CN107613580A - 抗灾变矿井应急通信系统 - Google Patents

抗灾变矿井应急通信系统 Download PDF

Info

Publication number
CN107613580A
CN107613580A CN201710973835.9A CN201710973835A CN107613580A CN 107613580 A CN107613580 A CN 107613580A CN 201710973835 A CN201710973835 A CN 201710973835A CN 107613580 A CN107613580 A CN 107613580A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
natural disaster
cable
become
base station
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710973835.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107613580B (zh
Inventor
孙继平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN201710973835.9A priority Critical patent/CN107613580B/zh
Publication of CN107613580A publication Critical patent/CN107613580A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107613580B publication Critical patent/CN107613580B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明公开了一种抗灾变矿井应急通信系统，该系统主要包括井上通信交换设备、无线通信基站、抗灾变线缆、抗灾变天线、移动通信终端等；抗灾变线缆和抗灾变天线具有较强的抗灾变特点，当矿井下发生灾害事故时，该系统能够避免在水灾、火灾、爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压、顶板冒落等灾害发生时由于通信线缆、供电电缆、通信天线等通信设施的损坏而导致井上与井下的通信中断，为井下移动通信终端设备提供通信服务。保证井下人员及救灾救护人员与井上的正常通信，同时可为视频和传感器设备提供数据链路通信服务。

