井下防爆信号传输方案,破解“无视频不作业”数据回传难题

· 2026-10-12 08:00 · 55 阅读

原创 战略产品营销部 2026-10-12 08:00 北京

以可靠传输支撑矿山安全监管。

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为严格落实国家矿山安全监察部门关于矿山安全生产智能化、可视化监管的工作要求,筑牢井下作业安全防线,彻底解决井下高危作业监管盲区、人为违章难管控、作业过程无追溯等安全管理痛点,我国矿山全面推行“无视频不作业”刚性管理制度,以科技赋能安全监管,实现井下作业全过程可视化、可监控、可追溯、可预警,全面规范井下作业行为,防范各类安全风险。

落实“无视频不作业”,需要视频监控覆盖作业现场,也需要网络传输与供电保障同步跟进。井下作业点分散,且随采掘推进和临时作业安排不断变化。如何让监控覆盖跟上现场需求,保障视频持续、稳定回传,成为完善井下安全管理的重要课题。

“无视频不作业”落地的痛点问题

信号覆盖不足,网络延伸部署成本高

井下信号传输、设备接收信号,通常依靠环网交换机下挂的防爆传输分站。通过传输分站发射出的Wifi信号接入工业内网,做数据传输交互。但是环网交换机一般仅沿主要巷道、工作面铺开,因此部分偏远巷道、新工作面存在诸多的“信号死角”。

由于“无视频不作业”场景要求井下实现信号全面覆盖,如需全面覆盖各类拐点、角落,通常情况需要加购交换机数量,并重新铺设光缆,这一举措会大幅增加矿山工业环网的建设、运营成本。

电池续航不足,难以满足新场景要求

根据行业规范要求:井下视频监控、固定防爆监测设备合规续航底线为4小时,老旧设备最低保留2小时续航能力,移动防爆视频设备单电池续航≥8小时。

但无视频不作业场景要求:

①工作面、掘进迎头等核心生产作业区域,实现24小时实时视频监控;

②巷道贯通、顶板支护、爆破作业、大型设备安装与拆除、巷道维修、钻场施工等高危作业场景,必须配备专用监控设备,全程跟踪作业过程;

③井下绞车硐室、皮带运输巷、轨道运输巷、车场、交叉道口等运输关键区域,实时监控设备运行、人员通行及操作规范情况;

④井下零星检修、设备维保、清巷、排水、临时支护等零散作业,无固定监控点位的,必须提前布设移动摄像仪,未完成视频布设严禁开工。

因此现有的“2-8小时续航”标准,无法满足最新的场景需求。

井下环境复杂,设备安全与可靠性要求高

井下粉尘、潮湿环境易导致设备积尘、故障,部分点位画面清晰度需定期维护优化,日常运维压力较大,对设备的矿用安全适用性提出了要求。

井下防爆信号传输解决方案

针对网络覆盖、移动供电和环境适应等需求,威努特采用AP无线桥接组网,结合矿用设备配置与配套电源,为井下分散作业点提供视频接入和回传支持。

威努特“无视频不作业”信号传输思路

技术依据:针对井下巷道曲折、围岩遮挡、粉尘湿气大、电磁干扰强的复杂特殊作业环境,矿井采用AP无线桥接组网技术,摒弃传统有线布线的繁琐与局限性,适配井下巷道狭长、分支多、设备移动频繁的作业场景,构建全覆盖、高稳定、低延迟的无线信号传输链路,为井下作业摄像头提供专属信号通道,严格落地“无视频不作业”的安全生产管控准则。

部署实现:施工中按照巷道走向精准布设工业级防爆AP设备,以工业环网下接的主干AP为基站,巷道沿线分站AP依次建立点对点、点对多点无线桥接配对,形成连续无断点的无线传输网络。

摄像头接入:井下所有作业摄像头直接接入无线桥接网络,设备采集的实时高清视频画面,通过就近AP节点快速接入组网链路,经多级桥接节点逐级回传至地面监控中心。整套传输链路具备低延迟、高带宽、抗干扰特性,可支撑多路视频画面同步、稳定、实时传输,无卡顿、无断连、无画面丢失。

