光纤传输技术在煤矿监控系统中的应用

刘 芬

（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400039；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037）

煤炭是我国的主要基础能源和重要工业原料，长期在我国的一次性能源消费和生产中占据主导地位。我国既是世界上最大的煤炭生产国家，也是煤炭消耗量最大的国家，因此如何保证煤矿安全可靠的持续生产，对我国国民经济的发展有着重要意义[1-3]。煤矿井下环境复杂，充斥着各种有害气体，只有对井下的各种工况环境和灾害气体进行实时监测，同时对运输设备、采煤机等电气设备进行工作状态的实时检测与诊断，才能保证整个煤矿的安全运行[4-7]。

在矿井监测系统中，传感器能实时采样工况环境和设备参数，是煤矿安全生产运行的关键设备。目前，我国已开发出大量用于煤矿检测和监测系统的传感器，主要包括甲烷传感器、一氧化碳传感器、风速传感器、温度传感器、压力传感器、烟雾传感器等[8-12]。这些传感器与监控分站的数据传输大多采用电压或电流等模拟信号，另外也有采用CAN总线和RS485总线等总线方式进行数据传输。这些数据传输方式在传输线路上的表现均为电信号，在远距离传输过程中可靠性和及时性会大大降低，同时由于矿井运输设备、采煤设备等电气设备在工作时会产生大量的电磁辐射，会对传输线路上的电信号产生极大的干扰，大大降低数据的准确性。随着光纤通信技术的发展，光纤传输技术已广泛的应用于民用、军用和工业等场合，相对于传统电缆，光纤具有抗电磁干扰能力强、传输损耗小、传输速率高以及质量小等特点，特别适合应用于环境复杂，条件恶劣的场合[13-16]。……