Łączność radiowa pod ziemią, także w warunkach zagrożenia wybuchem

Warunki panujące pod ziemią, kształt i wielkość przestrzeni podziemnych, ich struktura i właściwości geologiczne sprawiają, że jest to środowisko o bardzo silnym tłumieniu, co rodzi potrzebę wykorzystania innych niż na powierzchni technologii. Jednym ze sposobów zapewnienia niezawodnej łączności radiowej w warunkach podziemnych jest zastosowanie systemu łączności opartego na przemiennikach oraz instalacji kabla "cieknącego" LF (Leaky Feeder). Jest to kabel koncentryczny o specjalnej konstrukcji, który przy zapewnieniu dopasowania falowego oraz niskiej tłumienności umożliwia wypromieniowanie energii pola elektromagnetycznego na zewnątrz. W uproszczeniu można przyjąć, że jest to kabel koncentryczny ekranowany o bardzo słabym poziomie ekranowania.

Rys. 1. Budowa kabla promieniującego

Kabel LF stanowi w środowisku podziemnym rodzaj długiej, rozwiniętej anteny poprowadzonej poprzez wszystkie obszary, w których wymagane jest zapewnienie łączności radiowej. Ta specyficzna instalacja antenowa współpracuje z innymi urządzeniami systemu łączności. Z uwagi na tłumienność kabla LF należy zapewnić regenerację sygnału na trasie jego przebiegu. Realizuje się to za pomocą wzmacniaczy liniowych w.cz. wpiętych bezpośrednio w linię kablową. Selektywne wzmacniacze dwukierunkowe - zasilane z kabla LF - zapewniają odpowiednie wzmocnienie sygnału radiowego. Infrastrukturę taką można uzupełnić o rozgałęźniki, które pozwalają na pokrycie instalacją nawet skomplikowanych układów wyrobisk.

Typowy układ przemiennika wraz z duplekserem oraz układami pomocniczymi stanowi centralę systemu i umożliwia konfigurację toru radiowego zgodnie z wymaganiami użytkownika (liczba kanałów transmisyjnych, przydział częstotliwości dla poszczególnych kanałów, odstępy międzykanałowe itp.). Jako urządzenia końcowe w takim systemie mogą pracować zwykłe radiotelefony obsługujące tryb pracy przemiennikowej.

W ofercie firmy Tranz-Tel znajduje się iskrobezpieczny system łączności bezprzewodowej MCA-1000digi. Jego powstanie oznacza wprowadzenie technologii cyfrowej do istniejących już rozwiązań analogowych pracujących w rzeczywistych warunkach podziemnych zakładów górniczych, z uwzględnieniem warunków zagrożenia wybuchem metanu i pyłu węglowego. Jest on rozwinięciem analogowego systemu MCA-1000, który w chwili obecnej pracuje na 12 obiektach górniczych w Polsce.

System MCA-1000digi - pracujący w paśmie VHF (136-172 MHz) - został oparty na standardzie DMR (Digital Mobile Radio). Rozwiązanie to jest optymalne z wielu względów. Sygnały radiowe o częstotliwości VHF stosunkowo dobrze propagują się w wyrobiskach, wartości tłumienia kabla LF dla tych częstotliwości są znacząco niższe niż dla częstotliwości UHF, wymagania montażowe i serwisowe instalacji VHF są łatwiejsze do spełnienia w warunkach podziemnych, a sama technologia zapewnia wysoką sprawność energetyczną i łatwą migrację z systemu analogowego dzięki zachowaniu szerokości fizycznego kanału radiowego.

Od lutego 2014 r. firma Tranz-Tel, która specjalizuje się w dostarczaniu bezprzewodowych systemów łączności radiowej dla górnictwa, oferuje cyfrowy radiotelefon DMR TTR-100 z dopuszczeniem ATEX do stosowania w podziemnych zakładach górniczych. Urządzenie zbudowane jest w oparciu na module radiowym radiotelefonu Hytera PD785.

Rys. 2. Elementy systemu MCA-1000digi

Radiotelefon TTR-100 wraz z bezprzewodowym systemem MCA-1000digi pozwala na wykorzystanie wszystkich cech i funkcji dostępnych w systemach DMR, łącząc je z technologią transmisji sygnałów radiowych w oparciu o właściwości kabla cieknącego LF. Całkowicie nowa konstrukcja akumulatora radiotelefonu umożliwia jego wymianę w strefie zagrożenia wybuchem metanu lub pyłu węglowego.

Radiotelefon TTR-100 jest doskonałym narzędziem dla kopalnianych służb dozoru, do przewozu i transportu, do robót szybowych oraz ratownictwa górniczego, także w trybie pracy DM (praca bezpośrednia) z pominięciem infrastruktury systemu MCA. Szeroka gama akcesoriów dodatkowych - takich jak mikrofonogłośniki, kostne zestawy podkaskowe, zestawy z ochronnikami słuchu - pozwala zaspokoić potrzeby najbardziej wymagających klientów.

Radiotelefon TTR-100 posiada cechę ATEX I M1 ia I Ma, co umożliwia jego stosowanie w zagrożonych wybuchem rejonach o dowolnej koncentracji metanu lub pyłu węglowego, a po ograniczeniu jego mocy wyjściowej do 0,5 W także w rejonach prowadzenia robót strzałowych.

Wszystkie elementy infrastruktury opartej na kablu cieknącym LF są produkcji firmy Tranz-Tel i mają dopuszczenie ATEX. System jest zasilany z iskrobezpiecznego zasilacza buforowanego zapewniającego jego pracę przez około 8 godzin po zaniku napięcia zasilania. Centrala systemu MCA-1000digi zbudowana jest w oparciu na przemiennikach Hytera RD985 i zapewnia pracę zarówno w klasycznym trybie analogowym, jak i w trybie cyfrowym DMR.

Tomasz Puczyłowski
Tranz-Tel sp. z o.o.
www.tranztel.com.pl