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矿山监测系统：阻燃型计算机仪表电缆

更新时间：2026-01-15      浏览次数：20

矿山监测系统：阻燃型计算机仪表电缆的防火性能与井下场景适配

在矿山生产系统中，监测系统是保障井下作业安全、实现智能化管控的核心环节，其稳定运行直接关系到人员生命安全与矿产资源的高效开采。矿山井下存在高瓦斯浓度、潮湿多尘、机械摩擦碰撞、空间狭窄等特殊工况，对信号传输载体的性能提出严苛要求。阻燃型计算机仪表电缆作为矿山监测系统的信号传输主干，需同时具备优异的防火阻燃特性、抗干扰能力、机械防护性能及环境适应能力。本文以矿用阻燃型计算机仪表电缆（如:DJYVP32-ZR、WDZ-DJYPVP等）为研究对象，深入剖析其防火性能设计原理，并结合井下监测场景的工况特点，解读电缆的适配逻辑与选型要点。

一、矿山井下监测场景对电缆的核心性能诉求

矿山井下监测系统覆盖瓦斯浓度监测、顶板压力监测、人员定位、设备运行状态监控等多个模块，监测点分布在采掘工作面、巷道、机电硐室等区域，不同区域的工况差异显著，对电缆的性能诉求可归纳为以下四点：

  1. 优秀的防火阻燃性能

    井下瓦斯、煤尘等易燃易爆物质富集，一旦发生电缆短路起火，极易引发瓦斯爆炸或煤尘燃烧事故。因此电缆需具备“遇火不燃、离火自熄"的特性，且燃烧时不产生有毒有害气体，避免对人员逃生和设备运行造成二次伤害。

  2. 强抗电磁干扰能力

    井下存在大量高压供电线路、采煤机、掘进机等大功率设备，这些设备运行时会产生强烈的电磁干扰。监测系统传输的多为4-20mA模拟量信号或低电平数字量信号，抗干扰能力弱，电缆需具备可靠的屏蔽结构，保障信号传输的准确性。

  3. 优异的机械防护与耐磨性能

    井下巷道空间狭窄，电缆敷设过程中易与岩壁、设备发生摩擦碰撞；采掘工作面的振动冲击也会对电缆造成机械损伤。因此电缆需具备耐磨损、抗拉伸、抗挤压的特性，防止因护套破损导致芯线暴露引发安全事故。

  4. 耐潮湿腐蚀性能

    井下空气湿度大，且存在硫化氢、二氧化硫等腐蚀性气体，电缆护套和绝缘层需具备耐水、耐化学腐蚀的特性，避免因材料老化导致绝缘性能下降，保障长期稳定运行。

二、阻燃型计算机仪表电缆的防火性能设计与技术实现

矿用阻燃型计算机仪表电缆的防火性能，主要通过材料选型、结构设计、工艺优化三个维度实现，核心目标是满足《MT 818-2009煤矿用电缆》及《GB/T 18380电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验》的矿用阻燃标准要求。

（一）材料选型：从绝缘到护套的全链路阻燃设计

  1. 绝缘层材料：低烟无卤阻燃聚烯烃

    传统仪表电缆多采用聚乙烯（PE）绝缘，虽绝缘性能优异，但阻燃性差。矿用阻燃型计算机仪表电缆的绝缘层选用低烟无卤阻燃交联聚烯烃材料，该材料通过添加MH、ATH等无机阻燃剂，实现“吸热降温、阻隔氧气"的阻燃机理。燃烧时不会释放卤素气体，烟密度等级（SDR）≤150，符合矿用低烟标准；氧指数≥32%，具备自熄特性，离开火源后可在30s内熄灭。同时，交联工艺提升了材料的耐热性和机械强度，长期工作温度可达-40℃~+90℃，适配井下温差变化大的工况。

  2. 护套层材料：矿用阻燃聚氯乙烯或低烟无卤阻燃护套料

    护套是电缆抵御外部环境侵蚀的首道防线，矿用阻燃型计算机仪表电缆的护套材料分两类：

    • 普通阻燃型选用矿用阻燃聚氯乙烯（PVC），添加高效阻燃剂和抑烟剂，氧指数≥35%，阻燃等级达到GB/T 18380.3的B类要求，具备优异的耐磨、耐酸碱性能，成本相对较低，适用于井下非瓦斯突出区域。

    • 高安全等级选用低烟无卤阻燃护套料，燃烧时无有毒气体释放，烟密度更低，适用于高瓦斯矿井或人员密集的巷道、硐室区域。

（二）结构设计：屏蔽层与铠装层的协同防火防护

  1. 屏蔽层：镀锡铜丝编织+阻燃绕包带

    矿用阻燃型计算机仪表电缆通常采用“分屏蔽+总屏蔽"的双层屏蔽结构，屏蔽层材料为镀锡铜丝，编织覆盖率≥85%，既保障抗干扰性能，又具备良好的导热性。在屏蔽层与护套之间，增设阻燃玻璃纤维绕包带，该材料耐高温、不燃，可在电缆燃烧时阻隔火焰向芯线蔓延，同时增强电缆的结构稳定性。

