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矿井无线电波防爆安全发射功率研究

孙继平 彭铭

孙继平,彭铭. 矿井无线电波防爆安全发射功率研究[J]. 工矿自动化,2024,50(3):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18184
引用本文: 孙继平,彭铭. 矿井无线电波防爆安全发射功率研究[J]. 工矿自动化,2024,50(3):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18184
SUN Jiping, PENG Ming. Research on the safe transmission power of mine radio wave explosion prevention[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(3):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18184
Citation: SUN Jiping, PENG Ming. Research on the safe transmission power of mine radio wave explosion prevention[J]. Journal of Mine Automation,2024,50(3):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18184

矿井无线电波防爆安全发射功率研究

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18184
基金项目: 国家重点研发计划项目(2016YFC0801800)。
详细信息
    作者简介:

    孙继平(1958—),男,山西翼城人,教授,博士,博士研究生导师,中国矿业大学(北京)原副校长;获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项(第1完成人3项);作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖8项;作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业、安全生产行业和能源行业标准38项;作为第1发明人获国家授权发明专利100余件;主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”;被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文100余篇;作为第1作者或独立完成著作12部;作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作;E-mail:sjp@cumtb.edu.cn

  • 中图分类号: TD655

Research on the safe transmission power of mine radio wave explosion prevention

  • 摘要: 5G,5.5G,WiFi6,WiFi7,UWB,ZigBee等矿井移动通信系统及人员和车辆定位系统等发射的大功率无线电波有点燃瓦斯和煤尘的风险。因此,需要合理设置防爆无线电设备发射的无线电波防爆安全功率阈值,限制防爆无线电设备发射的无线电波功率。欧洲标准CLC/TR 50427:2004《Assessment of inadvertent ignition of flammable atmospheres by radio-frequency radiation-Guide》规定了爆炸性气体环境中无线电波防爆安全接收点火功率阈值,但缺少无线电波防爆安全发射功率阈值的内容。国家标准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》虽然有无线电波防爆安全发射功率阈值的相关规定,但错误地将欧洲标准CLC/TR 50427:2004中的无线电波防爆安全接收点火功率阈值修改为无线电波防爆安全发射功率阈值,大大降低了爆炸性环境中无线电设备所能允许的最大发射功率。由于煤矿井下没有能作为接收天线的起重机这类细长结构物体,且现有矿井无线通信及定位系统工作频率均远大于30 MHz,所以,无线电波防爆安全接收点火功率阈值应为8 W,而不是国家标准GB/T 3836.1—2021和国际标准IEC 60079-0:2017规定的无线电波防爆安全发射功率阈值6 W。在发射天线发射的无线电波能量全部被等效天线吸收的最不利于无线电防爆的传输和耦合情况下,无线电设备工作频率为等效天线谐振频率时,接收点火功率达到最大,为等效天线接收的总功率的一半,即发射功率的一半。在实际工程中,无线传输效率和耦合效率均不会为1,因此,无线电波防爆安全发射功率阈值应是无线电波防爆安全接收点火功率阈值2倍以上。煤矿井下无线电波防爆安全接收点火功率阈值为8 W,因此,煤矿井下无线电波防爆安全发射功率阈值应大于16 W。

     

  • 图  1  无线电波能量的传递

    Figure  1.  Transmission of energy by radio waves

    图  2  产生放电火花时金属结构的等效电路

    Figure  2.  Equivalent circuit of a metal structure when generating an electrical discharge spark

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出版历程
  • 收稿日期:  2024-03-06
  • 修回日期:  2024-03-11
  • 网络出版日期:  2024-03-18

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