矿山井下环境复杂且高危，存在瓦斯（甲烷）、煤尘等易燃易爆物质，同时伴随机械冲击、潮湿、化学腐蚀等风险，矿用光纤电缆作为井下通信、监控、数据传输的核心载体，其阻燃防爆性能直接关乎矿山安全生产 —— 若电缆不满足阻燃要求，火灾时会加速火势蔓延并释放有毒烟雾；若不具备防爆能力，电缆故障产生的电火花可能引爆瓦斯、煤尘，引发重大安全事故。我国对井下矿用光纤电缆的阻燃防爆性能有严格的国家标准与行业规范，需从 “阻燃性能指标、防爆结构设计、安全认证要求、施工与维护规范” 四个层面构建完整的安全体系。本文将详细拆解各层面的具体要求，为矿山企业选型、使用矿用光纤电缆提供合规指南。

一、先明确：井下矿用光纤电缆阻燃防爆的核心目标

在拆解具体要求前，需先明确阻燃防爆的核心目标，确保所有技术指标与设计都围绕 “控火、防燃、抑爆” 展开：

阻燃目标：电缆在明火或高温作用下，自身不燃烧或燃烧后能快速自熄（熄灭时间≤规定值），且不产生熔融滴落物（避免引燃周边可燃物），同时限制有毒有害气体（如氯化氢、一氧化碳）的释放量（确保人员疏散安全）。

防爆目标：电缆在正常运行或故障状态下（如绝缘破损、接头接触不良），不产生足以引爆井下瓦斯（甲烷浓度≥5%）、煤尘（浓度≥10g/m³）的电火花或高温，若存在潜在点火源，需通过结构设计将爆炸能量限制在局部，避免引发大范围爆炸。

二、阻燃性能要求：从 “不燃、自熄、低毒” 三方面制定指标

井下矿用光纤电缆的阻燃性能需符合《煤矿用阻燃电缆 第 1 部分：通则》（MT/T 818.1-2021）及《塑料 燃烧性能的测定 水平法和垂直法》（GB/T 2408）等标准，具体要求包括燃烧特性、滴落物控制、有害气体释放三个维度：

1. 燃烧特性：自熄性与火焰蔓延控制

垂直燃烧试验要求：

按 MT/T 818.1-2021 规定，电缆需通过垂直燃烧试验：将长度为 600mm 的电缆试样垂直固定，用规定火焰（丙烷火焰，高度 125mm，温度 1000±50℃）灼烧电缆试样下端，灼烧时间分为两次（一次 15s，间隔 15s 后第二次 15s）。

合格标准：两次灼烧后，电缆火焰自行熄灭时间均≤60s，且火焰不得蔓延至电缆上端的夹具（距离灼烧点 540mm 处）；若电缆带有铠装或外护套，灼烧后铠装与护套不得出现明显开裂（开裂长度≤20mm），避免内部光纤暴露引发二次故障。

成束燃烧试验要求：

井下多根电缆常成束敷设（如电缆沟、桥架内），需通过成束燃烧试验（按 GB/T 18380.3-2008）：将 7 根长度为 3.5m 的电缆试样成束固定（间距 25mm），用丙烷火焰（温度 950±50℃）灼烧电缆束底部，灼烧时间 40min。

合格标准：灼烧期间，火焰蔓延高度不得超过 2.5m（从灼烧点算起）；灼烧结束后，电缆束自行熄灭时间≤60min，且无熔融滴落物引燃下方的脱脂棉（脱脂棉距离电缆束底部 300mm），防止滴落物引发周边可燃物燃烧。

2. 熔融滴落物控制：避免引燃周边环境

井下电缆敷设环境常存在煤尘、木支护等可燃物，电缆燃烧时的熔融滴落物（如塑料护套熔融后滴落）是重要点火源，需严格限制：

按 MT/T 818.1-2021，电缆在垂直燃烧试验中，不得产生能引燃下方脱脂棉（距离试样下端 300mm）的熔融滴落物；即使出现少量滴落，也需在滴落瞬间熄灭，不得持续燃烧（燃烧时间≤10s）。

