由： 乔纳森·斯特里克兰

　　一群乌克兰煤矿工人在工作日结束时。

　　亚历山大·库多特普利/法新社/盖蒂图片社很少有情况比被困在地下而没有可见的逃生手段更可怕。矿工每天上班都有被困在这种情况的风险。在美国，矿山安全与健康管理局制定了指导方针和安全措施，以帮助最大限度地减少灾难发生的可能性。但有时这还不够。

　　根据美国劳工统计局的数据，2007年矿工的死亡率为每10万人中有24.8人。只有农业、渔业、林业和狩猎等集体工业的死亡率较高。并非每一起死亡事故都是矿井坍塌造成的。设备故障或不良的安全习惯也可能以悲剧告终。矿工在地下移动时也可能会遇到甲烷等危险气体。

　　矿山安全面临的最大挑战之一是通信。很难创建一个在地下运行良好的网络。最 收音机 波浪不能穿透岩石——你需要在两个传输点之间有一个视线。这对于大多数采矿作业来说是不可行的。强大的地下通信系统可以帮助减少采矿事故并提高救援行动的有效性。

　　无线电网络将是有效通信系统的关键组成部分。使用无线电波，矿工可以与地面作业保持联系。连接到无线电网络的传感器可以将环境信息发送回操作基地，在事故发生之前提醒团队负责人潜在的危险情况。有了正确的跟踪系统，领导者可以密切关注矿工在矿井内的位置。如果发生事故，领导者可以确定当时谁在该地区。

　　无线技术无处不在 - 您可以在机场和咖啡店找到热点。一些城市已经推出 市政无线网络.你可能会认为世界上每个矿山也会有它们。但请记住：无线电波很难穿透坚固的岩石。当您为矿井设计无线电网络时，您必须考虑到这一点。我们将介绍在矿井中实现无线网络的两种最常见方法。

　　首先，我们将关注一个名字有趣的系统：漏水的喂料器。

　　漏水的喂料器

　　像中国这样的老矿，通信系统有限——即使他们有通信系统。

　　中国图片/盖蒂图片社直到最近，最先进的采矿通信解决方案还是漏水的馈线。漏电馈线是可以发射的电缆 收音机 频率。它们就像同轴电缆，将信号从一个端点传输到另一个端点。通常，同轴电缆本身周围有一个铜护套，以防止信号在整个电缆长度上泄漏。如果网络使用长电缆，则可能无法检测到来自相反端点的信号。

　　漏水的给料器是不同的。泄漏的馈线不是用实心铜屏蔽覆盖电缆，而是在屏蔽层中留出小间隙以让信号通过。这些差距创造了一个有限的无线网络环境。线路放大器和中继器沿电缆定期增强信号，以弥补信号损失。

　　无线设备可以与泄漏的馈线连接。它们可以接收来自电缆的无线电信号并将数据传输回去。数据可以包括语音、视频和计算机数据。使用合适的接收器，您甚至可以使用通过泄漏的馈线发送的信号来控制固定设备，例如配备无线电接收器的水泵。但是你仍然需要相对靠近物理电缆 - 300英尺(91.4米)左右 - 来接收和传输信号[来源： 矿山安全技术培训委员会].

　　漏水馈线电缆的一个优点是您可以在挖掘矿井时将其放下。您可以使用分路器将长度的电缆发送到不同的路径上。由于电缆是灵活的，因此在尖角和转弯处移动网络没有问题。如果需要，您甚至可以将电缆直接送入孔中。

　　漏水的进料系统有几个缺点。如果有什么东西切断了电缆，通信就会停止。另一个问题是，多根漏电的馈线电缆有时会在系统内造成干扰。泄漏的馈线无线电频率往往处于 光谱 --这些高频不能很好地穿透岩石。

　　美国负责监督矿工安全问题的政府机构矿山安全与健康管理局 (MSHA) 批准了四个泄漏的馈线系统：

　　来自矿山无线电系统的Flexcom

　　SmartCom IS 来自 Varis Mine Technology

　　来自发援会的 RFM 2000

　　来自El-Equip Inc.的VHF-1型

　　网状网络 是漏水喂料器的替代品。网状网络不需要像漏水馈线系统那样的电缆。让我们仔细看看无线网状网络如何使采矿更安全。

　　矿山中的网状网络

　　一些矿山使用有线系统进行通信，但是如果您无法到达紧急电话站会发生什么?

　　托马斯·贝尔西奇/库存照片一个 网状网络 通过称为节点的发射器系统分配无线信号。节点本质上是无线的 路由器.节点中的特殊软件允许它与其他节点的网络进行通信。节点使用动态路由来确定数据交换的最佳路由。最佳路由可能会根据节点位置、数据流量和环境条件而变化。最重要的是，某些节点可以是移动的。

　　至少一个节点需要处于固定位置。这是充当网状网络和更大网络(如 互联网.例如，连接到互联网的无线电塔可以作为矿井的主要固定节点。大多数矿山都有多个固定节点，为网状网络奠定了坚实的基础。

　　无线网状网络倾向于在两个之一下运行 收音机 频率：2.4 GHz(IEEE 802.11 协议)或 900 兆赫(IEEE 802.15 协议)。这两种类型在拐角处广播信号时都存在问题，因此可能需要在每个拐角处安装一个节点来保持网络稳定。MSHA发现这些协议不会干扰矿山中的其他通信系统[来源：MSHA]。

　　节点不必非常大 - 许多节点的大小与普通无线路由器大致相同。这使得矿工可以轻松地将节点连接到重型设备上。由于节点即使在运动中也可以工作(尽管比特率较慢)，因此各种采矿车辆可以携带节点。您也可以将节点连接到矿井中的传感器，以监控矿井状况。如果出现危险，节点可以将信号广播到网络的其余部分。

　　还可以构建与网状网络交互的电子徽章。这使得网络可以跟踪单个矿工的位置。当矿工在矿井中移动时，不同的节点会检测到矿工的徽章。如果矿井的一部分变得危险，矿业公司可以看到有多少矿工可能受到影响，并撤离矿井的那部分。矿工还可以使用个人收音机或互联网协议语音等设备(网络电话) 电话与表面上的操作保持联系。

　　网状网络可以帮助防止事故发生，但如果隧道的一部分坍塌怎么办?不幸的是，网状网络无线协议在穿透地球方面并不是很有效。为此，您需要使用在非常低频率上运行的系统。矿山安全与健康管理局(MSHA)测试了一种可以穿透270英尺(82.3米)岩石的地球(TTE)系统。数据传输非常慢 - 每分钟20到30个字符，在最深630英尺(192米)的深度达到80%。有可能，TTE系统可能能够通过固体地球进行更远的广播。但除了数据传输速率慢之外，还有一个缺点 - MSHA发现TTE系统可能会干扰矿山中的其他通信系统。

　　无线电网络可以为矿工提供返回地面的生命线。考虑到他们的职业有多危险，一个可靠的通信网络可能意味着生与死的区别。

　　要了解有关使用无线网络的不同方法的更多信息，请查看下一页上的链接。

　　我!我!

　　并非所有地雷都是平等的。有些是坑矿，看起来像一个巨大的碗。一家矿业公司可以在矿井边缘竖立一个无线电塔的外围，以向矿井发送信号。另一种矿井是竖井矿，这是我们大多数人听到“矿井”这个词时想到的。 公司必须在矿井口架设固定节点。