引用本文：
朱宗玖，李仁浩. 基于OTDR的矿井渗水监测技术[J]. 光通信技术，2020，44（1）：20-22.
朱宗玖，李仁浩
（安徽理工大学 电气与信息工程学院，安徽 淮南 232001）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：煤矿开采过程中的水灾害往往带来各种巨大损失，而对矿井渗水的监测一直比较困难。基于光纤微弯损耗原理和光时域反射（OTDR）技术，提出了一种针对矿井渗水的检测定位方法。结合膨胀土防水毯（GCL）遇水膨胀的特性，井壁渗水区的GCL膨胀并传导形变至与之紧贴的光纤，通过光纤微弯损耗原理获取对渗水情况的检测结果，同时结合OTDR原理，可对出现弯曲损耗的形变点即渗水点进行定位。实验证明渗水位置与测量结果基本吻合，该方法具有较好的定位效果。
关键词：矿井渗水；渗水定位；微弯损耗；光时域反射
中图分类号：TN818 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2020）01-0020-03
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.01.005
0 引言
近年来，煤矿中的水灾害已经上升为当前煤矿事故多发的一大因素。突水、透水等水灾害造成巨大生命财产损失的案例日益增多[1，2]。如何在水灾害发生的初期通过高精度的检测手段在前期轻度渗水时进行及时有效的监测，具有重要意义。
分布式光纤传感器作为一种具有抗电磁干扰、绝缘、防腐蚀、响应快、灵敏度高和可实现分布式检测等优点的检测装置，其发展受到普遍关注[3-5]。膨胀土防水毯（GCL）是一种防渗漏的土木合成材料，由于其遇水高膨胀性，常用于各种防渗工程[6，7]。本文基于光时域反射（OTDR）技术，将GCL的这一特性与光纤微弯损耗检测相结合，提出一种检测矿井渗水与否并有效定位泄露位置的方法。
4 结束语
本文利用GCL能够在煤矿井壁渗水时与水结合发生膨胀并且压迫光纤的现象，建立了基于光纤弯曲损耗的渗漏检测模型。根据光纤功率的损耗情况即可判断光纤是否发生微弯形变，进而利用OTDR技术实现激光束功率损耗点的一维空间定位。本研究具有测量距离较长、范围较大、铺设成本低和光纤耐腐蚀抗干扰能力强等优点，可以较好地对矿井环境进行监测和数据收集。同时，本系统的最大误差为0.08%，定位精度较高，且整套系统实时性好，对煤矿矿井水灾事故的防范与监测工作有较好的预警作用，能有效减少矿井水灾害带来的人员生命财产损失。