为满足该要求，矿用光纤电缆的外护套多采用阻燃聚氯乙烯（PVC）、阻燃交联聚乙烯（XLPE）或低烟无卤阻燃材料（LSZH），这些材料燃烧时熔融温度高、滴落量少，且滴落物易自熄（如 LSZH 材料燃烧时形成炭化层，减少滴落）。

3. 有害气体释放：低毒低烟，保障人员安全

井下空间密闭，电缆燃烧释放的有毒有害气体（如氯化氢、一氧化碳、二氧化硫）会快速积聚，威胁人员生命安全，需控制气体释放量：

氯化氢释放量：按 GB/T 17650.1-1998，电缆燃烧时氯化氢气体释放量≤100mg/g（以电缆护套材料质量计），且气体 pH 值≥4.3（避免强酸性气体腐蚀设备、灼伤呼吸道）。矿用光纤电缆的阻燃护套需减少含氯材料用量（如用低氯 PVC 或无氯 LSZH 材料），降低氯化氢释放。

一氧化碳释放量：按 MT/T 818.1-2021，电缆燃烧时一氧化碳气体释放量≤1.5%（体积分数），避免高浓度一氧化碳导致人员中毒（空气中一氧化碳浓度超过 0.1% 时，人员吸入 30 分钟即可中毒）。

烟雾密度：按 GB/T 17651.2-1998，电缆燃烧时的烟雾密度（透光率）≥30%（在试验箱内，燃烧 20min 后测定），确保火灾时人员仍能看清疏散路线，减少踩踏事故。

三、防爆性能要求：从 “结构设计、点火源控制” 阻断爆炸风险

井下矿用光纤电缆的防爆性能需符合《爆炸性环境 第 1 部分：设备 通用要求》（GB 3836.1-2021）及《煤矿用通信、信号和控制电缆 第 1 部分：通用要求》（MT/T 818.15-2011），核心是通过结构设计与材质选择，控制潜在点火源（电火花、高温），具体要求包括防爆结构、材质特性、故障防护三个维度：

1. 防爆结构设计：限制爆炸能量，隔离危险环境

隔爆型结构（Ex d）：

井下高瓦斯矿井（瓦斯浓度≥5%）的矿用光纤电缆，其接头、终端盒等部件需采用隔爆型结构（标志 Ex d I），按 GB 3836.2-2021 设计：

隔爆外壳：采用铸钢或不锈钢材质（抗拉强度≥450MPa），外壳壁厚需满足强度要求（如容积≤100cm³ 时，壁厚≥5mm），确保爆炸发生时外壳不破裂；外壳接合面需采用止口或平面结构，接合面长度≥25mm，间隙≤0.2mm（甲烷环境），通过间隙的 “熄火作用” 冷却爆炸火焰，阻止火焰外传。

电缆引入装置：采用压盘式或密封圈式引入装置，密封圈需选用耐油橡胶材质（如丁腈橡胶，硬度 60±5 Shore A），密封圈与电缆护套的配合间隙≤0.1mm，确保瓦斯、煤尘无法通过引入装置进入隔爆外壳内部，同时防止外壳内的爆炸气体外传。

本质安全型结构（Ex ia）：

井下低瓦斯矿井或监控系统用矿用光纤电缆，可采用本质安全型结构（标志 Ex ia I），按 GB 3836.4-2021 设计：

本质安全电路：电缆内部的信号线、电源线需设计为本质安全电路，电路输出能量≤200μJ（甲烷环境下的点火能量），即使电路短路或开路，产生的电火花能量也不足以引爆瓦斯；电路需配备限流电阻、稳压二极管等保护元件，限制故障电流与电压。

绝缘隔离：电缆的本质安全电路与非本质安全电路需采用双重绝缘或接地屏蔽隔离，避免非本质安全电路的高能量干扰本质安全电路，引发点火风险；隔离间隙需≥5mm，或采用绝缘材料（击穿电压≥1500V）隔离。

