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矿用光纤电缆与普通电缆,能否同沟敷设?

2025-11-04 17:25:03
作者:翊成网络g

矿用光缆


在矿山井下通信与供电系统建设中,电缆敷设是关键环节 —— 矿用光纤电缆承担着数据传输、视频监控等通信功能,普通电缆(如动力电缆、控制电缆)则负责电能输送。受井下空间限制(如巷道宽度窄、敷设通道有限),很多矿山考虑将两者同沟敷设,以节省施工成本、减少巷道占用。但井下环境特殊(高电压、强电磁干扰、潮湿、易受机械冲击),若敷设不当,不仅会导致光纤电缆信号衰减、普通电缆绝缘损坏,还可能引发安全事故(如短路、火灾)。很多使用者存在 “同沟敷设 = 随意混放” 的误区,忽视规范要求与风险防控,终导致设备故障。实际上,矿用光纤电缆与普通电缆能否同沟敷设,需结合 “电缆类型、电压等级、敷设环境” 综合判断,且必须满足国家规范与安全标准,通过科学设计规避风险。本文将从 “同沟敷设的可行性与核心规范”“同沟敷设的 5 大风险点”“分场景敷设方案”“后期维护要点” 四个方面,详细讲解矿用光纤电缆与普通电缆同沟敷设的合规方法,帮助矿山平衡空间利用与安全运行。

一、先明确:矿用光纤电缆与普通电缆同沟敷设的可行性与核心规范

矿用光纤电缆与普通电缆并非不能同沟敷设,但需严格遵循国家与行业规范,明确 “允许敷设的条件” 与 “禁止敷设的场景”,避免违规操作。核心规范为同沟敷设提供了基本依据,也是判断可行性的关键。

(一)同沟敷设的可行性:符合条件即可实施

矿用光纤电缆(本质为非金属或弱导磁材料)与普通电缆(多为金属导体、带强电磁特性)在满足以下条件时,可实现安全同沟敷设:

电缆类型适配:矿用光纤电缆需为 “煤矿用阻燃通信光缆”(符合 MT/T 1131-2019《煤矿用阻燃通信光缆》),具有阻燃、抗静电特性;普通电缆需为矿用阻燃电缆(如 MT/T 386-2011《煤矿用阻燃电缆》),且按用途分为动力电缆(如 MVV 型矿用阻燃电力电缆)、控制电缆(如 KVV 型矿用阻燃控制电缆),不同类型普通电缆与光纤电缆的同沟适配性不同(动力电缆因电压高,与光纤电缆同沟需更严格的隔离措施);

电压等级限制:普通电缆电压等级是核心影响因素 —— 低压普通电缆(≤1kV,如控制电缆、低压动力电缆)与光纤电缆同沟敷设风险较低,通过基础隔离即可满足要求;高压普通电缆(>10kV,如井下高压动力电缆)因电磁干扰强、绝缘要求高,与光纤电缆同沟敷设需特殊防护,部分高风险场景(如高瓦斯矿井)甚至禁止同沟;

敷设环境合规:敷设沟需满足 “干燥、无积水、无腐蚀性介质” 要求 —— 井下潮湿巷道需对敷设沟做防水处理(如铺设防水卷材),有腐蚀性气体(如硫化氢)的区域需选择耐腐蚀电缆,且敷设沟需定期清理,避免粉尘、煤矸石堆积挤压电缆;

隔离措施到位:同沟敷设时,必须通过物理隔离(如隔板、支架)或间距控制,避免光纤电缆与普通电缆直接接触,同时减少电磁干扰与机械损伤风险。

(二)核心规范要求:3 个关键标准必须遵守

矿用光纤电缆与普通电缆同沟敷设,需严格遵循以下 3 个国家与行业标准,确保合规性:

《煤矿安全规程》(2022 版)相关要求:

第 473 条规定:“井下电缆的敷设应符合下列要求:通信电缆与电力电缆在巷道同一侧敷设时,应敷设在电力电缆上方 0.1m 以上的位置,或采用隔离板隔离;高、低压电力电缆敷设在巷道同一侧时,高压电缆之间、低压电缆之间的距离不得小于 0.1m,高压与低压电缆之间的距离不得小于 0.3m”—— 明确了光纤电缆(通信电缆)与普通电力电缆同沟敷设的位置与间距要求;

