分布式光纖DAS和DTS在煤礦的應用

在地下采礦環(huán)境中成功且經(jīng)濟開采自然資源的關鍵是采礦人員長期作業(yè)的安全，在過去四十年里，在結構完整性監(jiān)測系統(tǒng)、個人通信設備以及安全設備的培訓方面的先進技術實施大大降低了采礦業(yè)的總死亡人數(shù)。根據(jù)美國礦山安全與健康管理局（MSHA）的數(shù)據(jù)，采礦行業(yè)在2016年發(fā)生了25起死亡事故，這是一個歷史最低點，而1978年有245起。

除了斷層和裂縫等地質(zhì)特征外，地面變形、炸藥爆炸時誘發(fā)的地震活動和重型設備的移動，是導致地下礦井結構不穩(wěn)定的主要原因。沿著整個礦井網(wǎng)絡對應力、應變和振動進行實時監(jiān)測，可以提供關于結構完整性的有用信息，從而可以防止災難性的事故和人員傷亡的發(fā)生。

DAS速度成像監(jiān)測尾礦庫潛在滲漏點（Terra15）

地下礦井環(huán)境中的溫度波動直接影響采礦人員的健康和安全，礦井下的主要安全問題可能是由于溫度上升造成的，例如破壞性爆炸。發(fā)現(xiàn)礦井中潛在危險的重要指標是對整個礦井網(wǎng)絡的溫度變化進行早期檢測和定位，通過實時和連續(xù)測量獲得的溫度曲線可以幫助評估礦井通風狀況，如果出現(xiàn)危險情況，制定可能的整改計劃。

點式傳感器和較新的準分布式傳感系統(tǒng)是用于以不連續(xù)的間隔探測和定位礦井內(nèi)關鍵位置地層變形的最先進的系統(tǒng)，這些傳感設備和相關的控制系統(tǒng)是機電式的，在惡劣的環(huán)境中（高溫和高壓），無論是在正常作業(yè)過程中還是由于結構坍塌，都很容易發(fā)生故障。此外，與控制模塊進行通信的設備還需要額外的模塊，包括沿礦井的電纜網(wǎng)絡和電源，這些設備很容易因結構坍塌造成的撕裂和故障而中斷。

在這些情況下，混合光纖分布式振動和溫度傳感（DVTS）系統(tǒng)可沿礦井方向?qū)崟r和連續(xù)測量溫度和動態(tài)振動，具有良好的空間分辨率。DVTS系統(tǒng)能適應惡劣的工作環(huán)境，并能承受結構性故障，具有與地面指揮和控制中心的嵌入式設備實時通信的能力。因此，它們可以沿著傳感光纖的長度提供不間斷的應力和溫度信息。在事件定位方面具有很高的準確性，并提醒礦井作業(yè)人員采取預防措施。