專利名稱：一種實現井下礦可靠通訊和給養(yǎng)的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種礦山設備，具體說涉及一種井下礦通信、緊急救援的裝置。
背景技術：
國家安監(jiān)總局等七部委相關文件精神要求各井下礦鋪設給養(yǎng)管道和通訊系統(tǒng)。目 前，我國礦井下鋪設的一些管道用途單一或者根本沒有鋪設給養(yǎng)管道，通信基本上全靠有 線方式傳輸。井下無線通訊多為"一呼百應"的單功對講系統(tǒng)，不能用于數據傳輸。近幾年 來地面通信得到迅猛發(fā)展及完善，地面通信網正在向集語音、圖像和數據傳輸"三網合一" 的綜合信息網方向發(fā)展。受各種條件的制約，實現井下通訊有效部署的礦井很少，目前沒有 一個統(tǒng)一的井下通訊平臺能夠同時傳輸數據、語音和視頻，對礦井下生產調度指揮、安全管 理等造成諸多不便。

發(fā)明內容
針對現有井下礦通信、緊急救援的裝置存在的缺陷，本案提供一種可以方便的為 井下礦的排風、排水、瓦斯監(jiān)測、提升、生產調度、視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)提供網絡接口，部署 無線通訊系統(tǒng)，實現井下固定電話或移動電話的語音通信以及井下與地面通訊的一種實現 井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝置。 解決上述技術問題所采取的具體技術措施是一種實現井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝 置，其特征是在復合外管(9)內裝有五根內管，五根內管分別是供電通信管道(3)，排風 管道(4)，給養(yǎng)管道(5)，滅火/滅塵管道(6)，排水管道(7)，每條管道上都配有三通接頭， 五根內管間裝填復合填充材料(8)，在每段管道上設有一個救生艙，救生艙上方有網絡節(jié)點 標號(IO)，艙門上裝有應急燈(1)和救生信號處理模塊(2)。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明提供一種可以方便的為井下礦的排風、排水、瓦斯監(jiān) 測、提升、生產調度、視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)提供網絡接口 ，部署無線通訊系統(tǒng)，實現井下固定 電話或移動電話的語音通信以及井下與地面通訊的一種實現井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝置。 為井下礦實現了 "生命線"的架設。進一步提升礦井下安全管理水平，促進安全生產，同時 為井下災難發(fā)生后搶險救災工作的及時通訊與給養(yǎng)輸送創(chuàng)造了有利條件


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。 圖2是圖1的側視圖。 圖3是通信網絡拓撲圖。 圖4是WIFI語音通訊網絡示意圖。
具體實施例方式
—種實現井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝置，如圖1所示，采用五根直徑①20的不銹鋼管作為內管，分別用作供電、通信管道3，排風管道4，給養(yǎng)管道5，滅火/滅塵管道6，排水管 道7 ，每條管道上都配有三通接頭。五根內管由8硬度適中、絕緣、阻燃的復合填充材料均勻 隔離，并由復合填充材料8包裹，最后由復合外管9包裹緊箍形成一段適用于井下的復合管 道，每段管道長度根據現場情況自定，復合管道隨著采掘面的延伸而延長。在每段管道內都 有一個救生艙，艙門上有應急燈1和救生信號處理模塊2。當井下發(fā)生塌方時，遇險工人可 以打開附近的救生艙門，通過管道內救生艙中的網絡電話與控制中心聯(lián)絡并打開艙內相應 的給養(yǎng)管路、排水和滅火/滅塵等管路上的閥門進行自救。當救生艙門打開時掛于閥門上 的應急燈1點亮，同時救生信號處理模塊2將該救生艙所處管道網絡節(jié)點標號10通過通信 網絡上傳控制中心，可以使地面快速確定事故發(fā)生地點。井下通信網絡對井下救援至關重 要，復合管道的應用更好的保證了井下通訊線路的可靠性。在供電、通信管道3中鋪設光纖 以及防爆不間斷電源，并在救生艙內配置光纖接口設備以及VOIP網絡電話。依據通訊可靠 性的設計原則本案采用先進的雙環(huán)自愈光纖網絡結合井下無線全覆蓋網絡的冗余設計方 式，環(huán)網技術通過把設備環(huán)形相連，提供一定鏈路冗余，具有很強的單點故障自愈能力。光 纖網絡結構采用相對較新的環(huán)網技術RPR(Resilent PacketRing，彈性分組環(huán))，單纖鏈路 速率一般在10Gb/s左右，通過空間重利用技術和插入緩沖技術解決了 RPR對硬件、軟件在 速度上的性能要求，實現數據的快速轉發(fā)。為避免環(huán)網因其固有拓撲而導致一些缺點，對于 多斷點故障難以提供故障保護和及時回復，在光纖網絡基礎上增加了無線MESH網絡覆蓋， 構成可靠的井下雙光纖+無線MESH通信網絡。無線MESH設備掛接于光纖環(huán)網的多個節(jié)點 上，每個無線MESH設備相互橋接的同時還對井下工作面進行無線覆蓋。當光纖環(huán)網出現多 點故障時，無線MESH網絡依靠其健壯性和多跳性利用其自身的路游及橋接功能，自動彌補 光纖斷點。光纖+MESH無線網將井下有線/無線網絡與井上企業(yè)局域網連接起來，能實現在
