2024年6月3日发(作者：)

无线通信技术在煤矿的发展

煤矿井下通信系统是矿井安全防护及生产调度必不可少的设

施，是矿井信息化和安全生产管理的重要组成部分。将无线通信系

统技术应用于煤矿企业，提高井下无线通信水平，加快井下通信发

展步伐，为煤矿安全生产、提高生产效率、提高企业的管理水平搭

建起有效的信息平台，成为煤矿无线通信发展的重要任务。

由于井下环境差，巷道分布多，干扰信号源多，对无线的发展

障碍比较大，早期我国井下通信主要为有线方式。随着无线通信技

术的日新月异，煤矿井下无线通信技术也得到了迅速发展。煤矿无

线通信主要有以下方式：

1 超低频透地通信

超低频透地通信系统是以大地为电磁波传播媒介、无线电波穿

透大地的无线电通信方式。主要产品是澳大利亚开发的ped 井下无

线通信与急救系统，90年代进入我国煤炭领域。该系统主要应用于

井下急救，即在紧急情况发生、其它通信方式完全中断时，通过ped

系统发射系统，使其超低频信号穿透岩层到达井下任何位置，迅速

有效地与井下人员通信。该系统可靠性高，但缺点是信道容量小，

不能用于语音等需要较大信道容量的通信，只能用于传呼、简单遥

控等，而且电磁干扰大，特别是50 hz工频干扰对特低频透地通信

干扰严重。另外，透地通信系统需要在地面架设长达数千米的天线，

限制了该方法的应用。

2 中频感应通信

中频感应通信系统借助专用感应线，利用无线电波感应场引导

电磁波传输，频率选择在中低频。主要产品是南非的rb2000，90

年代末进入我国煤炭领域。该系统投资费用低，小范围内信道稳定，

设备携带方便，采用中低频感应操作，可在井下恶劣环境中锁定最

佳的通信波段，输出高强度信号；系统采用导频抑噪技术，在噪音

较高的电磁环境中使用且通话效果十分清晰。但缺点是靠近感应体

通信效果好，稍远离感应体信道不稳定，感应通信受受巷道内导体

影响较大，信道性能不稳定，通信距离一般不大于2m，信道容量小，

电磁干扰强。

3 漏泄通信

漏泄通信系统利用漏泄电缆的漏泄原理实现矿井无线电通信，

系统采用超高频进行无线通信。漏泄通信主要应用于90年代，主

要产品为加拿大的flexcom。该系统具有信道较稳定、电磁干扰较

小等优点。但缺点是漏泄电缆上每隔350 m需加1个中继器，使系

统的可靠性变差，任一中继器和电缆故障将会造成该中继器以下的

部分系统瘫痪。并且随着中继器的增加，噪音易累加，信号容易失

真。系统的各个通道指定用于固定的设备，信道利用率不高。

4 phs通信

phs又名无线市话pas，它基于成熟的城市无线phs（小灵通）

技术之上，采用微蜂窝技术，利用定向天线及全向天线，以无线方

式接入固定电话网，依托固定电话网提供通信服务。矿井phs通信

系统由基站控制器、基站、局端设备、本安型手机、网管计算机等

组成。phs通信系统从2003年进入煤炭领域，主要用于煤矿井上、

井下语音通信及人员定位，具有安装简单，维护成本低，通话质量

好的优点。但其无线信号的发射和接收受基站无线信号的传输距离

及井下巷道状况的限制。随着公网小灵通的退市，phs通信系统的

发展已停滞。

5 cdma通信

矿用cdma（大灵通）通信系统是基于地面成熟的cdma技术的产

品，它属于大蜂窝通信体制，采用定向天线、全向天线及泄漏电缆

3种井下覆盖方式，主要由地面机柜、基站控制器、基站、无线耦

合器、无线功分器、漏泄电缆、本安手机等组成。矿用cdma（大灵

通）通信系统从2008年进入煤炭领域，系统单基站业务信道多、

语音通话质量好、组网通信规范严格、移动切换呼通率高，具有信

号稳定，移动性好，抗干扰能力强，支持无线高速分组数据业务，

对巷道状况要求低等优点。但缺点是系统占用设备较多，安装、维

护繁琐，造假较高，但是它存在着功能单一、协议标准化差、抗灾

变能力差的缺点。

6 wifi通信

矿用wifi无线通信系统采用无线微蜂窝覆盖技术和wifi移动

通信技术，实现了基于千兆环网的定位、语音通信及监测信息的无

线综合传输。该系统由ip pbx软交换设备、网关设备、矿用无线

通信基站、wifi手机、直流稳压电源组成。wifi无线通信系统采

用集中式管理，分布式组网架构，造价低，具有强大的移动性，能

够适应各类调度终端，语音系统容量大，可以实现综合数据业务的

扩展。但其缺点是wifi手机跨基站断话和大规模组网能力差，多

用户同时通话时语音严重滞后，甚至影响呼叫，语音传输技术采用

有损压缩算法，通话质量失真，快速移动通信时会严重影响通信距

离。所以，该技术作为矿井无线通信与生产调度应用，其市场狭窄。

但由于wifi具有宽带数据接入和以太网传输的强大功能，因此，

把它作为煤矿综合自动化监控数据传输、光纤环网对接和多网合一

的网关设备应用，是较好的宽带数据通讯解决方案，是当前煤矿无

线通信的主流技术。

7 xgp（新一代phs）

xgp是全球第四代移动通信的技术平台之一，xgp技术综合了传

统矿井小灵通移动语音组网通信质量好和wifi宽带数据接入传输

能力强的优势，实现了语音视频数据的并网传输。xgp系统中的基

站、基站控制器和移动交换机全部依赖以太网平台传输，可直接与

井下光纤环网无缝对接，实现了全网一体化统一通信，组网能力强，

语音通话质量好，支持手机主动精确定位，定位精度可达20米。

xgp技术最大的亮点是国内首创支持基于手机平台操作的移动指挥

调度，是真正意义上的移动生产调度系统。从矿井无线通讯技术与

市场长期发展演变的角度看，xgp无论从技术标准性、开放性、继

承性，产品成熟性、可靠性、实用性等方面综合分析，应成为时下

煤矿无线通信领域的最主流解决方案选择。

总之，当前煤矿无线通信系统基本能满足矿井无线通信的要求，

但是，随着煤矿生产自动化和信息化程度的提高，传统的数据和语

音通信，必将不能满足煤矿安全生产和无线可视多媒体服务的需

要。这就需要采用全新的网络结构及全新的无线传输理论与技术，

构建矿井宽带化综合通信系统，实现井下各种有线和无线监视、监

测、语音信息的传输。

参考文献：

[1]程德强，刘伟，钱建生.矿井无线通信技术及其发展趋势，

工矿自动化，2007年10月第5期.

[2]雷燕.小灵通无线通信系统在煤矿井下的应用，煤矿机械，

2006年1月第27卷第1期.

[3]王凯敏，曾永华，顾义东.基于cdma技术的矿井无线通信系

统的设计与应用，工矿自动化，2008年8月第4期.