来自密苏里理工学院的阿纳比·希拉里·凯莱奇博士在无线供电领域取得重大突破，成功研发出无需电池即可为地下矿井通讯设备供电的系统。这项研究成果有望彻底改变采矿作业中的应急响应模式，为行业安全带来新希望。
该研究发表在《IEEE Access》期刊上。凯莱奇博士团队在密苏里州罗拉市的肯尼迪实验矿井中进行了实地测试，成功将电力无线传输至地下20米深处，并稳定采集到4.2伏电压，足以驱动关键通讯设备在紧急情况下运行。这一距离远超以往技术仅能覆盖的2米限制。
地下矿井常因顶板坍塌或塌方导致现有无线通讯基础设施损毁。为克服信号严重衰减的难题，研究团队采用了军用级A类射频放大器，并测试了多种数字调制方案。结果显示，2ASK、2FSK、4FSK和8FSK等信号格式在井下表现优异，而地表常用的QAM调制方式则完全失效。
研究还揭示了一个关键发现：传统用于提升地表无线性能的多天线（MIMO）技术，在地下环境中同样无效。研究人员指出，地下矿井缺乏地表常见的多径效应，信号传播行为具有独特性，这要求通讯技术必须针对井下特殊环境重新设计。
这项无电池技术的问世，意味着可为物联网（IoT）和无线传感器网络提供间歇性电力支持，确保在塌方或结构失效等极端情况下通讯不中断。凯莱奇博士特别强调，该技术对尼日利亚具有高度现实意义。随着该国正大力推动固体矿产开采业多元化发展，摆脱对石油天然气的过度依赖，井下作业的安全风险日益凸显。投资此类无线基础设施，将显著提升应急准备能力并提高生产效率。
对于中国矿业从业者而言，这一技术路径提示我们，在推进智慧矿山建设时，不能简单照搬地表通讯方案，而应深入挖掘井下特殊物理环境下的信号规律，开发适配的专用无线供电与通讯协议，这或许是未来提升深部开采安全性的关键突破口。