井下任何地方任何時候都可以接入網絡。既滿足了井下的安全、生產的需要，又要滿足地面 生產、指揮、管理以及人們生活等各方面的通信需求。本案設計的網絡可以方便的為井下礦
的排風、排水、瓦斯監(jiān)領U、提升、生產調度、視頻監(jiān)控等多種系統(tǒng)提供網絡接口，網絡拓撲示 意圖如圖3。在井下巷道的復合管道中敷設復合管道，在管道內敷設雙光纖環(huán)網，環(huán)網由光 纖接入點和多段單模礦用光纖構成。其中一個光纖接入節(jié)點連接礦井中繼網關，礦井中繼 網關再與地面企業(yè)局域網相連。在與礦井中繼網關相連的企業(yè)局域網中選擇一臺交換機放 置在監(jiān)控調度中心，作為井上/井下通訊專用交換機。視頻監(jiān)控攝像頭、自動化控制用傳感 器等數據經過井下光纖網絡接入節(jié)點和礦井中繼網關后經過地上監(jiān)控中心專用交換機進 入各自裝有監(jiān)控系統(tǒng)的計算機。井下V0IP網絡電話經過井下光纖網絡接入節(jié)點和礦井中 繼網關后經過地上監(jiān)控中心專用交換機進入網絡語音網關IP-pbx，通過地面公話網絡經程 控交換機進入匯接局，匯接局根據呼叫的號碼分配信道并匯接到固定電話或移動電話。在 井下部署的無線通訊系統(tǒng)，可實現井下固定電話或移動電話的語音通信以及井下與地面通 訊，網絡結構如圖4所示。在井下每個光纖接入點設備上都掛接無線MESH設備，該設備還 有802. 11G的無線覆蓋部件和802. lla的橋接部件。WI-FI電話通過802. 11G的無線覆蓋 設備在經井下光纖接入點后同井下VOIP網絡電話的通話原理一樣可以與地面任意電話通 話，同時也可實現井下WI-FI手機之間，WI-FI手機與井下V0PI網絡電話之間的通訊。
選擇的井下用光纖節(jié)點設備，各網絡接口設備，無線MESH設備，光纖，VOIP電話， WIFI手機及各種管材等均要符合本質安全標準.并符合如下相關標準
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>密閉性防護等級IP68 ; >阻燃防護等級UL94V0 ; >防物理沖擊等級IKIO ;
>防腐等級加強級>8; >防爆等級ib GB3836. 4限制點火源的能量Zonel， Zone2。 每個井下礦通常都有主井，副井和風井，主井運產品，副井運人和運輸輔助材料， 風井則負責通風供氧并沖淡瓦斯等有害氣體。與這3 口井對應的有3條主要巷道而且這 3條巷道必然是要互相貫通的。我們采用口徑足夠大的金屬管道作為內襯，耐腐、耐高溫、 阻燃非屏蔽材料作為外管的復合管材逐節(jié)相連，沿礦山副井、風并不斷向礦井縱深延伸的 方式，同時與采礦作業(yè)齊頭并進，挖到什么地方就鋪設到什么地方，它的一端通達采場工作 面，另一端直通井口救險現場指揮部。復合管中穿過的功能性管線配合要緊湊、順暢，不能 有長久摩擦損壞和打結的現象。凡在井巷中遇彎道，應使所有拐角保持弧度，避免接近"直 角彎"。
權利要求
一種實現井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝置，其特征是在復合外管(9)內裝有五根內管，五根內管分別是供電通信管道(3)，排風管道(4)，給養(yǎng)管道(5)，滅火/滅塵管道(6)，排水管道(7)，每條管道上都配有三通接頭，五根內管之間裝填復合填充材料(8)，在每段管道上設有一個救生艙，艙門上裝有應急燈(1)和救生信號處理模塊(2)，救生艙上方有網絡節(jié)點位置的標號(10)。
全文摘要
一種實現井下可靠通訊和給養(yǎng)的裝置，在復合外管內裝有五根內管供電通信管道，排風管道，給養(yǎng)管道，滅火/滅塵管道，排水管道，每條管道上都配有三通接頭，五根內管間裝填復合填充材料，在每段管道上設有一個救生艙，艙門上裝有應急燈和救生信號處理模塊。并部署雙光纖環(huán)網、無線MESH節(jié)點、不間斷供電系統(tǒng)；在救生艙內有VOIP電話以及給養(yǎng)管道閥門，艙門上掛有扳手，當事故發(fā)生時，井下人員可以利用扳手就近打開箱用閥門進行自救，救生艙門打開時艙蓋所處地的標號會傳到監(jiān)控中心，也可以通過VOIP電話與監(jiān)控中心聯(lián)絡，進行緊急救援。該裝置以及通訊系統(tǒng)的實施，除可以快速進行井下事故救援外，還為井下各種監(jiān)控系統(tǒng)和生產調度系統(tǒng)打下基礎。
文檔編號E21F17/00GK101718210SQ20091026382
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者吳耀昕, 常微, 張海波, 樵永鋒, 王微微, 石國峰, 范德日, 鄭學明, 黃金英 申請人:丹東東方測控技術有限公司