贵州日报天眼新闻记者 张凌

在贵州深邃复杂的矿井地层之下，一张由万米光缆织就的“全光感知神经网络”正昼夜不息地运行。它不带电、不惧水、抗干扰，能敏锐捕捉到岩体深处微如呼吸的破裂信号，在煤与瓦斯突出等灾害发生前抢出宝贵的“生命时间”。

近日，记者走进贵州省煤矿设计研究院有限公司，探访贵州省能源智能开发与高效利用实验室。这里自主研发的全光纤微震监测系统实现了煤岩动力灾害监测技术的根本性突破——监测灵敏度相比传统电学设备提升10倍以上，不仅荣获中国煤炭工业科学技术奖一等奖，更为我国复杂地质条件下的煤矿安全生产装上了一道“国产光纤防线”。

“如果把煤矿岩体比作人体，传统的监测设备像是在听诊，而我们的系统则是在进行高精度的CT扫描。”贵州省能源智能开发与高效利用实验室副主任李青松介绍。

该系统由微震监测主机、光纤加速度传感器和微震分析平台三部分组成。与传统设备不同，它完全摒弃了电子传感器路线，采用全光纤干涉技术，利用光波在光纤中传播的相位变化来反推外界振动。

“灵敏度提升10倍以上，在工程上是一个巨大的跨越。”李青松说，该技术不仅“听”得清，而且“听”得宽。其频率测量范围覆盖0.5至1200Hz，既能监测到低频的岩体蠕变，也能捕捉到高频的煤岩断裂，解决了传统设备“漏听”极小能量微震事件的难题，真正实现了对灾害前兆的“明察秋毫”。

“过去，我们曾引进国外的微震监测系统，但数据格式封闭、接口协议不开源、核心定位算法不透明，就像一个‘黑盒子’。”贵州省煤矿设计研究院有限公司瓦斯分院院长衡献伟指出：“这导致我们不仅维护成本高昂，更无法根据贵州特有的地质条件进行算法优化。”

为打破这一技术壁垒，实现关键核心技术的自主可控，研发团队选择了最艰难的攻坚之路。

攻关期间，团队将实验室“搬”到了煤矿生产一线。为获取准确数据，李青松和团队深入义忠、林华等煤矿，在巷道中铺设超万米光缆，在井下钻机轰鸣、皮带运输、爆破震动等数千倍于有效信号的强噪音环境，连续驻守三个月。

“我们要做的，是在海量噪音中‘淘’出真正的危机信号。”衡献伟介绍。团队采集了400TB的有效微震数据，采用深度学习和连续小波变换等技术，逐一甄别机械振动、电磁干扰与岩石破裂信号，构建起属于中国矿山的“典型波形指纹库”。

这项技术能捕捉煤与瓦斯突出前的“微破裂”前兆，通过分析微震事件的时空演化规律，实时将工作面划分为正常、威胁、危险三个等级，实现了对危险源“时-空-强”多维度的快速辨识与秒级响应。

目前，该技术已在贵州能源集团下属多个矿井成功应用，预警准确率达到91%。在一个真实案例中，系统连续触发微震能量预警，并敏锐捕捉到瓦斯浓度的微小异常波动。经矿方排查，在回采工作面30米外发现了隐蔽的地质构造异常，成功避免了一起潜在的动力灾害事故。

作为省级实验室创新平台，这里正成为技术辐射的策源地。依托“富矿精开”的大背景，该项技术正走出煤矿，向页岩气压裂监测、隧道岩爆预警、边坡稳定性监测等领域延伸，致力于解决更多重大基础设施的安全痛点。