王伟峰，侯媛彬，李珍宝，邓　军

(1．西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2．西安科技大学 电气与控制工程学院，陕西 西安 710054)



煤岩介质中无线通信频率及衰减机制研究*

王伟峰1，侯媛彬2，李珍宝1，邓军1

(1．西安科技大学 安全科学与工程学院，陕西 西安 710054；2．西安科技大学 电气与控制工程学院，陕西 西安 710054)

为给矿井煤岩体介质中无线传感器网络技术开发提供理论依据，基于麦克斯韦方程，建立了煤岩体介质中电磁信号衰减模型，采用理论分析和数值计算方法，得到煤岩体介质中电磁波的合理通信频段、衰减系数及趋肤深度等参数。结果表明：煤岩体的电性参数、孔隙率、温度、湿度是影响电磁信号衰减的主要因素；为保证电磁波在煤岩体介质中良好的传输性，通信频率≤1 MHz；在单一有耗煤岩体介质中，电磁信号衰减系数大小为无烟煤>褐煤>肥煤>焦煤>贫煤，石灰岩>泥岩>粗砂岩>砂岩>细砂岩；井下电磁信号传输的有耗媒质为多元混合介质，为保证趋肤深度δ≥5 m，通信频率需满足f≤0.21 MHz.研究结果对确定适用于采空区的WSN最佳通信频率具有重要的应用价值。

无线通信；有耗媒质；频段；衰减系数

0　引　言

矿井通信技术一直是煤炭行业研究的热点和难点，由于矿井生产环境复杂多变，很大程度上限制着井下通信技术的发展[1]。按通信方式矿井通信技术可以分为有线通信和无线通信有线通信技术因其信号稳定、容量大、速度快等优点，是目前矿井生产系统的主要通信手段，但该技术存在着施工布线工作量大、环境适应性差、系统维护复杂等原因，对矿井全面信息化发展形成制约[2-4]。另外，由于矿井生……