方案核心产品部件介绍

传输分站Wifi主板

BL5000X是一款工业级Wi-Fi6无线AP,该产品采用高通高性能的处理器, 2个千兆的WAN/LAN口,2个2.4G/5.8G的合并射频接口,同时采用宽温,宽电压输入,带有硬件看门狗,防止系统死机,并且支持多种网络连接模式,并通过电磁兼容性EMC测试,无惧各种恶劣环境,稳定可靠。广泛应用于物联网产业行业,如工业自动化、矿山、石化等领域。

设备示意图

主板功能特点

  • 大功率Wi-Fi6,2.4G 2*2,5.8G 2*2 MU-MIMO,SU-MIMO总速率高达3000Mbps;

  • 多种工作模式可选:AP模式/路由模式/mesh模式/中继模式;

  • 支持漫游CPE模式,应用于车载,机器人等移动终端无感知切换;

  • 支持2路千兆以太网电口,1路232串口,1路485串口(232和485串口复用);

  • 支持电源9-24V宽电压输入,工业2Pin端子,带防反接、防浪涌保护;

  • 支持网口防浪涌和静电保护;

  • 支持看门狗保护;

  • 支持802.11i/WPS/WPA2/WPA3无线加密方式;

  • 支持WES-CCMP/AES-GCMP/PRING/TKIP/WPAI1/WEP加密算法;

  • 支持MESH和中继无线组网(两种协议可选,不能同时支持);

  • 支持IP过滤、MAC地址过滤,黑白名单访问控制,端口转发,端口映射DMZ设置;

  • 支持WAN处理、QoS加速和VLAN、PPTP、L2TP、GRE等数据包处理。

技术参数

矿用本安型传输分站外壳

KJ1869-F矿用本安型无线基站,适用于煤矿井下有瓦斯和煤尘爆炸的危险场所,用于皮带运输巷、单轨吊运输巷、绞车运输巷,立井提升,矿井工作面等场所。

设备示意图

使用环境条件

  • 在下列环境条件下可靠工作:

a) 环境温度:0℃~+40℃;

b) 平均相对湿度:≤95%(+25℃);

c) 大气压力:80kPa~106kPa;

d) 煤矿井下有瓦斯,煤尘爆炸危险的环境,但无显著振动和冲击、无破坏绝缘的腐蚀性气体场所。

  • 能承受的贮运条件:

a) 高温:+60℃;

b) 低温:-40℃;

c) 平均相对湿度:95%(+25℃);

d) 振动:50m/s2;

e) 冲击:500m/s2。

设备技术指标

  • 额定工作电压、工作电流:

a) 额定工作电压:12DC;

b) 工作电流:1.5A。

  • 1000M 以太网光口:

a) 端口数量:3路;

b) 传输方式:TCP/IP(波长为 1310nm 的 LC 单模光纤);

c) 传输速率:1000Mbps;

d) 光发射功率:≤0dBm;

e) 光接收灵敏度:-25dBm;

f) 最大传输距离:10km[MGTSV-(4-144)B 型光缆,衰减系数不大于 0.5dB/km]。

  • 以太网电信号口(本安):

a) 端口数量:3路;

b) 传输方式:TCP/IP;

c) 传输速率:10/100Mbps 自适应;

d) 信号工作电压峰峰值:≤5V;

e) 最大传输距离:100m(使用 MHYV 电缆,电缆截面积不小于1.0mm)。

  • 显示功能:

