煤矿如果突然塌方、线缆被毁,常用的无线信号将无法抵达地下矿井。“矿难出现时,由于一直缺乏高穿透性的通信设备用于井上井下应急通话,会导致现场救援困难重重,今后,这种情况将会大有改善。”长年致力于深穿透性无线通信领域的专家、同济大学电子与信息工程学院教授刘儿兀率领团队经过数年攻关,于日前成功研发出一套基于“磁感应通信技术”,能穿透300米深的地下岩层或煤层、用于矿井事故救援的通信救援设备,创造了国内无线通信最大穿透深度。该设备能让井上救援人员与井下受困矿工即时、双向语音通话,在矿难救援中大显身手。
该套设备形似一个应急救援箱,既可以固定安装,也可以便携移动,箱内装有发射机、接收机、环形发射天线以及各方向接收效果均好的三轴天线等设备。刘儿兀介绍,其工作原理是发射机在环形天线上产生一个交变磁场,接收机感应这个磁场,并对信号进行解码。课题组研发的第一代救援设备已于2012年底在山西晋华宫煤矿进行实地测试,成功实现了垂直310米、水平900米的穿透通信。目前,课题组已推出了第二代设备样品,在通信性能、适用性等多方面做了改进。
我国大中型煤矿平均开采深度为五六百米,有些大型煤矿甚至达到1000多米,该设备300多米的穿透深度,如何能确保通信“长驱直入”、直通井下?刘儿兀介绍,煤矿是分层开采的,煤层之间的间距大多在100至200米。“等每一层开采完之后,我们就可以在这一层安装一套固定的穿地通信设备。如此一来,各煤层通信信号就能层层续接,一直贯通到底。”
据介绍,这一深穿透通信设备还可应用于金、银、铜矿及防空洞、隧道等领域的无线通信。