第 474 条规定:“在总回风巷、专用回风巷及机械提升的进风倾斜井巷(坡度大于 15°)中,不应敷设电力电缆;在进风斜井巷和石门中,不应敷设通信电缆”—— 明确了禁止同沟敷设的特殊巷道场景。

MT/T 1131-2019《煤矿用阻燃通信光缆》要求:

标准规定矿用光纤电缆需具备 “阻燃性(符合 GB/T 18380.3-2001 单根电缆垂直燃烧试验)、抗静电性(外护套表面电阻≤1×10⁹Ω)、抗冲击性(经受 10J 冲击后光纤衰减无明显变化)”—— 同沟敷设的光纤电缆需满足这些特性,才能抵御普通电缆可能带来的高温(如短路发热)、机械挤压风险;

GB 50217-2018《电力工程电缆设计标准》相关要求:

第 5.3.5 条规定:“通信电缆与电力电缆同沟敷设时,应采取下列措施:1. 通信电缆应敷设在电力电缆的上方,且两者之间的净距不应小于 0.2m;2. 当采用隔板隔离时,隔板高度不应小于电缆外径的 1.5 倍,且隔板与沟壁、底板应密封严密;3. 严禁通信电缆与 110kV 及以上高压电力电缆同沟敷设”—— 为矿用场景下的同沟敷设提供了间距与隔离的具体标准(矿用场景可参考此标准,结合井下特点调整)。

(三)禁止同沟敷设的 3 类场景,不可违规

在以下 3 类场景中,矿用光纤电缆与普通电缆严禁同沟敷设,即使采取隔离措施也无法消除风险:

高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井的高危区域:如采掘工作面回风巷、总回风巷、专用回风巷 —— 这些区域若普通电缆(尤其是高压动力电缆)发生短路故障,可能产生电火花,引发瓦斯爆炸;光纤电缆若因机械损伤断裂,维修时需停送电,增加安全风险,按《煤矿安全规程》要求,此类区域应分别敷设,且通信电缆需独立穿管保护;

高压普通电缆(>10kV)与光纤电缆同沟:10kV 以上高压动力电缆运行时会产生强电磁磁场,即使采取隔离措施,电磁干扰也可能导致光纤电缆信号衰减(如模拟信号传输时信噪比下降,数字信号传输时误码率升高),影响通信质量;同时,高压电缆绝缘损坏时的电弧高温,可能烧毁光纤电缆外护套,引发连锁故障;

敷设环境恶劣且无法改善的区域:如井下积水严重(敷设沟无法做防水处理)、有强烈腐蚀性介质(如浓度>0.1% 的硫化氢气体)、易受顶板落石或机械冲击(如采煤工作面机道附近)的区域 —— 积水会导致普通电缆绝缘受潮击穿,同时腐蚀光纤电缆外护套;腐蚀性介质会加速两类电缆的老化;机械冲击可能同时破坏两者结构,导致通信中断与供电故障。

二、风险剖析:矿用光纤电缆与普通电缆同沟敷设的 5 大风险点

即使在允许同沟敷设的场景下,若设计或操作不当,仍会面临多种风险,这些风险源于两类电缆的特性差异(电磁、机械、热特性)与井下环境的叠加影响,需针对性防控。

(一)电磁干扰风险:导致光纤电缆信号衰减

普通电缆(尤其是动力电缆)运行时会产生交变电磁场,而矿用光纤电缆虽本身不导电,但外护套(如聚乙烯护套)可能含有金属加强芯(如钢丝铠装),若加强芯接地不良,电磁场会在加强芯上感应出感应电流,进而干扰光纤中的光信号传输 —— 表现为:

模拟信号(如视频监控信号)出现雪花噪点、画面抖动;

数字信号(如以太网数据)误码率升高,传输速率下降(如从 100Mbps 降至 10Mbps),严重时出现通信中断;