无线基站通过液晶屏显示,窗口分别显示主站地址、分站地址、运行状态、功能指示。

  • 本安参数:

a) Ui:12.5V,Ii:1.8A,Ci:0μF,Li:93.3μH;

b) RJ45 信号:Uo:5.3V,Io:100mA,Co:100μF,Lo:0.1mH;

c) RS485/CAN 信号:Uo:5.3V,Io:135mA,Co:100μF,Lo:0.1mH;

d) 无线发射功率:≤35.0dBm。

矿用浇封兼本安型直流稳压电源

DXEH16/12矿用浇封兼本安型电源箱(以下简称“电源箱”)具有以太网电信号通信接口、备用电池等功能。产品可用于在有瓦斯、煤尘爆炸危险的环境中。电源箱只能在地面充电,充电端口串联了两只阻塞二极管,当充电断开后,充电端子无电压输出充后,充电器会有指示灯提示。内部通过DC/DC电源模块转换为DC12V后,再经过本安处理对外输出。电源箱采用快拆接头便于拆卸,具有就地电池电量显示功能,在使用时可直观的观察电池的剩余电量。

设备示意图

使用环境条件与工作条件

  • 电源箱应在以下环境中正常工作:

a) 环境温度:0℃~+40℃:

b) 平均相对湿度:≤95%(25℃);

c) 大气压力:80kPa~106kPa;

d) 煤矿井下有瓦斯,煤尘爆炸危险的环境;

e) 无强烈震动和冲击的地方:

f) 无破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的地方。

  • 电源箱能承受的最恶劣的贮运条件为:

a) 高温:+60℃:

b) 低温:-40℃:

c) 平均相对湿度:95%(+25℃):

d) 振动:加速度50m/s:

e) 冲击:峰值加速度500m/s²。

设备技术指标

  • 电池组:

a) 由5节磷酸铁锂电池串联构成,规格型号32700/3.2V/6Ah,单节规格为3.2V/6Ah, 与保护电路串联,浇封成一体对外供电。

b) 最小输出电压:≥11.0V。

c) 最大输出电压:≤12.5 V.

d) 额定输出电流:1.0A;

e) 最大输出电流:≤1.6A;

f) 电池工作时间:≥10h( 输出额定电流);

  • 功能:

a) 具有地面充电和井下输出直流电源的功能;

b) 具有1.7英寸液晶屏显示功能。

  • 本安参数:

a) 1路12V输出:Uo:12.5V,Io:1 .6A,Co:10μF,Lo:0.]mH。

b) 电池组成:磷酸铁锂离子蓄电池,IFpR32700-6000mAh ( 单节规格为3.2V/6Ah,5节串联),后与保护电路串联,浇封成一体对外供电。

  • 外形尺寸:

a) 外形尺寸(长×宽×高):209×177×86(mm);

b) 重量:4kg。

c) 主要结构特征:电源箱内部采用浇封结构,左侧有电源箱供电按钮,右侧有2个快插接头,分别为充电接口、直流输出接口:壳体正面有电池电量显示窗口,上方有把手方便携带。

方案优势介绍

1

部署灵活简单

方案具备极强的部署灵活性,无需铺设固定线路,无需增加环网交换机数量,AP设备可根据采掘工作面推进进度随时移位、快速重组组网,设备体积小巧、布设便捷,不占用巷道通行空间,完全不会干涉井下矿车、运输设备的正常通行与作业转运。

2

信号传输稳定

威努特无视频不作业防爆AP采用了工业级主板设备,可以轻松适应各类极端使用场景,且井下传输距离可达单边150米,因此覆盖范围最多可达到300米。传输信号强度、传输覆盖距离、环境可靠性均有严格测试,可以确保井下极端环境网络信号无丢失风险。

3

电源轻便易携带

电源箱整体重量轻便,且采用航空插头充电方式。浇封电池属于独立模块,采用不锈钢外壳密封胶浇封为本质安全型设备,配有航空电源、快速插头可以独立取出方便电池快速更换。

 快开门结构示意图

 快速充电插头示意图

 航空电源示意图

威努特深耕矿山工业领域,持续沉淀项目实践经验,针对井下复杂环境不断打磨优化井下防爆环网与数据传输完整解决方案。方案兼顾防爆安全、网络稳定性与数据可靠传输能力,适配矿山井下生产场景,助力矿山构建安全可控的工业网络底座。

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