煤岩体介质中无线通信频率及衰减机制研究

摘要

为给矿井煤岩体介质中无线通信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,通过理论分析和数值计算,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,通信频率必须小于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;煤矿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≥5m,必须选择通信频率f≤0.21MHz.