資源。對于井內(nèi)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(chǎn)人員或管理人員，均可隨時使用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的資源。例如，設(shè)置數(shù)字查詢系統(tǒng)，輸入信息關(guān)鍵詞即可查看相關(guān)的數(shù)據(jù)。

4）調(diào)度系統(tǒng)。計算機通信網(wǎng)可以通過檢錯，重發(fā)以及多重鏈路等手段來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，這是采煤調(diào)度系統(tǒng)智能化應(yīng)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(nèi)采煤的安全化操作。另外計算機通信網(wǎng)還可以對整個網(wǎng)絡(luò)進行集中管理，以及集中對網(wǎng)絡(luò)資源進行分配，使采煤機、掘進機、輸煤機等第一時間感應(yīng)作業(yè)信號，加快了人機工程調(diào)度的自動化進程。

5）存儲查詢。計算機通信網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是計算機技術(shù)、通信技術(shù)的聯(lián)用模式，從數(shù)據(jù)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?shù)闹T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(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)被提出，新型網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用功能也更加多樣化。未來計算機網(wǎng)絡(luò)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(chǎn)數(shù)據(jù)的難度。

4結(jié)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(wǎng)絡(luò)的主控平臺，其不僅有礦區(qū)專用的控制模塊，也可根據(jù)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(shè)計采煤網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的多功能應(yīng)用。

作者：劉青林 楊益 曹小平 單位：重慶科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院