无线通讯设备在矿山测量中的应用
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摘要：随着电子技术的飞速发展，电子测量仪器使测量工作中站点与目标之间的距离加大，给测量人员之间的沟通带来了一定的麻烦，通讯联络工具的使用在矿山测量中显得尤为重要。在矿山测量中使用无线通讯设备能解决部分测量中存在的问题，对矿山测量有重要意义。
关键字：无线通讯设备；矿山；测量
中图分类号：TD178
随着电子技术的飞速发展，，采用无线通信技术组建测量系统成为可能。在现代农业、工程车辆以及采油站等位置移动、偏远、布线不便和布线成本高的场合，采用无线通信技术组建远程测量系统具有很大的优势。电子测量仪器大量地应用于测量工作中，使得在测量工作中站点与目标之间的距离大大加大，这就给测量人员之间的沟通带来了一定的麻烦，这种情况下就需要进行必须的通信联络工具，以便互相协调完成测量工作。但是目前的通信联络工具很不适应工作的需要，尤其是在井下，其联络是通过在测量人员之间用灯光联系，此方法表达能力较差，容易被其它灯光所干扰，有的环境下灯的光线已穿透不了，这就使得用灯光联系更加困难。
针对这些情况，我们将对讲机引入到矿山测量工作中，解决了以上问题，且在当前测量工作中发挥了非常大的作用。
一、无线测量的发展
通信技术是测量系统数据传输的关键技术，对于测量系统的实时性、有效性以及成本有着重要的意义。随着计算机技术、网络通信技术、无线电技术的发展，数据的传输媒介也越来越多样化，这些新兴技术的出现及发展，给无线测量带来了新的活力与发展。
（1）GPRS技术。GPRS是通用分组无线业务的简称，构建在GSM网络基础之上，对原有的GSM网络子系统和无线系统的设备及功能进行了升级和增强，被称为2.5G系统。
（2）蓝牙技术。蓝牙作为一种短距离、小范围的无线网络技术，能够在设备间实现方便快捷、灵活安全、低成本、低功耗的数据和语音通信，是目前实现短距离无线网络的主流技术之一。
（3）Wi-Fi技术。无线局域网是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网络（Wireless Local Area Network，WLAN），它是在有线网的基础上发展起来的，能够解除有线的方式中对终端的位置的限制，使得终端具有可移动性，能快速的、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。
（4）ZigBee技术。ZigBee是一种新兴的短距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术，网络的基础是IEEE 802.15.4无线网络技术标准。
二、主要工作原理：
无线对讲机的工作原理：基于电磁波运动学、动力学原理和现在电子技术，主要由发射部分与接收部分组成。
1、发射部分
锁相环和压控振荡器（VCO）产生发射的射频载波信号，经过缓冲放大，激励放大、功放，产生额定的射频功率，经过天线低通滤波器，抑制谐波成分，然后通过天线发射出去。
2、接收部分
接收部分为二次变频超外差方式，从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大，在经过带通滤波器，进入一混频，将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号在第一混频器处混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号。滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片，与第二本振信号再次混频生成第二中频信号，第二中频信号通过一个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后，被放大和鉴频，产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路，进入音量控制电路和功率放大器放大，驱动扬声器，得到人们所需的信息。
在地面上，对讲机的应用有效距离达2～3KM，但由于井下弯道比较多，电磁波在传播的过程受到巷道的折射、反射、散射及吸收等，导致传播距离大大减小，但是，在两通视的巷道传播距离仍可达500m。
由于在测量应用中，两点之间都是相互通视的，所以对讲机的应用没有受到限制。所以，在井下通视条件允许的情况下，尽量加长测量边的距离。测量员之间的联系已不在是问题。
三、主要内容
在井上长距离控制点测量时由于仪器站点与前后是相隔距离远（我矿井上控制点位距离平均在200m左右），用传统的通讯手段已经无法满足测量工作的需要，传统通讯手段既浪费时间又传达不到位导致工作效率低下。应用无线通讯设备后工作效率提升效果显著，而且大大降低了因通讯不便引起的测量误差。
2、在井下大型矿房与长距离巷道测量中的应用：
井下我矿主要的一步采二步采矿房大多数在100余米，且受矿房内油烟水汽粉尘影响，能见度低，矿房测量验收时 ，全站仪红外线指示到迎头，在测站点与迎头点的测量人员几乎无法通过灯光等指示信息进行沟通，这在采场测距、测角、量高的过程中十分不便；其次部分区域的顶板与两帮破碎相对危险不适合测量人员长时间工作。因此将此无线通讯设备引入到大型矿房与长距离巷道的测量验收中相当有必要，不仅能够提高工作效率，而且能大大提高技术人员工作的安全系数。
3、在充填回风井等措施井施工中的应用：
在井下测量中，措施井的施工放样测量一直是井下最危险的测量工作之一，由于爬道有断面小、距离长、坡度大、空气质量低、安全性差等特点，给测量带来不少麻烦。
（1）、由于充填回风井断面小、距离长、空气质量差等特点，灯光无法使充填回风井上部的测量技术人员接到下口测量技术人员的信号，导致测量人员之间交流困难，大大降低了测量工作效率。
（2）、由于充填回风井支护条件差、坡度较大、安全性较差，在测量放点的过程中难免有小块浮石从上边滑落，对下口的测量人员构成危险。
（3）、由于充填回风井施工过程中，需要现场反算其施工坡度与施工方位，参与放线的人员与设站点测数的人员需要及时沟通减少上下充填回风井的次数，降低其安全风险。
无线通讯设备的引进使这些问题迎刃而解，测量人员可以使用对讲机进行相互的联系，大大提高了工作效率，当上边发现有危险的时候急时用对讲机通知下边的作业人员，使其及时避让。而且无线对讲机具有携带方便、防水、防爆、通信距离远的优点，特别适合测量工作中使用。
四、项目主要创新点：
1、 无线通讯设备的应用使测量人员之间的交流更加方便，交流信息更加全面，有效的提高测量工作效率。
2、 无线通讯设备的使用，可以使不同作业区域的测量技术人员及时了解工作环境周围第一时间的安全信息，有助于排除安全隐患，大大提高技术人员的工作安全系数。
3、 无线通讯设备的应用使不同站点的人员及时记录测量信息，避免了因沟通不便造成的测量误差。
4、 无线通讯设备的应用可每年降低安全资金投入约10余万元。
五、小结
无线测量系统相对于有线网络具有组网更加灵活、网络扩展性能好、易于维护等优点，随着无线网络技术的发展，无线网络在测量系统中正在逐步替代有线网络，成为测量数据传输的不可或缺的载体。