煤炭技术方面论文范文例文,与基于光纤通信的煤矿井下通讯工程设计相关论文发表
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[摘 要]矿井通讯是保证井下安全生产、设备控制、监控视频传输、检测数据传输的重点项目,要求传输介质具有很好的抗干扰性、防水性、抗腐蚀性、易于布线等特点.本文以矿井通讯工程为研究对象,设计了基于光纤的井下数据传输布局,针对矿井恶劣环境提出了汇接式-星型网络布线结构,并阐述了数据、电视、语言的传输方式及可靠性技术手段.本研究为煤矿井下通讯工程设计及传输介质搭配提供了参考.
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[关 键 词]矿井通讯;光纤;布线
0引言
矿井通讯因具有一定的特殊性,要求必须有高质量、安全可靠、坚固耐用的通讯设备为基础.当前,我国很多矿区仍旧使用铜芯电缆作为主要的通讯系统传输介质.随着煤矿开采范围的扩大,铜芯电缆在传输质量和传输速率上已不能满足需求.光纤传输在现代化工业生产中应用十分广泛,尤其是针对井下恶劣环境,光纤传输具有抗噪能力强、不产生火花、传输速率高等特点,逐渐成为井下作业传输的重要介质.
1井下通讯光缆的布局
相对于同讯息量传输的铜芯电缆来说,光纤具有使用灵活方便、重量轻、体积小等特点.在传输过程中,玻璃纤维既不受外界电磁干扰,又不产生电磁辐射.井下专用通讯光缆可由铜绞合线、多股铜丝以及金属拉线组合铠甲涂敷在光纤外部,也可用绝缘材料涂敷.针对于矿井传输布局和结构,可选用不同的涂敷方式.如图1所示,为典型的井下通讯用光缆截面图.按照需求,井下通讯光缆在布局铺设过程中应考虑如下几点问题:
垂直敷设:作为光缆的玻璃纤维,在布设过程中由于自身重力影响,也导致纤维被拉伸,而传输过程中的光纤衰减特性和材质的张力具有一定的联系.因此,为了降低拉伸对信号衰减的影响,需在中心受拉线上绞合带有包层的玻璃纤维芯线.要紧密结合光缆中的拉线和芯线,还可以通过选用不同的光纤材料和设计来降低张力对传输的影响.由于井下环境特殊,在设计光缆时还要考虑线材内部防水充填料的问题.在垂直敷设下,由于重力影响会导致光缆内部压力变化,造成防水充填材料的下移.通过实验研究可知,在光缆内部充填防潮封闭铠装能有效的减缓充填材料下移情况,同时还能达到线材防水的目的,并提高了恶劣环境中光缆的使用寿命.
井下光缆耐用性:虽然光缆的保护涂层和包层剥落后,中间的玻璃纤维易碎断,但可通过普通电缆的包层技术就能设计出性能极好、坚固的光缆.使恶劣环境中的光缆具有一定的防水、阻燃、抗破碎以及加工
煤炭技术方面论文范文例文
端头和多芯线铰接:可按照NEMA标准或普通电缆绞合套层技术对光缆芯进行封装,然后通过连接器、连接盒、机械连接或熔化连接法进行端头和光缆的连接.按照井下实际环境,在巷道事故多发区和井巷瓦斯富集区采用接线盒或机械连接法更合适,因为接线盒为完全隔爆设计,不会产生电弧、火花,体积更小.
2井下通讯网络工程设计
2.1整体布线
按照煤矿井下巷道及工作面走线,可确定为树状布线结构.最理想的布线设计为在没有电子增音机使用下,能够保持采取和主水平巷道的即时通讯.利用井下光纤耦合器建立起矿井光纤通讯网络,耦合器具有很多种,三端、四端到上百端的大型耦合器.不使用电子增音机即为无源通讯网络,但该网络受到连接点数和分接数量的限制,最大用户数量不超过24个.针对井下实际布局和日后的扩展需求,采用星型结构网络能有效的增大用户数量,但容易产生光缆缠结.本文在分析上述问题的基础上,提出了汇接式-星型网络混合布局,提供了足够数量接口的同时降低了主干线缆数量.如图2所示.
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2.2井下光纤传输
目前,我国煤矿井下通讯传输信息可分为三种,数据、电视、语言.数据信息传输是以数字比特流为基本形式传输的,能够提供井下设备控制数据、实时报警数据等信息的传输;电视传输是以数字化形式、频率调制载波以及基带模拟形式传输的.根据井下实际电视传输特点,可采用多路电视通讯传输方式,将每个信道调制到FM-FDM频率的载波上进行单光缆传输;语音传输是以数字化信号和音频频率基带模拟信号进行传输的.对于煤矿井下恶劣环境来说,数字化信号具有更好的抗干扰能力,可采用多路化数字信号进行传输.
3结论
综上所述,煤矿井下通讯工程中光纤通讯传输具有以下特点:数据、电视、语言可同时传输,传输距离可达到几十公里且信号基本无衰减;通讯数据容量大、频带宽,可满足井下各类通讯需求;光缆重量轻、体积小,网络布线具有一定的灵活性;以玻璃纤维作为传输介质,不产生电火花,尤其适合瓦斯富集区的通讯布线;抗腐蚀、抗电磁干扰能力强,适合在井下长期使用.
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