煤矿井下无线电波防爆安全功率阈值研究
梁伟锋1
孙继平2
彭铭2
潘涛3
张高敏2
1.国家能源集团国神公司 三道沟煤矿,陕西 府谷 7194002.中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院,北京 1000833.国能信息技术有限公司,北京 100011;中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室,上海 200050
摘要：为防止煤矿井下无线设备发射的无线电波引起瓦斯爆炸,需限制煤矿井下无线电波的功率和能量.介绍了不同标准中规定的连续无线电波防爆安全功率阈值:① GB/T 3836.1?2021《爆炸性环境 第1部分:设备 通用要求》和国际标准IEC 60079-0:2017《Explosive atmospheres-Part 0:Equipment-General requirements》参考了欧洲标准 CLC/TR 50427:2004《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》的相关内容,省去了当爆炸性环境中不存在能作为接收天线的细长结构物体(如起重机)时,I类环境(代表性气体为甲烷)中连续无线电波防爆安全功率阈值为8 W这一条款,并不加区分地规定I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为6 W;② 英国标准BS 6656:1991《Guide to prevention of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation》规定I类环境中连续无线电波工作频率大于30 MHz时,无论是否有起重机等细长环形结构物体,连续无线电波防爆安全功率阈值均为8 W;③ 英国标准BS 6656:2002《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》及欧洲标准CLC/TR 50 427:2004均规定没有起重机等细长环形结构物体的I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为8 W,有起重机等细长环形结构物体的I类环境中连续无线电波防爆安全功率阈值为6 W.分析了煤矿井下环境和设备特点:煤矿井下一般没有起重机;煤矿井下为受限空间,巷道较长,但巷道断面较小;沿巷道轴向敷设的电缆、水管、铁轨、钢丝绳、架空线、胶带架等轴向导体细长,但不会形成利于无线电波接收的环形天线;巷道工字钢支护等横向导体可以形成利于无线电波接收的环形天线,但工字钢导体截面大,不满足细长结构特征;综采工作面液压支架可以形成环形结构,但液压支架千斤顶将其分为多个环形结构,支架导体截面大,不满足细长结构特征.指出了煤矿井下连续无线电波防爆安全功率阈值没有执行6 W之前,漏泄、感应、透地、多基站等矿井无线通信系统已广泛应用煤矿井下,未见有引起瓦斯和煤尘爆炸事故的案例.因此,不加区分地将煤矿井下无线电波防爆安全功率阈值定为6 W,缺乏理论分析和实验验证.特别是5G,WiFi6,UWB,ZigBee等矿用移动通信系统及人员和车辆定位系统工作频率较高,因此煤矿井下连续无线电波防爆安全功率阈值应为8 W.
关键词：矿井无线电波连续无线电波功率电气防爆安全功率阈值
分类号：TD655(矿山电工)
资助基金：国家重点研发计划(2016YFC0801800)中国科学院重点实验室开放基金(20190913)
论文发表日期：2022-12-10
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 123-128,163 )
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