矿用光缆作为矿山通信、监控、自动化系统的核心传输介质，承担着井下数据、语音、视频信号的实时传输任务。由于矿山环境具有高粉尘、高湿度、强机械冲击、电磁干扰、瓦斯与粉尘爆炸风险等特殊性，其铺设过程必须采取针对性的防护措施，以保障光缆的传输性能和使用寿命，避免因光缆故障导致安全生产事故。

一、矿山环境对光缆的固有威胁：防护的必要性

矿山（尤其是井下）环境对光缆的破坏风险远高于地面普通场景，主要威胁包括：

1. 机械损伤风险

冲击与挤压：井下运输设备（如矿车、皮带输送机）的频繁移动可能碰撞光缆；巷道顶板落石、支护结构变形也可能对光缆造成挤压，导致光纤断裂或护套破损。

摩擦与拖拽：光缆铺设过程中若与巷道壁、设备棱角接触，长期摩擦会磨损外护套；检修时若不慎拖拽光缆，可能导致光纤微弯或断裂。

2. 环境侵蚀风险

高湿度与渗水：井下相对湿度常达 80% 以上，部分区域存在积水，若光缆护套密封不良，水分会渗入光纤，导致衰减增大甚至短路。

化学腐蚀：某些矿山（如化工矿山、盐矿）的井下空气中含有腐蚀性气体（如硫化氢、二氧化硫），会侵蚀光缆的金属铠装层和塑料护套。

粉尘污染：井下煤尘、岩尘长期附着在光缆表面，可能堵塞散热通道（对于有电源的光缆），或在检修时划伤护套。

3. 特殊安全风险

防爆要求：高瓦斯矿井或煤尘爆炸危险区域，光缆若因破损导致内部金属构件短路产生火花，可能引发爆炸事故。

电磁干扰：井下高压电缆、电机车等设备会产生强电磁辐射，若光缆抗干扰能力不足，可能导致信号传输中断。

火灾隐患：井下电缆短路、设备过载可能引发火灾，光缆若不具备阻燃特性，会加速火势蔓延。

这些风险决定了矿用光缆的铺设必须突破普通光缆的 “简单敷设” 模式，通过系统性防护措施抵御环境威胁。

二、矿用光缆铺设的核心防护措施

矿用光缆的防护措施需贯穿 “选型 - 路由设计 - 铺设施工 - 固定保护 - 后期维护” 全流程，具体包括：

1. 光缆选型：从源头提升防护能力

矿用光缆的选型需符合《煤矿安全规程》及 MT/T 835 等行业标准，重点关注防护性能：

结构防护：优先选择 “铠装 + 阻燃护套” 结构，如钢带铠装（GYTA53）、钢丝铠装（GYTS）等，增强抗冲击和抗拉伸能力；外护套需采用低烟无卤阻燃材料（如聚氯乙烯 PVC 或聚乙烯 PE），满足防爆和阻燃要求。

密封性能：选择全填充型光缆（油膏填充），确保光纤纤芯、松套管及铠装层之间的密封，防止水分渗入；接头盒需采用防爆防水型，防护等级不低于 IP68。

抗干扰设计：对于传输敏感信号的光缆，可选择带金属屏蔽层的型号，或采用非金属光缆（无金属构件）避免电磁干扰和火花风险。

2. 路由设计：规避高风险区域

远离危险源：光缆路由应避开井下运输主干道、设备旋转部件（如电机车轨道、刮板输送机）、顶板破碎区、积水区及腐蚀性气体聚集区；与高压电缆的平行间距需≥0.3 米，交叉间距≥0.5 米，减少电磁干扰。

便捷维护性：路由应尽量沿巷道壁或支护结构敷设，避免穿越设备密集区；设置检修通道，确保光缆可分段维护，降低故障排查难度。

冗余设计：关键通信链路（如主井、工作面）需采用双路由铺设，形成环形网络，某一路由受损时可自动切换，保障通信不中断。

3. 铺设施工：减少机械损伤

机械辅助敷设：长距离铺设（如井筒、大巷）时使用光缆敷设机，控制牵引速度（≤10 米 / 分钟），避免过度拉伸（张力不超过光缆允许张力的 80%）；人工敷设时需多人协作，避免光缆拖地或弯折（弯曲半径不小于光缆直径的 20 倍，静态时不小于 10 倍）。

隔离摩擦源：光缆与巷道壁、支架接触部位需垫衬橡胶垫或聚乙烯保护管，穿越金属构件时需穿入镀锌钢管（管径比光缆直径大 50% 以上），并在管口加装喇叭口防护套，防止划伤护套。

