· 257 ·区域治理
奚强
中煤科工集团常州研究院有限公司，江苏 常州 213015
摘要：随着煤矿开采范围的不断扩大，我国多数矿区使用的传统铜芯电缆的传输质量和速率已无法满足相关要求。基于此，文章对光纤通信的煤矿井下通讯工程设计进行了研究，分析了光纤通讯技术的原理特点，希望能够实现煤矿井下通讯工程设计的正常运行。 关键词：光纤通信；煤矿井下；通讯工程
随着矿山生产智能化的发展，煤矿企业需要构建一个涵盖整个生产流程的通信网络，实现矿山生产的自动化管理，为煤矿生产的安全性提供保障。一、光纤通信技术概述光纤主要由纤芯、填充料、加强肋以及护套等构成，与同轴电缆的组成十分相似，其中心是光传播的玻璃心。其中，在多模光纤中，芯的直径是15到50mm，相当于人类头发的粗细。而单模光纤芯的直径为8mm-10mm。由于芯外向包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内，利用光束传递信息的这种新技术是光纤通信，光纤是光的传播介质，信息由激光发生器一端传播到激光接收器一端主要是通过光波在光纤中全反射实现的。
光纤通过将电信号转换为光信号，使转换后的光信号在光纤内远距离传输，到达目的地后再将光信号转化为电信号。二、光纤通信系统的基本组成及原理如图1所示，光纤通信系统以采用单纤单向传输的数字光纤通信为核心，利用复用技术，在一根光纤上实现多路数据的传输。为了保证系统设备的兼容性，相关人员需要采用开放式的设计，其工作原理是，在光发射机同时输入多路信号的过程中，分别通过数据采集，将信号处理后，经E/0电光变换电路和复用解复用器输出工作窗口，输出光信号，经转接器耦合至干线光纤传输；出纤后，又输出到光接收机先进行0/E 光电变换，再进行其它相应的处理，输出相应的高频复合信号，分别送入相应解调电路进行处理后，最后输出
标准或满足用户要求的信号传送到终端。图1 系统组成框图三、煤矿井下光纤通信的特点
煤矿井下光纤通信的系统构成和电
汽车香水瓶路原理与地面的相似，其在光缆、终端
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设备制造以及光缆施工维护中存在以下
特点。
1 矿用阻燃光缆
通常情况下，煤矿井下光缆的外护套
必须阻燃，避免火灾的发展，且火焰蔓延
必须在限定范围内，残焰或残灼在限定时
间内能自行熄灭光缆。根本特性是：在火偏振子
灾情况下可能被烧坏而无法运行，但能够
有效地阻止火势的蔓延。在光缆失火的情
况下，能够将燃烧限制在局部范围内，不
产生蔓延，避免造成瓦斯爆炸、烧坏其他
设备等更大的损失。
2 光纤连接
现阶段，煤矿井下连接光纤主要使
用热熔的方式，由于煤矿井下有瓦斯、
易爆炸，只能在通风良好的大巷内，而
且要有瓦斯检查员现场实时监测瓦斯浓
度。在采掘工作面及其他危险地点，只
能在线连接后，再移入使用巷道，这就
为工作带来很烦，而采用新型的快
速连接器，能够有效地解决现场布线作
业和光纤到各个巷道的连接头问题，现
已被广泛运用于井下现场需要快速连接
的位置，为作业提供了快速、稳定的连
接方式。除此之外，由于快速连接头现
场组装无需再进行胶水固化和研磨，这
就为工程师线路安装、维护和修理，以
瓶嘴及井下采掘工作面工程提供了便利。快
速连接头的预埋式光纤和插芯端面的加
工预研磨设计，保证了插芯端面的完美
品质，进而有效地减少了用户设备接口磁性刀架
的损坏问题，降低连接损耗。
四、煤矿
井下通讯工程
设计
1 整体布线农用保水剂
按照煤矿
井下巷道及工
作面走线，可
确定为树状布
线结构。布线设计为在没有电子增音机使用下，能够保持与主水平巷道的即时通讯。利用井下光纤耦合器建立起矿井光纤通讯网络，耦合器具有多样性，三端、四端到上百端的大型耦合器。除此之外，无源通讯网络在连接点数和分接数量的限制下，最大用户数量不超过24个。针对井下实际布局和日后的扩展需求，采用星型结构网络能有效地增大用户数量，但极易产生光缆缠结。因此，相关技术人员可以根据这一现状，采取汇接式一星型网络混合布局，这样不仅能够提供足够数量的接口，还可以降低主干线缆数量。2 井下光纤传输现阶段，我国煤矿井下通讯传输信息主要分为数据、电视和语言三种。其中，数据信息传输的主要方式是数字比特流，其能够为井下设备控制数据、实时报警数据等信息传输提供便利；电视传输的主要形式是数字化形式、频率调制载波以及基带模拟形式。根据井下实际电视传输特点，可采用多路电视通讯传输方式，将每个信道调制到FM 到FDM 频率的载波上进行单
光缆传输；语音传输是以数字化信号和音频频率基带模拟信号进行传输的。在煤矿井下恶劣环境中，数字化信号具有更好的抗干扰能力，可采用多路化数字信号进行传输。五、结束语光纤通信技术能够很好地将环境情况、井下人员监测情况和设备运转情况等信息传送到调度指挥中心，高质、高效地实时显示各子系统的监测监控信息状况和煤炭生产的各个环节情况，为煤矿企业的安全提供了保障。参考文献：[1]舍晓东.基于煤矿光纤通信技术的研究与应用[J].中国新通信,2017,19(10):99 -100.[2]蒋鹏.基于煤矿光纤通信技术的研究与应用[J].工程技术：全文版:00263-00263.[3]胡国鑫.基于光纤通信技术的井下通讯系统设计[J].科技研究,2014.
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