  2. 铠装层：钢带铠装提升防火与机械防护双重性能

    针对井下机械损伤风险高的场景，电缆外层增设镀锌钢带铠装结构（型号后缀为32）。钢带铠装不仅能抵御外界挤压、碰撞，还能在火灾发生时阻挡火焰和高温对电缆内部的侵袭，延缓绝缘层和护套的老化速度，为监测系统应急响应争取时间。

（三）工艺优化：交联工艺提升材料阻燃与耐热稳定性

绝缘层和护套层的辐照交联工艺是提升电缆防火性能的关键工序。通过高能电子束辐照，使聚烯烃分子链从线性结构转变为三维网状结构，不仅提升了材料的耐热性和机械强度，还增强了阻燃剂的分散性，避免因阻燃剂团聚导致的阻燃性能下降。交联后的材料在高温火焰中不易熔化滴落，减少了火焰传播的风险。

三、矿用阻燃型计算机仪表电缆的井下场景适配逻辑与选型策略

基于井下不同监测区域的工况差异，阻燃型计算机仪表电缆的适配需遵循“场景分级、性能匹配"的原则，结合监测点的位置、干扰强度、环境风险等因素，选择对应的电缆型号与结构。

（一）采掘工作面：抗振动+高阻燃的铠装型电缆适配

采掘工作面是井下工况相对复杂的区域，存在强烈的振动冲击、机械摩擦，且瓦斯浓度波动大。该场景需选用钢带铠装双层屏蔽阻燃型计算机仪表电缆（DJYVP32-ZR），适配逻辑如下：

  1. 钢带铠装结构可抵御采掘设备的碰撞和挤压，防止电缆护套破损；

  2. 双层铜丝编织屏蔽能有效隔离采煤机、掘进机等大功率设备产生的电磁干扰，保障顶板压力、瓦斯浓度等关键监测数据的准确传输；

  3. 阻燃PVC护套具备优异的耐磨、耐潮湿性能，适配工作面的粉尘、水汽环境。

（二）巷道与机电硐室：低烟无卤型电缆适配

巷道是人员通行和设备运输的主要通道，机电硐室集中了大量电气设备，对电缆的防火安全性要求高。该场景建议选用低烟无卤阻燃计算机仪表电缆（WDZ-DJYPVP），适配逻辑如下：

  1. 低烟无卤材料燃烧时无有毒气体释放，烟密度低，可保障火灾发生时人员的逃生通道畅通；

  2. 双层屏蔽结构适配硐室多设备并行运行的强干扰环境，避免监测信号与控制信号之间的串扰；

  3. 耐化学腐蚀的护套材料可抵御硐室中腐蚀性气体的侵蚀，延长电缆使用寿命。

（三）瓦斯突出危险区域：防爆阻燃型电缆适配

瓦斯突出危险区域是井下安全管控的核心区域，电缆需同时满足阻燃和防爆要求。该场景需选用矿用防爆阻燃计算机仪表电缆（IA-DJYPVP-ZR），适配逻辑如下：

  1. 电缆的绝缘和护套材料均通过防爆认证，燃烧时不会产生足以引燃瓦斯的高温火花；

  2. 屏蔽层采用单端接地设计，避免因屏蔽层环路产生感应电流引发电火花；

  3. 电缆的最小弯曲半径≥15倍外径，适配巷道拐弯处的敷设需求，防止因过度弯曲导致屏蔽层断裂。

四、矿用阻燃型计算机仪表电缆的敷设与维护注意事项

  1. 敷设规范

    电缆敷设时应远离高压电缆和动力设备，保持≥0.5m的安全距离；在巷道拐弯处和采掘工作面，需预留一定的冗余长度，避免因设备移动导致电缆拉伸破损；钢带铠装电缆敷设时严禁剧烈弯折，防止铠装层变形影响防护性能。

  2. 接地要求

    双层屏蔽电缆需采用“分屏蔽单端接地、总屏蔽单端接地"的方式，接地电阻≤4Ω，避免形成接地环路产生干扰；接地端子需做好防腐处理，防止因锈蚀导致接地失效。

  3. 定期维护

    定期检查电缆护套的完整性，对磨损、开裂部位及时进行修补或更换；在高瓦斯区域，需定期检测电缆的绝缘电阻，确保绝缘电阻≥5000MΩ・km，防止因绝缘下降引发短路故障。

五、结语

矿山监测系统的稳定运行，离不开适配井下特殊工况的传输电缆。阻燃型计算机仪表电缆通过材料、结构、工艺的协同设计，实现了防火阻燃、抗干扰、机械防护等核心性能的平衡，为井下监测信号的可靠传输提供了保障。在实际应用中，需基于不同区域的工况特点，精准匹配电缆型号与结构，并严格遵循敷设和维护规范，才能充分发挥电缆的性能优势，为矿山智能化、安全化开采筑牢技术根基。

矿山监测系统：阻燃型计算机仪表电缆