Description

抗灾变矿井应急通信系统
技术领域
本发明涉及一种抗灾变矿井应急通信系统，该系统涉及有线通信技术、无线通信技术、线缆技术等领域。
背景技术
煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、水灾、火灾、顶板等事故困扰着煤矿安全生产。井下通信联络系统是煤矿“安全避险六大系统”之一，是煤矿安全生产的重要保障。现有井下通讯系统主要包括有线调度通信系统、移动通信系统、广播通信系统、透地通信系统、救灾通信系统等。其中有线调度系统、移动通信系统、广播系统与井上通信均使用通信线缆，由本地供电设备通过供电线缆供电。现有井下通信线缆和供电线缆一般沿巷道壁吊挂安装，当井下发生煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸、冲击地压、冒顶、水灾、火灾等事故时，易对其造成破坏，所以这些通信系统易受灾害事故影响无法正常使用。透地通信系统是基于低频透地通信技术的通信系统，事故影响小，抗灾能力强，但发射天线大。透地通信一般采用单向广播通信方式，井下人员只能接收井上的信息，不能发送信息，只有在井下有限数量的硐室才可配有发射设备，发生事故后井上仍无法获知不在硐室内的井下人员情况，所以现有透地通信系统也无法满足矿井应急通信需要。救灾通信系统由救护队员携带，救护人员无法到达的地点无法建立通信。为保证井下人员的生命安全并解决以上问题，需要新的应急无线通信系统，提升系统抗灾变能力，在井下灾害发生后，为井下人员提供可靠的通信服务。
发明内容
本发明目的在于提供一种抗灾变矿井应急通信系统，在井下硐室安装至少一个无线通信基站，所述无线通信基站通过抗灾变线缆连接至少一个井上通信交换设备；所述无线通信基站包含至少一个蓄电池；所述蓄电池通过抗灾变线缆连接井上本质安全电源充电；所述无线通信基站的天线采用抗灾变天线，所述抗灾变天线的馈线采用巷道壁开槽嵌入式安装方式；所述天线馈线与无线通信基站连接处采用盘留安装方式，天线馈线在外力作用下可无损拉伸；所述抗灾变天线包括外形为杆状的天线，所述杆状天线包括具有防水、防火、抗冲击材料的天线护套，所述杆状天线采用巷道壁开槽嵌入式安装方式；所述抗灾变天线包括带有防护罩的天线，所述防护罩采用流线型侧剖面或弧形侧剖面，所述防护罩材料采用没有无线电信号屏蔽作用的防水、防火、抗冲击材料；所述抗灾变线缆在外力作用下可无损拉伸；所述抗灾变线缆包括螺旋线缆；所述抗灾变线缆包括带有螺纹护套管的线缆；所述抗灾变线缆包括防水、防火、抗冲击保护材料；所述天线馈线及抗灾变线缆与无线通信基站的连接装置采用防水接线装置。
1.所述系统进一步包括：所述无线通信基站的天线包括螺旋式天线。
2.所述系统进一步包括：所述无线通信基站的天线包括漏泄线缆。
3.所述系统进一步包括：所述无线通信基站的天线包括与天线绝缘的金属反射背板。
4.所述系统进一步包括：所述无线通信基站的天线包括自动弹出备用天线。
附图说明
图1抗灾变矿井应急通信系统实施示意图1。
图2抗灾变矿井应急通信系统实施示意图2。
图3抗灾变线缆螺纹护套管示意图。
图4无线通信基站原理组成示意图。
图5自动弹出备用天线实施方案示意图。
图6自动弹出备用天线实施方案弹出示意图。
具体实施方式
所述抗灾变矿井应急通信系统所采用的无线通信方式可采用例如2G、3G或4G移动通信系统、个人手持式无线电话系统(PHS)、无线广域网(WWAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人区域网(WPAN)、无线传感器网络(WSN)等各种无线通信网络。
所述应急通信系统的具体实施方式1如图1所示，组成包括：
1.调度台(101)，用于井上管理人员与携带移动通信终端(104)的井下人员的通信调度管理。
2.交换机(102)，负责所有接入设备的数据交换，同时负责无线通信网络的建立与管理。
3.供电设备(103)，为井下无线通信基站(104)供电，通过供电线缆从交/直流电转换设备(105)获取直流电能。
4.抗灾变线缆(104)，负责无线通信基站的有线通信连接与供电，抗灾变线缆可采用螺旋线缆，也可采用带有螺纹护套管的线缆或其它具有抗灾变特性的的线缆，在外力作用下可无损拉伸，不易由于外力拉伸造成线缆破坏。
5.无线通信基站(105)，具有有线和无线通信功能，负责将移动通信终端(110)的接入有线通信网络中，内置蓄电池，由通信线缆连接井上本质安全电源对蓄电池进行充电。
6.天线馈线(106)，用于连接无线通信基站(105)与抗灾变天线(106)，为防止井下灾害发生时外力拖拽引起的线缆损坏，与无线通信基站的连接处采用盘留安装方式，在外力作用下可无损拉伸，与抗灾变天线接口部分采用巷道壁开槽嵌入式安装方式。
7.自动收缩放线装置(107)，轴部有平面涡卷弹簧，用于盘留天线馈线(106)，具有自动收缩线缆功能，当所盘线缆受外力拉伸时自动放线，当无外力作用时自动收线。
8.抗灾变天线(108)，通过天线馈线连接无线通信基站(105)，用于无线通信信号的发射与接收；采用外形为杆状的天线，具有防水、防火、抗冲击材料的天线护套；采用巷道壁开槽嵌入式安装方式。
9.天线金属背板(109)，用于无线信号反射，嵌入巷道壁开槽底部安装，与抗灾变天线(108)绝缘。
10.移动通信终端(110)，包括手机、定位卡、具有无线通信功能的矿灯、具有无线通信功能的便携仪器和其它具有无线通信功能的设备。
图2所示为所述应急通信系统实施方式2示意图，与实施方式1的区别在于：
1.不需安装天线金属背板(109)。
2.抗灾变天线(108)采用包括定向板状天线或八木天线的方案，天线紧贴巷道壁安装
3.防护罩，用于保护抗灾变天线(108)，安装于巷道壁上，防护罩采用流线型侧剖面或弧形侧剖面，防护罩材料采用没有无线电信号屏蔽作用的防水、防火、抗冲击材料。
图3为采用螺纹护套管实施方案的抗灾变线缆的螺纹护套管示意图。
图4为无线通信基站(105)的实施方式，主要包括：
1.处理器(401)，采用Atheros AR7161无线网络处理器，工作频率600Mhz。
2.存储单元(402)；包括快速闪存和随机存储器。快速闪存采用32M Flash；随机存储器采用128M SDRAM。
3.无线通信单元(403)：主要包括无线通信模块。无线通信模块核心芯片采用Atheros AR9220，通过柔性专用转接线与主板上AR9220引出的IPX接口连接。
4.有线通信单元(404)包括有线通信模块和通信接口。有线通信模块核心芯片采用Atheros AR8035，支持千兆以太网。通信接口采用标准以太网通信接口。
5.电源单元(405)：包括交直流转换、电池、电压转换和电池充放电管理部分，交直流转换采用AC/DC模块，将由井上供电设备提供的交流电转换为设备所需的直流电，还为蓄电池充电供电；电池使用锂离子蓄电池，锂电池应具有防反接功能，具有内部保护电路外，具有有外保护电路,具备防过充、防过放、过流、短路等功能，还有均衡充电、均衡放电功能。电压转换负责在设备无外来供电时，将锂电池输出电压转换为其它单元元件所需电压，采用MAX1724电源芯片。电池充电管理核心芯片采用CS0301锂电池充电管理芯片。
图5为所述无线通信基站的自动弹出备用天线实施方案示意图主要包括：
1.主天线(501)，采用板状全向天线，主天线与弹簧挡板(503)作为一个刚性整体连接于天线合页(502)机构上，系统正常工作时垂直于巷道壁，当受平行于巷道方向的外力作用时，带动弹簧挡板沿合页轴带转动。
2.天线合页(502)，连接固定主天线(501)和弹簧挡板(503)，可180度自由转动。
3.弹簧挡板(503)，用于控制备用天线(505)自动弹出的触发机构，与主天线(501)作为一个刚性整体连接于天线合页(502)轴上，随主天线(501)转动而转动，与弹簧机构(504)共同作用实现备用天线的自动弹出。
4.弹簧机构(504)，用于提供备用天线(505)弹出的动力。
5.备用天线(505)，采用板状全向天线，连接弹簧机构(504)和备用天线合页(506)，系统正常工作时置于硐室内，受弹簧挡板(503)阻挡垂直于硐室侧壁，当主天线(501)受外力转动时，备用天线不受弹簧挡板(503)阻挡，在弹簧机构(504)作用下自动弹出到巷道内。
6.备用天线合页(506)，连接固定备用天线(505)和弹簧挡板(503)，可180度自由转动。
图6为所述无线通信基站的自动弹出备用天线实施方案弹出后的示意图。

