【摘要】：掌握煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域特征信息是防治礦井內(nèi)因火災(zāi)的重要前提。目前常用的監(jiān)測方法如安全監(jiān)控、束管監(jiān)測、人工檢測等在監(jiān)測區(qū)域、監(jiān)測精度等方面存在不足,本論文以近年來新興的礦井無線通信技術(shù)為研究對象,分別對工作面沿空側(cè)、密閉區(qū)域及煤巖體介質(zhì)中這三大區(qū)域的無線通信性能開展研究,對煤礦井下無線通信技術(shù)開發(fā)具有重要指導(dǎo)意義。文章首先分析了采空區(qū)、密閉區(qū)域及沿空巷道三種煤自燃危險(xiǎn)區(qū)域無線通信環(huán)境及傳輸損耗因素,得到了煤巖體介質(zhì)屬于有損耗介質(zhì),電性參數(shù)和通信頻率是影響無線信號傳輸?shù)闹饕蛩?沿空巷道屬于受限空間,電磁信號傳輸質(zhì)量與圍巖電參數(shù)、橫截面尺寸、巷道壁傾斜和粗糙程度有關(guān),且受電磁干擾的影響較大。建立了煤巖體介質(zhì)及沿空巷道的無線通信衰減模型,理論計(jì)算得到在煤巖體中趨膚深度大于5米時(shí)通信頻段必須小于1MHz,沿空巷道中無線通信的截止頻率為291MHz,結(jié)合井下電磁干擾統(tǒng)計(jì),沿空巷道無線通信的優(yōu)選頻率必須大于500MHz。采用MATLAB通信軟件,對煤巖體介質(zhì)及沿空巷道的通信性能進(jìn)行仿真,得到了不同通信頻率的衰減系數(shù)及有效通信距離之間的定量關(guān)系,擬合得出衰減系數(shù)及通信距離與頻率成二次函數(shù)關(guān)系。在龍固煤礦2303工作面沿空巷道及地面堆煤場進(jìn)行應(yīng)用,測試了169MHz、433MHz、900MHz、2.4GHz四種頻率的傳輸距離和衰減特性,驗(yàn)證了理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:It is an important prerequisite to prevent and cure mine internal fire by mastering the characteristic information of the dangerous area of coal spontaneous combustion. At present, the commonly used monitoring methods, such as safety monitoring, tube monitoring, manual detection and so on, are insufficient in monitoring area, monitoring accuracy and so on. In this paper, the emerging wireless communication technology in coal mine is taken as the research object, and the face side along the gob is studied separately. The research on the wireless communication performance of the three regions in the closed area and in the coal and rock mass media is of great significance to the development of wireless communication technology in underground coal mines. This paper first analyzes the wireless communication environment and transmission loss factors in the three dangerous areas of coal spontaneous combustion in goaf, closed area and roadway along the goaf, and obtains that the coal and rock mass media belong to the lossy medium. Electrical parameters and communication frequency are the main factors affecting wireless signal transmission. The transmission quality of electromagnetic signal is related to the electrical parameters of surrounding rock, the size of cross section, the inclination of tunnel wall and the degree of roughness, and is greatly affected by electromagnetic interference. The wireless communication attenuation model of coal and rock mass media and goaf roadway is established. The theoretical calculation shows that the communication frequency band must be less than 1 MHz when the skin depth of coal and rock mass is more than 5 m, and the cut-off frequency of wireless communication in goaf roadway is 291 MHz. According to the statistics of underground electromagnetic interference, the optimal selection frequency of wireless communication along goaf must be more than 500 MHz. Using MATLAB communication software, the communication performance of coal and rock mass media and roadway along goaf is simulated, and the quantitative relationship between attenuation coefficient of different communication frequency and effective communication distance is obtained. The quadratic function of attenuation coefficient, communication distance and frequency is obtained by fitting. The transmission distance and attenuation characteristics of four frequencies of 169MHz ~ 433MHz ~ 900MHz ~ 2. 4GHz have been tested in the goaf roadway and ground heap coal yard of 2303 face of Longgu Coal Mine. The accuracy of theoretical calculation has been verified.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TD752.2

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