煤礦礦燈智能充電管理系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

田秀芳

(山西汾西礦業(yè)(集團)有限責(zé)任公司曙光煤礦，山西 孝義 032300)

引言

礦燈是煤礦工人在地下工作所需的工具。也可以計算地下人數(shù)和光燈使用時間，用來判斷電池性能等。目前，在國內(nèi)大多數(shù)煤礦中，燈光管理仍然是傳統(tǒng)的黑社會管理方式。光燈室管理人員管理和注冊光燈的使用，不僅容易發(fā)生過充或不足，還影響光燈的壽命，光燈數(shù)量的統(tǒng)計也容易出錯。為了保護燈光及延長其壽命，許多煤礦采用了特殊的燈光系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于編號、鎖定和收縮，不需要專業(yè)經(jīng)理發(fā)行和收集。國家重視安全生產(chǎn)和企業(yè)信息化建設(shè)，廣燈智能充電管理必然成為大勢所趨。

1 當(dāng)前我國煤礦企業(yè)礦燈現(xiàn)狀

1.1 礦燈充電的普遍情況

現(xiàn)階段，我國存在多數(shù)煤礦企業(yè)選用酸性或堿性的蓄電池為煤礦礦燈的主要類型。雖然此電池的使用范圍較為常見，但是其電池的充電方式已經(jīng)落后現(xiàn)今社會科技技術(shù)了一個多世紀，其使用性能存在著一定的隱患。類似蓄電池的日常維護工作是繁瑣的，其內(nèi)部零件隨著時間的發(fā)展老化效果較為明顯，容易造成事故，由于此類的煤礦礦燈無法通過技術(shù)手段得到性能提高，只能進行替換。

1.2 礦燈監(jiān)測管理的普遍情況

煤礦企業(yè)所采用的礦燈監(jiān)測管理制度存在一些普遍的問題。如果一個煤礦企業(yè)沒有較為穩(wěn)定、完善的監(jiān)管系統(tǒng)，其礦燈的使用數(shù)據(jù)和總體數(shù)量不能及時進行收集和反饋到相關(guān)工作人員手中。一些較為傳統(tǒng)的礦燈的充電情況和電壓數(shù)據(jù)只能在充電架上進行反饋，這樣相關(guān)工作人員只能通過人工工作進行充電架上數(shù)據(jù)的收集，做不到數(shù)據(jù)自動化傳輸。除此之外，礦燈的充電情況是否保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)還需要相關(guān)工作人員進行定時的檢查和確定，無疑是加大了工作人員的工作量和工作時間。礦燈監(jiān)測管理的最大隱患是工作人員對于一些處于礦井內(nèi)部、深層的隱患無法進行檢測，同時，礦燈具體的工作時限、充電循環(huán)系統(tǒng)等多個數(shù)據(jù)無法進行掌控。因此，現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)對礦燈的使用范圍規(guī)定在18個月，只要礦燈的使用時間達到18個月就進行強制替換。雖然這一辦法確保了煤礦使用的穩(wěn)定性，但是由于礦燈使用的頻率不同，一些礦燈在到達18個月的期限時還沒達到標準的充電循環(huán)次數(shù)，強制性的更換礦燈造成了一定的能源浪費。

2 新一代礦燈智能管理系統(tǒng)

2.1 礦燈智能管理系統(tǒng)的原理

礦燈智能管理系統(tǒng)的工作原理是對礦燈的工作數(shù)據(jù)進行實時的監(jiān)控，防止因礦燈管理系統(tǒng)的落后造成一定的消極影響。礦燈智能管理系統(tǒng)是在礦燈的各個充電架的側(cè)面加裝一個具有高強度數(shù)據(jù)采集的檢測儀器，通過充電架上的信息傳輸儀器將數(shù)據(jù)檢測器收集到的礦燈工作狀態(tài)數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)以及電壓數(shù)據(jù)進行傳輸，經(jīng)由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器最終將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降V燈智能管理系統(tǒng)中，造成相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、顯示、存儲等一系列工作?！V燈的充電情況是礦燈智能管理系統(tǒng)對施工現(xiàn)場進行實施監(jiān)控最主要的監(jiān)測數(shù)據(jù)，其主要工作原理是礦燈出現(xiàn)使用故障時進行及時的警報。對煤礦礦燈進行工作和結(jié)束的時間進行采集，不僅關(guān)注礦燈的使用情況，還關(guān)注礦井工作的工作人員數(shù)量，避免出現(xiàn)超員現(xiàn)象，如果下井人員過多及時進行進報備，同時擴展下井人員的相關(guān)信息。礦燈存架的個數(shù)直接影響著在架礦燈的數(shù)量，同時方便根據(jù)工作人員數(shù)量進行增減改變，同時，統(tǒng)計每盞燈的充電情況，保障礦燈電池的更換得到保障。

2.2 智能充電管理系統(tǒng)硬件

這個礦燈智能充電管理技術(shù)是應(yīng)用了當(dāng)前比較先進的紅外線傳感器技術(shù)。充電架的充電燈位處是放置了傳感器的地方，可以通過感應(yīng)信號來探測礦燈的存在。對礦燈進行定位檢測并通過光譜鎖相測量技術(shù)來增強信號強度可以用紅外傳感技術(shù)。AD數(shù)模采樣技術(shù)被廣泛應(yīng)用于礦燈智能充電的管理系統(tǒng)，可以對礦燈進行充電時充電情況、電量總量和電壓數(shù)據(jù)等多個數(shù)據(jù)進行實時的收集，同時讓相關(guān)工作人員對礦燈的充電情況進行一定的了解且對礦燈的安全性能進行一定的診斷；除此之外，485總線和寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也被應(yīng)用于礦燈智能充電的管理系統(tǒng)中，其主要作用在于信息傳輸，可以對收集到的信息進行及時傳輸至總控制儀器中，同時還設(shè)置了相關(guān)的警報器，出現(xiàn)故障時可以進行及時的了解和反饋。充電架在煤礦企業(yè)中占據(jù)著重要地位，其在實際施工過程中的主要工作內(nèi)容包括以下五個方面。(1)拆除傳統(tǒng)充電架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，給紅外線傳感器進行打孔工作。(2)數(shù)據(jù)采集板要安裝在充電頭的穩(wěn)固出，并將傳感器對準上述打好的孔。(3)電源和電源開關(guān)固定在各個層面的充電架中。(4)充電架中的線路嚴格按照設(shè)計圖進行安裝。(5)在充電架的一側(cè)安裝相應(yīng)的控制面板，保證控制面板與電源相連接。

3 礦燈智能管理系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

3.1 礦燈充電監(jiān)控

礦燈充電監(jiān)控是利用礦燈架進行實時的監(jiān)控，按照實際礦燈需求進行管理，對各數(shù)據(jù)進行收集和管理，通過曲線圖或是充電模擬有向圖進行有效數(shù)據(jù)的走向展示，直接映象于礦燈的實際充電狀態(tài)或工作實時記錄上。1)單片機充電控制方式是較為先進的礦燈控制方式，其被應(yīng)用于礦燈充電監(jiān)控中的充電過程中，當(dāng)?shù)V燈電量充滿后就會進行自動斷電。2)礦燈及充電板編號、相關(guān)工作人員及所屬部門、下井時間、在井下持續(xù)時間等功能都屬于超時監(jiān)控模塊。3)礦燈及充電板編號、相關(guān)工作人員及所屬部門、上下井時間等信息的統(tǒng)計查看功能都屬于上下井監(jiān)控模塊。4)礦燈編號及充電板編號、相關(guān)工作人員、礦燈使用的時限和次數(shù)等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計查詢功能都屬于礦燈監(jiān)控模塊。

3.2 出勤管理

出勤查找，可以查找在職人員考勤起始時間、考勤結(jié)尾時間，成員姓名、礦井、作業(yè)隊，其中包含礦工、具體時間、下井時長、上井時長等等有關(guān)消息；出勤統(tǒng)查，依據(jù)考勤起始時間、考勤結(jié)尾時間，員工姓名、礦井、作業(yè)隊等經(jīng)常的標準查詢，完成統(tǒng)查礦工、具體時間、下井次數(shù)等功能；下井統(tǒng)查，依據(jù)考勤起始時長、考勤結(jié)束時長，員工姓名、礦井、作業(yè)隊等經(jīng)常的標準查詢，完成統(tǒng)查礦工、具體時間、下井次數(shù)等功能；月度統(tǒng)查，借助月度統(tǒng)查完成按部門展示每一月礦工的具體考勤記錄(早、中、晚)礦燈故障表，包含礦燈編碼、充電板編碼、異常類型、次數(shù)、異常的時長、異常表述、值班成員、對意見的處理、備注。

4 結(jié)束語

總之，將智能電腦充電檢測管理系統(tǒng)應(yīng)用到煤礦企業(yè)的礦燈管理中，可以為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)提供科學(xué)合理的技術(shù)支持，從而有助于通過自動化管理提高礦燈的穩(wěn)定性，降低人工成本。因此，煤礦企業(yè)礦燈的管理智能化和自動化是未來發(fā)展的方向。我們應(yīng)該用先進的技術(shù)為國家和人民的財產(chǎn)甚至生命安全提供強有力的保障。