火灾和爆炸仍然是矿业行业工作人员、生产作业和环境面临的最大威胁之一。西澳大利亚州政府发布的一份报告显示，火灾是引发矿山事故的最大原因，当地2020年9月至12月期间发生的矿山事故中，火灾引发的事故占了三分之一以上（34%）。

光纤技术的出现为矿业行业的安全生产需求提供了一个更为全面、更安全的解决方案，这符合德勤在2021年发展趋势跟踪报告中所提出的最新矿业发展趋势：“安全生产一直是矿业行业的重中之重，而新技术和数据可以提高矿山的安全性……矿山安全生产需要采用一种综合方法。安全分析方法可以对一些潜在危害进行预测，并且能够提供一些预防措施。”

常规的消防安全解决方案只在火灾发生后才发出警报并启动灭火系统，然而一旦火灾已经发生往往就变得难以控制。更为积极的消防安全解决方案是在火灾发生之前就对新出现的火灾警情进行监测，从而最大限度地降低矿山损失，包括生命风险、设备损失、生产损失、巨额罚款、运营许可证吊销甚至整个矿山生产运营的停摆。目前已经研发出了新的技术，可以实现对所有这些风险因素的预防，该技术的特点是具有更高的精度、可实时监控以及所需现场设备简单（只需要光纤）。

最新研究表明，相比于所有传统的监测技术，比如气体探测器或红外探测器，光纤技术通过一根光纤就能够对一些闷燃警情进行监测，从长远来看，这项技术的总体使用成本（Total Cost of Ownership，TCO）是最低的，而且不需要进行维护。图1展示了不同的消防安全系统检测火灾警情的反应时间。

图1 不同消防安全系统检测火灾警情的反应时间

分布式温度传感（DTS）技术已经在地表矿区和地下矿井中成功地进行了测试和安装，这种技术采用了一个激光发射源，然后通过一根直径为4毫米的光纤芯来传输信号。增强型不锈钢光纤系统能够对热量积聚事件进行快速检测，并且可以锁定热源位置，其精度达到了0.5米之内。这种检测精度不会受到风和其他环境因素的影响，因为光纤探测器不仅可以检测到对流作用（空气），还可以检测到热传导作用（物体表面）和热辐射作用（红外火焰）。

这个系统具有潜在火灾的早期预警功能，从而使得矿业企业能够预防和检测火灾事故。该系统还可以与矿区的可编程逻辑控制器（PLC）、数据采集和监视控制系统（SCADA）或分散控制系统（DCS）等系统实现完全兼容，这为分析工作提供了一套完整的实时数据，从而形成了一个可靠、安全且实用的解决方案。

该系统既可以使用新的光纤，也可以利用矿区已经安装的原有光纤。通过光纤将温度读数（附有精确定位）传输到矿区系统之中，从而形成一个沿光纤电缆整个长度的完整温度分布。这有助于通过数据采集和监视控制系统的操作显示设备对光纤沿线的各个异常发热点进行识别。这个系统还能够发出警报并且提供历史趋势报告，从而为编写安全生产报告甚至预防潜在的安全生产事故提供一个敏锐的信息来源。图2展示了一个典型的总体监测系统的布局情况。

图2 典型总体监测系统的布局情况

基于光纤技术的监测系统通过一根光纤就实现了所有这些功能，而且这根光纤具有较长的使用年限和行业内最高的精度水平。所有这些方面的对比表明，从长远来看，光纤系统的总体使用成本要低得多，因为这种技术具有设备单一、嵌入式安装或定期维护的优点。由于使用了一种更为安全的监测系统，矿业企业的保险费用也得到了降低，因此随着时间的推移，这种技术会逐渐显现出更大的成本节约优势。

这个系统可以与数据采集和监视控制系统实现完全整合，从而提高了决策流程的效率，也为客户带来了更为舒适的使用体验。该系统符合2021年矿业行业的发展趋势，即零伤害、风险管理和综合运营。

根据德勤发布的矿业行业调查报告——《2021年趋势跟踪报告》，矿业行业正在经历一场新技术应用的迅速扩张，这些新技术可以帮助矿业行业应对一些来自生产安全、数据集成和环境方面的挑战。在总体发展趋势中，有三个领域适合光纤技术的应用：

（1）以零伤害为目的建立新一代集成式预测性安全生产系统

矿业企业正在通往零伤害的道路上，即使得工作场地对于矿山员工、周边社区和环境更加安全。应用新的系统和技术可以预防事故的发生，从而提升整体的安全标准。

（2）提升企业管理的竞争优势：新出现的风险因素要求企业加强监管力度

企业管理正在成为风险管控的一种有效方式：网络安全、环境和技术的合规性已经提上了议事日程。不仅在矿区，而且在数据和信息方面，企业都在加紧步伐，努力跟上更高级别的安全标准的要求，从而将任何潜在风险降至最低。

（3）集成运营的发展趋势是矿业企业应对发展变化的重要支撑点

技术的快速发展使得支持矿业行业战略决策所采用的信息量急剧增长。随着时间的推移，预计这一趋势会加速到来，企业正在向集成运营和系统（如光纤全面集成系统）的方向发展，而不是向孤立系统发展。

由于以上的所有这些因素，光纤技术正在成为一种最优的技术和成本效益解决方案，并且能够为企业实现更为安全的生产运营提供支撑。然而，矿业行业的安全生产水平、生命安全保障和生产运营保障提升到新高度的关键因素在于光纤技术，也就是一根光纤实现对矿山的全面监控覆盖，以及对异常热量积聚事件的实时预警。