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(tuán))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(jì)算地下人數(shù)和光燈使用時(shí)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(huì)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(jì)也容易出錯(cuò)。為了保護(hù)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(hào)、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(huì)科技技術(shù)了一個(gè)多世紀(jì)，其使用性能存在著一定的隱患。類似蓄電池的日常維護(hù)工作是繁瑣的，其內(nèi)部零件隨著時(shí)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(jìn)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(gè)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(shí)進(jìn)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(jìn)行反饋，這樣相關(guān)工作人員只能通過人工工作進(jìn)行充電架上數(shù)據(jù)的收集，做不到數(shù)據(jù)自動(dòng)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(jìn)行定時(shí)的檢查和確定，無疑是加大了工作人員的工作量和工作時(shí)間。礦燈監(jiān)測管理的最大隱患是工作人員對(duì)于一些處于礦井內(nèi)部、深層的隱患無法進(jìn)行檢測，同時(shí)，礦燈具體的工作時(shí)限、充電循環(huán)系統(tǒng)等多個(gè)數(shù)據(jù)無法進(jìn)行掌控。因此，現(xiàn)階段我國煤礦企業(yè)對(duì)礦燈的使用范圍規(guī)定在18個(gè)月，只要礦燈的使用時(shí)間達(dá)到18個(gè)月就進(jìn)行強(qiáng)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(dá)18個(gè)月的期限時(shí)還沒達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的充電循環(huán)次數(shù)，強(qiáng)制性的更換礦燈造成了一定的能源浪費(fèi)。

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(duì)礦燈的工作數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)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(gè)充電架的側(cè)面加裝一個(gè)具有高強(qiáng)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(jìn)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(chǔ)等一系列工作?！V燈的充電情況是礦燈智能管理系統(tǒng)對(duì)施工現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)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(shí)進(jìn)行及時(shí)的警報(bào)。對(duì)煤礦礦燈進(jìn)行工作和結(jié)束的時(shí)間進(jìn)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(shí)進(jìn)行進(jìn)報(bào)備，同時(shí)擴(kuò)展下井人員的相關(guān)信息。礦燈存架的個(gè)數(shù)直接影響著在架礦燈的數(shù)量，同時(shí)方便根據(jù)工作人員數(shù)量進(jìn)行增減改變，同時(shí)，統(tǒng)計(jì)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(gè)礦燈智能充電管理技術(shù)是應(yīng)用了當(dāng)前比較先進(jìn)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(hào)來探測礦燈的存在。對(duì)礦燈進(jìn)行定位檢測并通過光譜鎖相測量技術(shù)來增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)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(duì)礦燈進(jìn)行充電時(shí)充電情況、電量總量和電壓數(shù)據(jù)等多個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的收集，同時(shí)讓相關(guān)工作人員對(duì)礦燈的充電情況進(jìn)行一定的了解且對(duì)礦燈的安全性能進(jìn)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(duì)收集到的信息進(jìn)行及時(shí)傳輸至總控制儀器中，同時(shí)還設(shè)置了相關(guān)的警報(bào)器，出現(xiàn)故障時(shí)可以進(jìn)行及時(shí)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(shí)際施工過程中的主要工作內(nèi)容包括以下五個(gè)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(jìn)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(duì)準(zhǔn)上述打好的孔。(3)電源和電源開關(guān)固定在各個(gè)層面的充電架中。(4)充電架中的線路嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)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(shí)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(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，按照實(shí)際礦燈需求進(jìn)行管理，對(duì)各數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和管理，通過曲線圖或是充電模擬有向圖進(jìn)行有效數(shù)據(jù)的走向展示，直接映象于礦燈的實(shí)際充電狀態(tài)或工作實(shí)時(shí)記錄上。1)單片機(jī)充電控制方式是較為先進(jìn)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(huì)進(jìn)行自動(dòng)斷電。2)礦燈及充電板編號(hào)、相關(guān)工作人員及所屬部門、下井時(shí)間、在井下持續(xù)時(shí)間等功能都屬于超時(shí)監(jiān)控模塊。3)礦燈及充電板編號(hào)、相關(guān)工作人員及所屬部門、上下井時(shí)間等信息的統(tǒng)計(jì)查看功能都屬于上下井監(jiān)控模塊。4)礦燈編號(hào)及充電板編號(hào)、相關(guān)工作人員、礦燈使用的時(shí)限和次數(shù)等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)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(shí)間、考勤結(jié)尾時(shí)間，成員姓名、礦井、作業(yè)隊(duì)，其中包含礦工、具體時(shí)間、下井時(shí)長、上井時(shí)長等等有關(guān)消息；出勤統(tǒng)查，依據(jù)考勤起始時(shí)間、考勤結(jié)尾時(shí)間，員工姓名、礦井、作業(yè)隊(duì)等經(jīng)常的標(biāo)準(zhǔn)查詢，完成統(tǒng)查礦工、具體時(shí)間、下井次數(shù)等功能；下井統(tǒng)查，依據(jù)考勤起始時(shí)長、考勤結(jié)束時(shí)長，員工姓名、礦井、作業(yè)隊(duì)等經(jīng)常的標(biāo)準(zhǔn)查詢，完成統(tǒng)查礦工、具體時(shí)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(shí)長、異常表述、值班成員、對(duì)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(dòng)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(dòng)化是未來發(fā)展的方向。我們應(yīng)該用先進(jìn)的技術(shù)為國家和人民的財(cái)產(chǎn)甚至生命安全提供強(qiáng)有力的保障。