摘要：目前，在分布式光纤传感技术的应用方面出现了一些问题，尤其是在煤矿井下的应用关乎着矿工的生命安全，必须要进行相应的完善调整。鉴于此，本文将主要围绕分布式光纤传感技术在煤矿井下的应用为中心展开论述，并结合实际的情况给出一些合理化的建议。
关键词：分布式；光纤传感技术；煤矿井下
引言：目前，分布式光纤传感技术能够通过光波的衍射和分散原理进行外界环境的有效探测，从而对于煤矿井下的物理环境和化学环境进行有效的感知，并建立相应的人员定位和信息通信通道，从而能够有效地促进煤矿井下安全生产的进行。鉴于此，对于分布式光纤传感技术在煤矿井下的应用研究就显得至关重要，应该引起有关人员的高度重视。
一、分布式光纤传感技术的概念阐述
分布式光纤传感技术，具体是指利用光纤本身做传感器，即光纤本身不仅负责传导信息，同时也要负责感知信息，由于光纤本身不带电，要做到连续分布式的光纤传感，就要利用光纤的散射效应，即外界环境所产生的脉冲信号注入光纤的时候，由于光纤内部存在各种各样的缺陷以及杂质，或者说光纤由于脉冲信号的作用发生了特性的改变，会对于射入的脉冲光进行相应的散射。分布式光纤传感技术能够有效地收集到产生的相应散射光，从而分析其产生散射光的性质变化，有利于研究人员判断光纤所受的外界作用。
二、分布式光纤传感技术在煤矿井下应用的原理意义分析
由于不同性质的散射光，其对应的外界影响是不一样的，例如温度、压力等方面的改变均会产生不同性质的散射光。鉴于此，技术人员通过时域分析和时域定位的方法，即利用光纤中光传输的时间乘以速度，可以得到从定点到发生散射点的距离，从而知道散射点的位置，即分布式光纤传感技术的原理是由于光纤对不同脉冲所产生的散射光不同，从而据此进行推理分析的过程。据此特点，利用此技术能够在地面上精确地判断井下人员的流动情况，及时地进行人员的定位，确保人员的安全。同时也可以对于井下环境进行有效的监测，保证生产环境的安全性。最后利用最新研究的分布式光纤传感技术可以实现有效的信息通信，从而加强地面和井下的实时联系。
三、分布式光纤传感技术在煤矿井下应用的策略分析
（一）分布式光纤传感技术应用于煤矿井下安全报警
为了加强煤矿井下工作的安全性，促进煤炭生产环境的标准化，对此，应该利用分布式光纤传感技术实现煤矿井下的有效安全报警，建立健全煤矿井下安全报警规范机制，完善相应的煤矿井下环境监测和报警方案体系，从而更好地促进煤矿井下工作的安全有效。
例如，由于煤矿井下存在着大量的易燃性煤炭，并且空气中弥漫着密度较高的煤炭粉尘，一旦有相应的热源产生，就会造成严重的火灾事故。如电缆等电气线路的短路或者是出现的电火花现象，由此导致的火灾现象不在少数，同时也存在少部分煤炭自燃的现象，对于矿工的生命安全产生了极大的威胁。以煤矿井下的温度检测和火灾报警为例，应该将相应的分布式光纤分路器分别置放于煤矿井下的各处，如巷道温度传感器、风机温度传感器、皮带机温度传感器等区域，进行全方位的温度监测，并将所有的光纤分路器进行汇总，集中至相应的光缆分线盒处，通过多芯光缆的传输作用，将相应的数据传输至光缆终端盒处，再经过温度分析仪的数据分析，将相应的分析结果传输到控制中心的上位机，最终汇总至总服务器的数据存储盘中，有利于实现有效的温度监测和火灾报警。一旦温度分析仪对于数据的分析超出了相应的阈值，就会发出报警信号，从而及时调整煤矿井下工作的温度，采取通风或者是暂停作业的形式进行有效的调整，保证煤矿井下工作环境的安全性。
（二）分布式光纤传感技术应用于煤矿井下人员定位
目前，由于大型煤矿井下工作人员数量较多，所以需要进行有效的人员定位，不仅仅是为了实现有效的人员管理和考勤，更重要的是在事故发生时能够进行及时的安全救援。对此，应该利用分布式光纤传感技术，借助光波散射以及衍射的原理，建立相应的井下人员定位规范，从而实现有效的井下施工人员的管理，促进施工安全性的提升。
例如，在日常的煤矿井下工作中，需要对于人员进行有效的定位，实现有效的考勤和管理，有利于对于井下工作人员的区域分布动态情况进行有效的控制，从而为煤矿井下工作的日常调度和煤矿事故的救援提供相应的借鉴。对此，应该建立相应的煤矿井下人员定位系统如图一，可以利用分布式光纤传感技术，在煤矿井下工作人员集中工作的区域设立多个定位分站，每个定位分站分配四个读卡器，在读卡器内部安装相应的分布光纤，在不同人员经过相应的读卡器处时，分布光纤就会产生不同性质的散射光，经过对于散射光性质的分析，就可以判断相应的具体人员。同时相邻的两个定位分站之间需要由相应的控制网络井下交换机进行连接，通过信息传输接口汇总至监控主机处，实现有效的人员实时定位。
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图 1煤矿井下人员定位系统
（三）分布式光纤传感技术应用于煤矿井下信息通信
为了加强井下施工人员和地面控制中心的联系，更好的促进煤矿通信系统的建立完善。对此，应该利用分布式光纤传感技术进行煤矿井下的声音检测，借助相应的技术设备，对于煤矿井下的声音进行有效的获取、传输以及转换，从而实现在日常煤矿生产过程中的有效信息通信，并且为事故救援时的工作提供了极大的便利，有力的保障了井下工作人员的生命安全。
例如，在煤矿井下应该使用长距离光纤拾音器，利用光强度调制原理实现对于声音的收集和传输，在井下人员发出声音后，借助普通光纤的拾音探头将声音信号进行光波的有效转换，并通过光纤传输的原理，实现光波信号的快速传播。在井下发生矿难时对于地面搜救人员获取井下被困人员的声音信息具有关键性的作用，有利于保障井下工作人员的生命安全。
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图 2长距离光纤拾音器工作原理
总结：综上所述，由于目前分布式光纤传感技术正在处于研究阶段，还未得到大范围的应用，所以将分布式光纤传感技术应用于煤矿井下的相关工作需要进行一定的技术总结，应该从分布式光纤传感技术应用于井下安全报警、井下人员定位、井下信息通信三方面入手，采取切实可行的措施，促进分布式光纤传感技术的高效应用，从而为煤矿井下的高效工作提供坚实的基础。
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