矿用光纤电缆是矿井通信、监测监控系统的 “神经脉络”,肩负着传输语音、数据和视频信号的重要使命。矿井环境复杂恶劣,存在高湿、粉尘、机械冲击、电磁干扰等多重挑战,若维护不当,极易导致信号中断,影响安全生产。因此,矿用光纤电缆的日常维护需遵循 “预防为主、精准检测、及时修复” 的原则,从物理防护、性能监测、环境管控等多维度入手,确保其长期稳定运行。
一、定期外观检查与物理损伤防护
(一)线缆本体与接头的可视化检查
每日巡检需重点观察光纤电缆的外护套是否存在破损、开裂、磨损等现象。矿井中电缆常沿巷道壁敷设或悬挂,易因矿车刮蹭、顶板落石碰撞导致外护套损伤,若发现破损直径超过 5mm 或长度超过 10mm,需立即用专用密封胶带临时包扎,并记录位置待停机时更换。接头部位是薄弱环节,需检查防水密封套是否老化(如出现龟裂、硬化)、连接法兰是否松动,以及保护盒是否密封完好,防止矿井水(含硫、氯等腐蚀性成分)渗入接头内部,导致光纤受潮衰减。对于架空敷设的电缆,需检查悬挂装置(如挂钩、托盘)的牢固性,挂钩间距应保持在 0.5-0.8 米,避免因间距过大导致电缆下垂过度,产生机械应力。
(二)弯曲半径与拉伸应力的控制
矿用光纤电缆的弯曲半径需严格控制在允许范围内(静态弯曲半径≥10 倍电缆直径,动态弯曲≥20 倍),日常巡检中若发现电缆被挤压成锐角(如卡在巷道支架缝隙),需立即调整敷设路径,避免长期弯曲导致光纤微弯损耗增大。在电缆敷设拐角处,应加装弧形导向板,确保弯曲弧度平滑。同时,需监测电缆是否承受过度拉伸,例如在巷道沉降区域,电缆可能被拉紧,此时可通过观察电缆表面的张力指示标记(部分电缆设有张力显色条,拉伸过度会变色)判断,若存在过度拉伸,需重新松弛电缆并固定,必要时增加中间接头延长长度,释放应力。
二、性能指标的定期检测与数据分析
(一)光功率与衰减的监测
每周需使用光时域反射仪(OTDR)对光纤电缆的衰减特性进行检测,记录每段光缆的衰减值(单模光纤典型衰减≤0.3dB/km@1310nm)、接头损耗(≤0.5dB)及是否存在异常反射峰(可能为光纤断裂或微弯)。在重点区域(如采掘工作面附近),需缩短检测周期至每日一次,因该区域电缆受机械振动影响大,易发生隐性损伤。检测时需注意:OTDR 的测试脉宽应根据电缆长度选择(10km 以内选 100ns),避免因脉宽过大导致近端盲区掩盖接头损耗;同时,需对比历史数据,若某段电缆衰减值在一周内增加 0.2dB 以上,需定位故障点并排查原因(如接头受潮、光纤挤压)。
(二)光纤端面的清洁与检测
光纤接头的端面污染是导致插入损耗增大的常见原因,每月需对所有活动接头(如熔接盒、光模块接口)进行清洁。清洁时需使用专用无水酒精棉片(避免使用工业酒精,含杂质),沿同一方向擦拭端面 2-3 次,随后用压缩空气吹净残留酒精。清洁后,用光纤端面检测仪检查,确保端面无划痕(划痕深度≤0.5μm)、无油污,否则需重新清洁或更换接头。对于熔接接头,需通过 OTDR 检测熔接处的回波损耗(≥50dB),若回波损耗突然下降,可能是熔接处出现微裂,需重新熔接修复。
三、环境适应性维护与防护升级
(一)防潮与防腐蚀处理
