摘要
为给矿井煤岩体介质中无线通信技术开发提供理论依据,基于麦克斯韦方程,建立了煤岩体介质中电磁信号衰减模型,通过理论分析和数值计算,得到煤岩体介质中电磁波的合理通信频段、衰减系数及趋肤深度等参数。结果表明:煤岩体的电性参数、孔隙率、温度、湿度是影响电磁信号衰减的主要因素;为保证电磁波在煤岩体介质中良好的传输性,通信频率必须小于1MHz;在单一有耗煤岩体介质中,电磁信号衰减系数大小为无烟煤>褐煤>肥煤>焦煤>贫煤,石灰岩>泥岩>粗砂岩>砂岩>细砂岩;煤矿井下电磁信号传输的有耗媒质为多元混合介质,为保证趋肤深度6≥5m,必须选择通信频率厂≤0.21 MHz。
引文
[1]孙继平.煤矿安全生产监控与通信技术[J].煤炭学报,2010,35(11):1925-1929.
[2]吴立新,汪云甲,丁恩杰,等.三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿[J].煤炭学报,2012,37(3):357-365.
[3]毛善君.“高科技煤矿”信息化建设的战略思考及关键技术[J].煤炭学报,2014,39(8):1572-1583.
[4]吴立新,余接情,胡青松,等.数字矿山与智能感控的统一空间框架与精确时间同步问题[J].煤炭学报,2014,39(8):1584-1592.
[5]程德强,刘伟,钱建生.矿井无线通信技术及其发展趋势[J].工矿自动化,2007(5):36-40.
[6]郑学召.矿井救援无线多媒体通信关键技术研究[D].西安:西安科技大学,2013.
[7]杨维,冯锡生,程时昕,等.新一代全矿井无线信息系统理论与关键技术[J].煤炭学报,2004,29(4):506-509.
[8]刘广亮.煤岩介质电磁波衰减特性的频率域研究[D].青岛:山东科技大学,2006.
[9]宋晓艳.煤岩物性的电磁辐射响应特征与机制研究[D].徐州:中国矿业大学,2009.
[10]周克定.电磁场与电磁波[M].北京:机械工业出版社,2006.
[11]谢茂华,陶秀祥,许宁.煤炭介电性质研究进展[J].煤炭技术,2014,33(8):208-210.
[12]孙洪星.有耗介质高频脉冲电磁波传播衰减理论与应用的实践研究[J].煤炭学报,2001,26(6):567-572.
[13]张清毅,朱建铭.透地通信信道特性的研究[J].电波科学学报,1999(1):36-40.
[14]丁君.工程电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,2005.
[15]王长清,祝西里,陈国华,等.Maxwell方程用于电磁脉冲在损耗介质中的传播问题[J].电波科学学报,1999(1):97-101.