2. 材质防爆特性：耐高温、抗老化，避免高温点火

护套与绝缘材质耐高温要求：

井下电缆运行环境温度可达 40-60℃（如靠近电机、变频器的区域），故障时（如过载、短路）局部温度可能升高，需选用耐高温材质：

外护套：采用阻燃交联聚乙烯（XLPE，长期耐温 90℃）或氟塑料（如 FEP，长期耐温 200℃），避免高温导致护套软化、熔化，暴露内部光纤或金属构件，引发短路产生电火花。

绝缘层：光纤的涂覆层需采用耐高温紫外固化树脂（长期耐温 80℃），避免高温导致涂覆层脱落，光纤裸露后因摩擦产生静电（静电电压超过 300V 时可能引燃瓦斯）。

材质抗老化与抗腐蚀要求：

井下潮湿（相对湿度≥95%）、有化学腐蚀（如硫化氢、二氧化硫气体）环境，会加速电缆材质老化，导致绝缘破损、护套开裂，引发故障点火：

护套材质需具备抗腐蚀性能，如低烟无卤阻燃材料（LSZH）需通过盐雾试验（按 GB/T 10125-2021，5% 氯化钠溶液，温度 35℃，喷雾 240h），试验后护套无明显腐蚀、开裂，拉伸强度保持率≥80%。

金属铠装（如钢带、钢丝铠装）需采用镀锌或不锈钢材质，镀锌层厚度≥80μm，避免铠装锈蚀后与电缆护套分离，形成间隙积聚瓦斯，增加爆炸风险。

3. 故障点火源控制：避免短路、接触不良产生电火花

防短路设计：

矿用光纤电缆的金属构件（如铠装、加强芯）需与光纤严格隔离，金属构件之间需绝缘（绝缘电阻≥100MΩ，500V DC），避免金属构件短路产生电火花；若电缆带有电源线（如光电复合缆），电源线需采用双重绝缘（绝缘厚度≥0.8mm），绝缘层需通过耐电压试验（1500V AC，1min 不击穿），防止绝缘破损导致短路。

防接触不良设计：

电缆接头、终端盒的连接部位需采用可靠的连接方式（如螺纹连接、压接连接），连接部位的接触电阻≤5mΩ（避免接触电阻过大，电流通过时产生焦耳热，温度升高至瓦斯点火温度）；接头处需填充防水密封胶（如环氧树脂胶），防止潮湿导致接触部位锈蚀，引发接触不良。

静电控制：

井下干燥环境（相对湿度＜60%）中，电缆表面易产生静电（静电电压可达 1000V 以上），静电放电可能引燃瓦斯，需控制电缆表面电阻：

外护套表面电阻需≤1×10¹²Ω（按 GB/T 1410-2006 测定），通过添加抗静电剂（如炭黑、金属氧化物）实现，确保静电电荷能快速泄放，避免静电积聚；

电缆敷设时需接地，铠装或屏蔽层需单点接地（接地电阻≤4Ω），进一步加速静电泄放，降低静电放电风险。

四、安全认证要求：合规的 “身份证”，确保产品达标

井下矿用光纤电缆需通过国家强制性安全认证，取得相应的安全标志，方可在井下使用，认证要求包括产品认证、生产企业认证两个层面：

1. 矿用产品安全标志认证（MA 标志）

按《煤矿矿用产品安全标志管理暂行办法》，矿用光纤电缆需向国家矿山安全监察局授权的机构申请矿用产品安全标志（标志为 “MA”），认证流程包括：

产品检验：送样至国家认可的检测机构（如煤炭科学研究总院检测中心），按 MT/T 818 系列标准、GB 3836 系列标准进行阻燃、防爆、力学性能等检测，出具合格检测报告；

生产现场审核：审核企业的生产设备（如挤出机、成缆机）、检验设备（如燃烧试验箱、绝缘电阻测试仪）、质量控制体系（如原材料检验、成品检验流程），确保企业具备持续生产合格产品的能力；