避免浸泡与挤压：低洼积水区需将光缆架设至距地面 0.5 米以上；顶板敷设时需固定在专用光缆挂钩上，避免与电缆、管道叠放挤压。

4. 固定与保护：强化长期稳定性

分段固定：在水平巷道，光缆每隔 1.5~2 米用防爆光缆挂钩固定（挂钩间距均匀，避免光缆下垂）；垂直井筒敷设时，每 5~10 米设置一个固定点，采用抱箍或专用卡具与井壁连接，防止光缆因自重拉伸。

特殊区域加强防护：

巷道交叉口、风门处：光缆需穿入埋地钢管或防护槽，钢管两端延伸至无车辆碾压区域（≥1 米）；

工作面附近：采用可伸缩的波纹管保护，光缆随工作面推进同步调整，避免拖拽；

防爆区域：所有固定件（如挂钩、卡具）需采用非磁性材料（如黄铜），防止摩擦产生火花。

5. 接头处理：杜绝密封失效

接头盒选择：采用矿用隔爆型接头盒，具备防水、防尘、抗冲击性能，安装前需检查密封圈完好性，确保对接后无间隙。

熔接环境控制：井下熔接需在临时防爆工作间内进行，避免粉尘进入光纤；熔接后需测试衰减（单模光纤衰减≤0.2dB / 接头），并在接头盒内填充密封胶，防止水分渗入。

标识与保护：接头位置需悬挂醒目标识，注明光缆型号、长度及熔接日期；接头盒外部加装防护钢管或混凝土墩，防止碰撞。

三、不同矿山场景的差异化防护重点

矿用光缆的防护措施需根据矿山类型、开采方式及巷道条件调整，以下为典型场景的防护重点：

1. 煤矿井下（高瓦斯 + 煤尘环境）

防爆优先：严禁使用含裸露金属构件的光缆，接头盒需通过 Ex dⅠ 防爆认证；

阻燃强化：光缆护套需通过 GB/T 18380 阻燃测试，确保燃烧时不释放有毒气体；

抗冲击设计：工作面顺槽光缆需耐受采煤机、液压支架的频繁震动，建议采用钢丝铠装 + 波纹管双重保护。

2. 金属矿山（硬岩 + 高湿度环境）

抗拉伸与腐蚀：选择镀锌钢丝铠装光缆，抵御爆破冲击和矿坑水腐蚀；

顶板防护：在凿岩巷道，光缆需固定在巷道顶部专用支架上，远离爆破区域，避免飞石冲击；

防水加强：井下水泵房、积水区附近的光缆需采用双层护套（内 PE 外 PVC），并定期检测护套完整性。

3. 地下隧道（长距离 + 高粉尘环境）

通风散热：隧道内光缆若与电缆同沟敷设，需保持间距≥0.2 米，避免高温影响；

防尘清洁：定期用压缩空气吹扫光缆表面粉尘，防止堆积导致散热不良；

应急路由：在隧道每隔 500 米设置光缆应急接口，配备备用光缆段，便于快速抢修。

四、防护措施的有效性验证与维护

防护措施并非一劳永逸，需通过定期检测和维护确保长期有效：

1. 敷设后检测

性能测试：采用 OTDR（光时域反射仪）检测光缆全程衰减，确保无异常损耗点；

防护检查：检查固定件是否松动、护套是否破损、接头盒是否密封，对不合格部位立即整改。

2. 日常维护

定期巡检：每周检查光缆路由有无新增设备挤压、有无护套磨损，高风险区域（如工作面）每日巡检；

环境监测：在潮湿、腐蚀性区域安装温湿度传感器，超标时增加光缆密封检查频率；

故障预警：通过光功率计实时监测信号强度，当衰减超过阈值（如≥0.5dB）时，及时定位并排查隐患。

3. 应急处理

发现光缆护套破损时，立即用防爆密封胶带临时包裹，24 小时内更换受损段；

发生火灾、爆炸等事故后，需全面检测光缆路由，更换受高温、冲击影响的区段。

五、结论：特殊防护是矿山通信安全的必选项

矿用光缆的铺设必须采取特殊防护措施，这是由矿山环境的高风险性和通信系统的安全性要求共同决定的。从选型阶段的结构强化，到施工中的路由优化、机械保护，再到后期的密封维护，每一环的防护措施都直接影响光缆的可靠性和矿山生产的安全性。

忽视防护措施可能导致光缆提前失效，引发通信中断、监控失灵等问题，甚至诱发安全生产事故。因此，矿山企业需严格遵循行业标准，结合自身环境特点制定防护方案，将防护措施贯穿光缆全生命周期，才能确保井下通信系统稳定运行，为矿山安全高效生产提供保障。