风险加剧因素:普通电缆电流越大(如大功率设备的动力电缆)、敷设间距越小,电磁干扰越强;若光纤电缆金属加强芯未单点接地(或多点接地形成环流),干扰会进一步放大。

(二)机械损伤风险:两类电缆相互挤压或外力冲击

井下敷设沟空间有限,同沟敷设时两类电缆若未隔离,易因以下原因造成机械损伤:

相互挤压:普通电缆(尤其是高压动力电缆)外径较大(如 10kV 动力电缆外径可达 50mm 以上),自重较重,长期敷设会对光纤电缆(外径通常 10-20mm)产生挤压,导致光纤纤芯弯曲过度(弯曲半径小于允许值,如 G.652 光纤允许弯曲半径≥30mm),引发信号衰减;

外力冲击:井下顶板落石、巷道维修时的机械碰撞(如刮板输送机推移),可能同时撞击两类电缆 —— 普通电缆外护套破损会导致绝缘泄漏,光纤电缆外护套破损会导致潮气侵入,引发纤芯腐蚀;

敷设操作不当:敷设时若将两类电缆混合拖拽,光纤电缆易被普通电缆的铠装层(如钢带铠装)划伤外护套,留下隐患。

(三)热损伤风险:普通电缆发热影响光纤电缆

普通电缆运行时会因铜损、铁损产生热量(如满载运行的 1kV 动力电缆,表面温度可达 60-70℃),同沟敷设时若散热不良,热量会传递给光纤电缆,导致:

光纤电缆外护套老化加速:聚乙烯、聚氯乙烯等护套材料长期处于 60℃以上环境,老化寿命会缩短 50%(如正常寿命 10 年,高温下仅 5 年),外护套变硬、开裂后,潮气易侵入;

光纤衰减增大:部分光纤(如 G.655 光纤)对温度敏感,温度每升高 10℃,衰减系数可能增加 0.01dB/km,长期高温会导致通信距离缩短;

风险加剧场景:普通电缆过载运行(如电流超过额定值 120%)、敷设沟内粉尘堆积(影响散热)、两类电缆紧密接触(无散热间隙),会进一步升高温度,增加热损伤风险。

(四)绝缘泄漏风险:普通电缆故障影响光纤电缆安全

普通电缆若因绝缘老化、外护套破损出现绝缘泄漏,会对同沟敷设的光纤电缆造成安全隐患:

漏电电击:若普通电缆为高压动力电缆,绝缘泄漏会在敷设沟内形成电场,若光纤电缆金属加强芯接地不良,会感应出高电压,维修人员接触时可能遭遇电击;

短路火灾:普通电缆绝缘击穿引发短路时,会产生电弧高温(可达 1000℃以上),若与光纤电缆距离过近,高温会烧毁光纤电缆外护套,甚至引燃光纤电缆的阻燃护套(虽为阻燃材料,但短路电弧高温可能突破阻燃极限);

腐蚀性物质污染:普通电缆绝缘泄漏时,若绝缘材料为油浸纸或交联聚乙烯,泄漏的绝缘油或分解产物(如酸性物质)会污染光纤电缆外护套,加速护套腐蚀。

(五)维护干扰风险:检修时相互影响,增加复杂度

同沟敷设后,两类电缆的维护工作会相互干扰,增加运维难度与安全风险:

停送电影响:普通电缆(尤其是动力电缆)检修时需停电,若与光纤电缆同沟,可能导致光纤电缆维修需同步停电(或带电作业,增加风险),影响通信系统连续性;

故障排查困难:若两类电缆同时出现故障(如普通电缆短路导致光纤电缆通信中断),难以快速判断故障源头 —— 需分别检测电缆绝缘与光纤衰减,延长故障处理时间;

更换风险:更换其中一类电缆时(如老化的动力电缆),拖拽新电缆可能碰撞、挤压另一类电缆,导致未更换的电缆受损。

三、分场景方案:矿用光纤电缆与普通电缆同沟敷设的合规操作

在允许同沟敷设的场景(如低压普通电缆与光纤电缆、非高危区域),需按 “隔离设计 - 敷设操作 - 接地防护” 的流程制定方案,针对性规避风险。以下是两类典型场景的详细敷设方案,可直接参考实施。