Claims (5)

1.一种抗灾变矿井应急通信系统，其特征在于：在井下硐室安装至少一个无线通信基站，所述无线通信基站通过抗灾变线缆连接至少一个井上通信交换设备；所述无线通信基站包含至少一个蓄电池；所述蓄电池通过抗灾变线缆连接井上本质安全电源充电；所述无线通信基站的天线采用抗灾变天线，所述抗灾变天线的馈线采用巷道壁开槽嵌入式安装方式；所述天线馈线与无线通信基站连接处采用盘留安装方式，天线馈线在外力作用下可无损拉伸；所述抗灾变天线包括外形为杆状的天线，所述杆状天线包括具有防水、防火、抗冲击材料的天线护套，所述杆状天线采用巷道壁开槽嵌入式安装方式；所述抗灾变天线包括带有防护罩的天线，所述防护罩采用流线型侧剖面或弧形侧剖面，所述防护罩材料采用没有无线电信号屏蔽作用的防水、防火、抗冲击材料；所述抗灾变线缆在外力作用下可无损拉伸；所述抗灾变线缆包括螺旋线缆；所述抗灾变线缆包括带有螺纹护套管的线缆；所述抗灾变线缆包括防水、防火、抗冲击保护材料；所述天线馈线及抗灾变线缆与无线通信基站的连接装置采用防水接线装置。
2.如权利要求1所述的应急通信系统，其特征在于：所述无线通信基站的天线包括螺旋式天线。
3.如权利要求1所述的应急通信系统，其特征在于：所述无线通信基站的天线包括漏泄线缆。
4.如权利要求1所述的应急通信系统，其特征在于：所述无线通信基站的天线包括与天线绝缘的金属反射背板。
5.如权利要求1所述的应急通信系统，其特征在于：所述无线通信基站的天线包括自动弹出备用天线。
CN201710973835.9A 2017-10-19 2017-10-19 抗灾变矿井应急通信系统 Active CN107613580B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710973835.9A CN107613580B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 抗灾变矿井应急通信系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710973835.9A CN107613580B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 抗灾变矿井应急通信系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107613580A true CN107613580A (zh) 2018-01-19
CN107613580B CN107613580B (zh) 2023-05-02