获证与监督：通过审核后，颁发矿用产品安全标志证书，证书有效期 5 年；获证后，机构每季度会进行飞行检查（抽查产品、检验记录），若发现产品不达标，将暂停或撤销安全标志。

注意事项：井下使用的矿用光纤电缆必须带有清晰的 “MA” 标志（印刷在电缆护套上，间距≤500mm），无 “MA” 标志的产品严禁使用，避免因产品不达标引发安全事故。

2. 爆炸性环境设备认证（Ex 标志）

若矿用光纤电缆用于井下爆炸性环境（如瓦斯矿井），还需通过爆炸性环境设备认证，取得 Ex 防爆标志（如 Ex d I、Ex ia I），认证按 GB 3836 系列标准执行：

防爆结构检验：检测隔爆外壳的强度、接合面间隙、电缆引入装置的密封性能，确保符合隔爆要求；

本质安全电路检验：测定本质安全电路的输出能量、故障电流、故障电压，确保不超过标准限值；

认证标志：认证合格后，电缆及接头、终端盒等部件需标注 Ex 防爆标志、防爆等级（如 Ex d I Mb，Mb 表示煤矿瓦斯气体环境）、认证机构代码，标志需清晰、耐磨（摩擦 100 次后仍可辨认）。

五、施工与维护规范：确保阻燃防爆性能持续有效

即使矿用光纤电缆本身满足阻燃防爆要求，若施工不规范、维护不当，仍会导致性能失效，引发安全风险，需遵循以下施工与维护规范：

1. 敷设施工规范：避免机械损伤，确保密封可靠

敷设路径选择：

电缆需敷设在专用电缆沟、桥架或穿管敷设，避免靠近热源（如电机、变压器，距离≥1m）、火源（如井下动火作业点，距离≥5m）、尖锐物体（如支架棱角，需加装保护套），防止高温烘烤或机械划伤导致护套破损，破坏阻燃防爆结构。

高瓦斯区域的电缆敷设需避免与动力电缆（如高压电缆）同沟敷设，若必须同沟，需用防火隔板隔离（隔板厚度≥10mm，阻燃性能符合 MT/T 818.1），防止动力电缆故障引发的火灾蔓延至光纤电缆。

敷设操作要求：

敷设时需控制牵引力（≤15kN/km，根据电缆型号调整），避免牵引力过大导致电缆铠装变形、护套开裂；弯曲半径需≥电缆外径的 15 倍（如外径 20mm 的电缆，弯曲半径≥300mm），避免弯曲过度导致光纤断裂或金属构件短路。

电缆接头、终端盒的安装需在洁净、干燥的环境中进行（如临时搭建的防尘棚），安装前需检查隔爆外壳、密封圈是否完好（无裂纹、变形），安装后需进行气密性试验（通入 0.1MPa 压缩空气，30min 内压力下降≤0.005MPa），确保密封可靠，防止瓦斯进入。

2. 日常维护规范：定期检测，及时修复隐患

定期外观检查：

每周对井下电缆进行外观检查，重点关注：

护套是否有破损、开裂、老化（如变色、硬化），若发现破损（面积＞10mm²），需立即用防爆密封胶修补（如矿用防爆密封胶泥），破损严重时需更换电缆段；

接头、终端盒的隔爆外壳是否有变形、锈蚀，密封圈是否老化（如失去弹性、开裂），若密封圈老化，需及时更换同型号密封圈（避免混用不同材质的密封圈）。

定期性能检测：

每季度对电缆的阻燃性能、绝缘性能进行抽样检测：

阻燃性能：抽取 1m 长电缆试样，进行垂直燃烧试验，检查自熄时间、滴落物是否符合要求；

绝缘性能：用 500V 绝缘电阻测试仪检测电缆绝缘层的绝缘电阻（≥100MΩ），用 2500V 耐电压测试仪检测绝缘层耐电压性能（1min 不击穿）；

防爆性能：对隔爆接头进行间隙测量（用塞尺测量接合面间隙，≤0.2mm），确保隔爆性能达标。