磁力系统实现井下井上通讯无阻
辛亥革命网 2010-08-16 00:00 来源：中国能源报 作者：覃泽文 查看：
磁力系统实现井下井上通讯无阻
新技术帮助矿井事故救援争分夺秒 或可为被困矿工赢得宝贵生机
煤矿工人展示洛克希德马丁公司发明的无线磁力通讯系统。该系统能轻松穿透厚重的煤炭、岩石，实现井上、井下轻松通信。
时间在矿难发生后的救援过程中扮演着十分重要的角色，早一秒确定被困矿工在井下的位置，就可以多赢得一些矿工生存的可能性。2006年1月2日，美国西弗吉尼亚州萨戈煤矿爆炸，13名矿工被困井下。救援人员苦苦搜寻，矿工有可能被困在离井口11000英尺至13000英尺深的地下，由于地底面积大、范围广、环境恶劣，救援人员无从下手，同时由于无线电波无法穿透太厚的岩石，救援人员无法与井下矿工取得联系，直到两天后才找到被困矿工。由于被困时间过长，最终只有1名矿工幸存，其余12名矿工不幸遇难。
这样的事故在各国矿井生产历史中屡见不鲜，但如何在事故发生后的第一时间与被困矿工取得联系，了解他们的生存状况，并配合救援，却是一直无法解决的难题。但美国洛克希德马丁公司发明的新通讯系统或许可以解决这一直困扰着矿井安全生产的问题。
三方通信轻松实现
美国《大众科学》网站8月9日报道，洛克希德马丁公司发明了一套无线磁力通讯系统。它通过磁波传递声音、文字等信号，很好地解决了井下矿工无法与地面救援人员取得联系的问题。据了解，该无线磁力通讯系统就像一个使用超低频的无线电收发机。公司的研究工程师，同时也是系统发明者之一的戴夫·勒范表示，与无线电波不同的是，磁力波可以轻松穿透煤炭、岩石等无线电波无法穿透的物体，因此更加适合应用于井下。也正是因为磁力波的这一特性，让该系统不仅可以连接井下矿工之间的短波无线电接收器，还能让矿工与地面的沟通畅通无阻，实现井下矿工间，以及井下与地面的三方随意通信。洛克希德马丁公司称，他们调拨了公司高级通讯和信号处理领域最优秀的专家共同开发该系统。
勒范表示：“在以前与同行业其他专家的多次讨论中都提到了磁场强大的穿透能力，因此公司早就萌发了发明磁力通讯系统的想法。”勒范介绍，为了加强磁场信号，每个磁力通讯系统都含有两套装置，一套位于地面，一套位于井下。这样一来就几乎可以万无一失了。
放置于防爆盒中
当然，井下使用一切需要用电的设备时都必须慎之又慎，因为一个不小心的操作，就有可能引起电火花，导致矿井内浓度较高的易燃气体爆炸。洛克希德马丁公司显然也想到了这一点。出于安全考虑，井下磁力无线电通讯装置被放置于防爆盒之中，同时它只需要消耗极少的电力，少到即使装置短路，产生的能量也不足以擦出一点火花，点燃甲烷等易燃、易爆气体。装置电池能够维持24小时，并只有在紧急时刻才会开启。
此外，防爆盒还被放于井下救生舱中。美国法律要求，每座矿井必须配有救生舱，用于在矿难发生后矿工的保护工作。救生舱内会有足够的空气、食物、水，同时也能满足被困矿工基本的卫生需求。避难室最多能保证矿工96小时的安全。
磁力通讯系统处理文字和声音信息的方式与无线电波在很大程度上是一样的。每套装置都会配有一块键盘，用于输入文字，同时也会装上录音装置，用于捕捉声音信息。当然，与普通信息传递方式一样，音频文件传输到目的地的速度要比文字慢，因为它所占空间大。
通过多次测试
自诞生以来，该磁力通讯装置已经接受了4次测试，结果都让公司非常满意。2009年12月，在宾夕法尼亚州一座商业煤矿内，公司对系统进行了首次文字和声音通讯测试，测验获得成功，信号顺利传至地面。今年3月，在弗吉尼亚州的第二次测试中，公司主要测试了磁场的穿透能力。结果声音信息在1550英尺深的地底传到了地表，而文字的传输深度甚至超过了1550英尺。今年6月，在宾夕法尼亚州布鲁斯顿市美国职业安全与卫生研究所（NIOSH）下属的测试矿井内，磁力通讯系统成功与普通手持无线电收发器连接，摇身一变成为一个多波段接收器，在与磁力通讯装置波段不一样的情况下，实现了与该装置的通讯。今年7月，通讯系统的测试深度进一步加大。公司发现系统能在2800英尺深的地底传输信号。
洛克希德马丁公司的项目经理沃伦·格罗斯表示，公司的下一步是希望该技术能尽快得到美国政府的认证，从而实现早日商业化生产。目前美国已有一些公司表示了对该技术的兴趣，并允许洛克希德马丁公司的工作人员在打断煤矿正常生产的情况下进行系统测试。“煤炭公司对该通讯设备的进展可是非常上心。”格罗斯说。洛克希德马丁公司表示，公司开发无线磁力通讯系统的目的就是为满足采矿业对事故后紧急状况下的无线通讯需求。由于无线磁力通讯系统覆盖范围广，对浅矿和深矿而言，都是较佳之选。