Family

ID=61078289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710973835.9A Active CN107613580B (zh) 2017-10-19 2017-10-19 抗灾变矿井应急通信系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107613580B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386228A (zh) * 2018-02-09 2018-08-10 西安科技大学 一种斜井冻结法施工长期监测巷壁应力的方法
CN111836129A (zh) * 2020-08-06 2020-10-27 郝宁宁 一种抗震防洪5g基站
CN112186325A (zh) * 2020-09-03 2021-01-05 国网吉林省电力有限公司四平供电公司 一种户外取电及通信传输一体化装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3004977B2 (ja) * 1997-11-07 2000-01-31 ルーセント テクノロジーズ インコーポレーテッド 固定された端末を使用するセル状の無線通信システム
WO2009052603A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Active Control Technology Inc. Communication equipment mounting apparatus for a mine
CN102983909A (zh) * 2012-10-09 2013-03-20 邓小健 利用通信光缆防备矿井、隧道发生意外时的保护装置
CN203057536U (zh) * 2012-12-28 2013-07-10 沈阳北方交通重工有限公司 矿用本质安全型便携应急无线通讯装置
CN105873002A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 矿井应急通信与定位系统
CN105873001A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 分体自供电矿井应急通信与定位系统
CN105872982A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 抗灾变矿井应急通信与定位系统
CN205830042U (zh) * 2016-05-05 2016-12-21 中国矿业大学(北京) 分体自供电矿井应急通信与定位系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3004977B2 (ja) * 1997-11-07 2000-01-31 ルーセント テクノロジーズ インコーポレーテッド 固定された端末を使用するセル状の無線通信システム
WO2009052603A1 (en) * 2007-10-26 2009-04-30 Active Control Technology Inc. Communication equipment mounting apparatus for a mine
CN102983909A (zh) * 2012-10-09 2013-03-20 邓小健 利用通信光缆防备矿井、隧道发生意外时的保护装置
CN203057536U (zh) * 2012-12-28 2013-07-10 沈阳北方交通重工有限公司 矿用本质安全型便携应急无线通讯装置
CN105873002A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 矿井应急通信与定位系统
CN105873001A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 分体自供电矿井应急通信与定位系统
CN105872982A (zh) * 2016-05-05 2016-08-17 中国矿业大学(北京) 抗灾变矿井应急通信与定位系统
CN205830042U (zh) * 2016-05-05 2016-12-21 中国矿业大学(北京) 分体自供电矿井应急通信与定位系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PAN TAO: "Technology Study of Wireless Communication System under the Coal Mine Tunnel", 《2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON INTELLIGENT SYSTEM DESIGN AND ENGINEERING APPLICATION》 *
孙继平;: "现代化矿井通信技术与系统", 工矿自动化 *
孙继平;: "矿井通信技术与系统", 煤炭科学技术 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108386228A (zh) * 2018-02-09 2018-08-10 西安科技大学 一种斜井冻结法施工长期监测巷壁应力的方法
CN111836129A (zh) * 2020-08-06 2020-10-27 郝宁宁 一种抗震防洪5g基站
CN111836129B (zh) * 2020-08-06 2022-04-08 青岛科华钢结构有限公司 一种抗震防洪5g基站
CN112186325A (zh) * 2020-09-03 2021-01-05 国网吉林省电力有限公司四平供电公司 一种户外取电及通信传输一体化装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107613580B (zh) 2023-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107613580A (zh) 抗灾变矿井应急通信系统
US20070171888A1 (en) Method and apparatus for establishing a wireless communications network solar powered access points
CN106506441A (zh) 一种紧急医疗救援车载通讯系统
CN105872982A (zh) 抗灾变矿井应急通信与定位系统
CN107529153A (zh) 全矿井应急通信系统
CN104100154A (zh) 一种多功能手铐装置
CN207884897U (zh) 全矿井应急通信系统
CN207820251U (zh) 抗灾变矿井应急通信系统
CN204258940U (zh) 矿用隔爆兼本安型无线摄像仪
CN207820252U (zh) 容灾矿井应急通信系统
CN105873002A (zh) 矿井应急通信与定位系统
CN205830042U (zh) 分体自供电矿井应急通信与定位系统
CN101751702A (zh) 煤矿井下人员管理系统
CN107613581A (zh) 容灾矿井应急通信系统
CN105873001A (zh) 分体自供电矿井应急通信与定位系统
CN105848308A (zh) 无线供电矿井应急通信与定位系统
CN203008978U (zh) 不倒翁式应急救援无线通信中继装置
CN101754474A (zh) 应急救援通信基站
CN205648005U (zh) 矿井应急通信与定位系统
CN202797930U (zh) 移动通信车辆整车防雷系统
CN201409127Y (zh) 一种小型应急移动通信基站箱
CN203276483U (zh) 用于防止输电线路检修用个人保安线丢失的安全报警装置
CN205648008U (zh) 一体化自供电矿井应急通信与定位系统
CN105847406A (zh) 矿井灾害应急通信与监控系统
CN208782510U (zh) 矿井移动容器无线式智能电站装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant