针对煤矿井下定位系统采用的DMZI分布式光纤振动传感技术中存在灵敏度低、系统的空间分辨率不高等问题,提出了采用双波长双路马赫-曾德干涉测量(TDMZI)振动传感系统的定位方法。该系统采用两个光源,在光环形器和光电探测器之间接入密集波分复用,在光环行器和光纤耦合器之间加入两个偏振控制器,利用互相关法估计时间延迟,分析由定位算法引起的定位误差。结果表明,该系统对扰动事件定位更加精准,灵敏度更高,极大地减小了定位误差。实验证明,TDMZI定位系统能有效提高系统的灵敏度和空间分辨率,从而提高了矿井下应急救援的效率。