煤矿井下4G通信系统的设计与应用

李超

摘 要：为满足煤矿井下复杂条件下的无线通信需求，设计了一套煤矿井下4G通信系统，首先介绍了平煤八矿工业环网结构和通信系统现状，然后详细介绍了系统的设计方案。经实际应用表明：该系统实现了基于4G的移动通信、调度、控制及信息采集功能，对保障矿井安全生产及智能化建设具有重要意义。

关键词：4G通信;无线通信;智能化;安全生产;工业环网

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）01-0048-03

Abstract： In order to ensure the wireless communication requirements under complex conditions in coal mines， a set of underground 4G communication systems in coal mines were designed. First， the industrial ring network structure and current status of communication systems in Pingdingshan Tian'an Coal Mining Co.， Ltd. No. 8 Mine were introduced， and then the system design scheme was introduced in detail. The practical application shows that the system realizes the functions of mobile communication， scheduling， control and information collection based on 4G， which is of great significance to the safety production and intelligent construction of coal mine.

Keywords： 4G communication;wireless communication;intelligence;safe production;industrial ring network

煤矿井下地质条件复杂多样，瓦斯、煤尘、水、火、顶板等自然灾害严重，管理工作极其复杂、繁重，因此，努力提升安全生产技术水平，一直是煤矿企业追求的主要目标。井下通信系统是保障矿井安全生产管理必不可少的设施，主要包括有线通信、泄漏通信、小灵通通信和无线对讲通信系统[1]。其中，有线通信只能在固定地点;泄漏通信距离短，需要单独组建网络，只能应用于机车调度通信;小灵通通信和无线对讲通信系统的设备构成复杂，需要单独布线，并且受频段限制，不能进入采掘工作面。针对这些问题，本文结合平顶山天安煤业股份有限公司八矿（以下简称“平煤股份八矿”）的实际情况，设计了一套适用于煤矿井下环境的4G通信系统。

1 平煤股份八矿工业环网结构

平煤股份八矿已建成井上、井下万兆工业以太環网，采用主干网万兆、分支网千兆，大环套小环的环网拓扑结构，如图1所示。其中，井下安装了5台万兆工业交换机和8台千兆工业交换机，地面中心机房安装了2台万兆工业核心交换机，地面煤楼、新副井、主井共安装了3台千兆工业交换机，构成一个统一的矿井通信传输系统，为4G通信系统建设提供了网络传输基础。……