煤炭科学技术

作者：刘光华, 赵国政, 李秋澎, 贾宙辉,

关键词：矿山应急通信, 地下磁感应通信, 精准磁信道模型, 弹性信道编码, 线性扩频调制, 磁天线设计,

随着国内矿产开发战略不断向矿山深部推进，高地应力与复杂介质埋压环境导致开采灾害风险显著增加，为此亟需加强矿山应急救援体系的建设。矿山应急通信作为事故发生后增加受困遇险人员信心的“生命线”，是保障救援行动高效开展、提高被困人员生还率的关键环节。面向灾后矿山复杂多变的地下环境特性，地下磁感应通信凭借其卓越的穿透力、优异的抗干扰能力以及低功耗特性，成为实现灾后稳健通信的重要技术支撑。考虑到灾后复杂埋压介质中磁信号传输具有非平稳、强差异、广弥散等特征，从信道模型、物理层通信技术和天线设计等空口技术环节开展相关研究，以提升地下磁感应通信在极端环境下的传输距离与传输速率，从而保障灾后应急通信的稳健性。首先，精准刻画了地下层状区域内的初级磁场与次级磁场的分布特性，并提出了高精度的异构介质磁感应信道模型以精准描述磁信号的传播特性。其次，研究了融合信道特性的弹性编码构造和基于chirp信号的调制方案设计。再次，提出了基于寄生结构的磁天线设计方案并研究了磁天线波束赋形下的能量聚焦。上述物理层技术及天线设计的研究，显著提高了地下磁感应通信的传输距离和传输速率。最后，介绍了野外和矿井内磁感应通信性能测试结果。

来源：2026年第4期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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