煤岩介质中无线通信频率及衰减机制研究_中国煤炭行业知识服务平台

煤岩介质中无线通信频率及衰减机制研究

作者

王伟峰侯媛彬李珍宝邓军
单位

西安科技大学安全科学与工程学院西安科技大学电气与控制工程学院
摘要

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≤1MHz;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。
关键词

无线通信有耗媒质频段衰减系数
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金(51504186)；陕西省教育厅科研专项(14JK1477)；西安科技大学教改专项(JG14094)；