矿井相对湿度常达 90% 以上,且水中含有硫化氢等腐蚀性气体,需定期检查电缆的防水密封措施。对于埋地敷设的电缆,需检查铠装层是否锈蚀(若出现红锈面积超过 30%,需除锈并涂刷防腐漆);对于穿管敷设的电缆,需确保管道两端密封良好,防止潮气进入。在电缆接头盒内,可放置干燥剂(如硅胶干燥剂,每季度更换一次),并通过观察干燥剂颜色变化(蓝色变粉色表示吸湿饱和)判断防潮效果。在高腐蚀区域(如硫化矿矿井),建议采用双层铠装(内钢铠 + 外不锈钢铠)电缆,并每半年对铠装层进行一次防腐喷涂处理。
(二)防鼠蚁与机械损伤防护
矿井中的鼠类、白蚁可能啃咬电缆外护套,尤其在电缆井、电缆沟等隐蔽区域。日常维护中,需在这些区域放置驱鼠剂(如溴敌隆毒饵,每月补充一次),并检查电缆护套是否有啃咬痕迹,若发现痕迹,需在受损部位加装金属防护管。对于采掘面移动电缆,需采用抗冲击的聚氨酯护套,并配备电缆拖链,避免被设备碾压。在电缆穿越巷道墙体处,需安装穿墙套管(管径比电缆大 20mm),套管两端用防火泥密封,防止岩石坠落直接冲击电缆。
四、故障应急处理与预案演练
(一)快速定位与临时修复
当光纤电缆发生中断故障时,需立即启动应急方案:通过 OTDR 定位故障点(误差≤5 米),同时派巡检人员携带故障定位仪(如红光笔)到现场,通过红光透射确认断点位置。若为接头故障,可使用备用接头盒进行临时熔接,确保 2 小时内恢复通信;若为电缆中间段断裂,在条件允许时,可先铺设临时应急光缆(如轻型铠装光缆),保障关键信号传输,待停产时再更换受损电缆。修复后,需重新检测衰减值,确保符合运行标准。
(二)备品备件管理与演练
需储备足够的备品备件,包括同型号光缆(每 10km 线路储备 50 米)、接头盒(按接头数量的 20% 储备)、光纤熔接工具(备用一套)及光模块(关键型号各备用 1-2 个),所有备件需存放在干燥、恒温(15-25℃)的专用工具箱内,每月检查一次性能。每季度需组织一次故障抢修演练,模拟不同故障场景(如接头受潮、光纤断裂),提升维护人员的应急处理能力,确保故障抢修时间不超过 4 小时。
五、文档记录与全生命周期管理
(一)维护档案的建立与更新
需为每段矿用光纤电缆建立详细档案,记录敷设日期、型号规格、敷设路径(附 CAD 图纸)、历次检测数据(衰减值、接头损耗)、故障记录及修复情况。档案需实时更新,例如每次 OTDR 检测后,需将新数据录入系统,并标注与历史数据的差异。通过分析档案数据,可预测电缆的老化趋势,例如当某段电缆的年均衰减增加值超过 0.1dB/km 时,可提前制定更换计划,避免突发故障。
(二)全生命周期评估与更换
矿用光纤电缆的设计寿命通常为 8-10 年,超过寿命后,需进行全面评估:检测整体衰减值、铠装层完整性、护套老化程度(通过邵氏硬度计检测,硬度变化超过 20% 需更换)。对于核心通信线路,建议在寿命到期前 2 年开始筹备更换,采用 “分段替换” 方式,避免全线路停摆影响生产。更换后的旧电缆需按规定回收,剥离可再利用的金属铠装,光纤部分进行环保处理,避免环境污染。
矿用光纤电缆的日常维护是一项系统性工作,需结合矿井环境特点,将定期检查、性能监测、防护升级与应急处理相结合,才能大限度降低故障发生率,保障矿井通信系统的可靠性。随着智能化矿井的建设,未来可通过在线监测系统(如分布式光纤传感技术)实时监测电缆的温度、振动和衰减变化,实现从 “定期维护” 向 “预测性维护” 的转变,进一步提升维护效率和安全性。