(一)场景 1:低压动力电缆(≤1kV)与矿用光纤电缆同沟敷设

适用场景:井下辅运大巷、采区变电所附近巷道(非高瓦斯区域),普通电缆为 1kV 以下动力电缆(如给水泵、通风机供电),光纤电缆为矿用阻燃通信光缆(如 MT-TY 型)。

敷设方案:

隔离设计:

敷设沟内设置纵向隔板(材质为阻燃塑料板或镀锌钢板,厚度≥5mm),隔板高度为两类电缆外径的 1.5 倍(如动力电缆外径 30mm,光纤电缆外径 15mm,隔板高度≥45mm);

隔板将敷设沟分为上下两层:上层敷设光纤电缆(距隔板顶部≥10mm),下层敷设低压动力电缆(距隔板底部≥10mm),两类电缆之间净距≥200mm(符合 GB 50217 要求);

敷设沟底部铺设 100mm 厚的细沙(或阻燃橡胶垫),避免电缆直接与沟底尖锐石子接触,减少机械损伤。

敷设操作:

先敷设普通动力电缆:采用电缆支架(间距 1.5-2m)将动力电缆固定在下层,支架与隔板之间用绝缘垫(如橡胶垫,厚度≥3mm)隔离,防止金属支架传导干扰;

后敷设光纤电缆:将光纤电缆敷设在上层的电缆挂钩上(挂钩间距 0.8-1m),敷设时控制牵引速度≤5m/min,避免光纤弯曲半径小于允许值(如 G.652 光纤弯曲半径≥30mm);

敷设完成后,在敷设沟顶部覆盖阻燃盖板(材质为玻璃钢板,厚度≥8mm),盖板与沟壁之间用密封胶密封,防止粉尘、积水进入。

接地防护:

普通动力电缆的金属铠装层、屏蔽层需两端接地(接地电阻≤4Ω),避免感应电流产生;

光纤电缆的金属加强芯需单点接地(仅在敷设起点接地,终点悬空),防止形成接地环流,减少电磁干扰;

在敷设沟两端设置接地极(如镀锌钢管,埋深≥1.5m),将两类电缆的接地引线连接至接地极,确保接地可靠。

(二)场景 2:矿用控制电缆(≤0.5kV)与矿用光纤电缆同沟敷设

适用场景:井下采区控制硐室、皮带运输机巷(非瓦斯突出区域),普通电缆为 0.5kV 以下控制电缆(如控制刮板输送机、转载机的信号电缆),光纤电缆为矿用阻燃光缆(如 MT-GYTA 型)。

敷设方案:

隔离设计:

因控制电缆电压低、电流小,可采用 “间距隔离” 替代隔板隔离:两类电缆在敷设沟内同侧敷设,光纤电缆位于控制电缆上方,净距≥100mm(符合《煤矿安全规程》第 473 条要求);

敷设沟两侧壁粘贴阻燃橡胶条(宽度 50mm,厚度 10mm),避免电缆与沟壁直接摩擦,保护外护套。

敷设操作:

采用 “平行敷设” 方式:两类电缆沿敷设沟长度方向平行敷设,避免交叉(交叉会增加电磁干扰与机械损伤风险);

控制电缆采用捆扎固定(每 2m 用阻燃扎带捆扎一次),光纤电缆采用专用电缆挂钩固定(挂钩间距 1m),两者固定点错开布置(避免在同一断面集中受力);

敷设过程中,用万用表检测控制电缆绝缘电阻(≥10MΩ),用光功率计检测光纤电缆衰减(≤0.3dB/km),确保敷设后性能正常。

抗干扰措施:

控制电缆若为屏蔽电缆(如 KVVP 型),其屏蔽层需单端接地(接地电阻≤4Ω),减少对光纤电缆的电磁干扰;

在两类电缆之间敷设一条接地扁钢(镀锌扁钢,规格 40mm×4mm),扁钢每隔 10m 接地一次,形成 “屏蔽接地带”,进一步削弱电磁干扰;

避免控制电缆与光纤电缆在同一位置弯曲(弯曲处间距≥50mm),防止弯曲时相互挤压,影响性能。


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