本安型信息礦燈在我礦的推廣應用

尤國俊

（新疆焦煤（集團）有限責任公司，新疆 烏魯木齊830025）

在煤礦開采工作中，煤礦安全事關(guān)井下工人的生命安全，安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)的第一要務，礦燈是工人井下作業(yè)必備的照明工具，隨著現(xiàn)代科技技術(shù)的進步，許多智能化生產(chǎn)和管理應用到煤礦安全生產(chǎn)中，為適應煤礦現(xiàn)代技術(shù)和安全管理需要，我礦投入使用礦燈管理系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)是各自獨立運行，礦燈和人員定位標識卡為獨立單元，工人下井時工作要佩戴礦燈和標識卡，給工人帶來了很多不便，另標識卡使用鈕扣電池單獨供電，電池只有一年的使用壽命，從出廠、采購、到安裝使用有一定的時間，安裝到標識卡上的電池使用壽命就不到一年，在使用過程中出現(xiàn)在入井識別有顯示，入井后電池沒有電，造成定位標識卡無法識別，人員定位系統(tǒng)中沒有顯示，出現(xiàn)漏卡現(xiàn)象，安全管理中存在隱患，標識卡由工人個人保管，經(jīng)常出現(xiàn)工人丟卡現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)工人相互帶卡的違章行為，給安全工作帶來一定的管理難度。

經(jīng)過與礦燈生產(chǎn)廠和人員定位系統(tǒng)生產(chǎn)廠聯(lián)系進行技術(shù)交流，將礦燈和人員定位標識卡集為一體，人員定位標識卡無線控制模塊嵌入礦燈電池殼內(nèi)，由礦燈電池給標識卡供電，達到不間斷供電，保證了人員定位系統(tǒng)連續(xù)運行。形成了與礦燈管理系統(tǒng)和人員定位識別系統(tǒng)為一體的本安型信息礦燈，并經(jīng)過煤礦安全標志關(guān)聯(lián)認證。

1 推廣使用前狀況

1.1 KL5LM（A）型礦燈（西安南亞科技有限責任公司）

技術(shù)參數(shù)

（1）額定電壓：3.7V；

（2）額定容量：5Ah；

（3）主、輔光源額定電流：0.18/0.06A；

（4）有效工作時間≥16h；

（5）發(fā)光強度≥1cd；

（6）蓄電池循環(huán)壽命≥500 次循環(huán)；

（7）產(chǎn)品防爆型式：防爆特殊型，標志：Ex sI Mb。

1.2 KJ251 煤礦人員管理系統(tǒng)V4.5 版本（煤炭科學研究總院重慶分院）

KGE116D 型標識卡

（1）基本功能：在讀卡器的識別區(qū)域內(nèi)可靠地發(fā)射卡號的電子信息；

（2）危險情況下，通過防誤操作“求救”按鍵，發(fā)射緊急求救呼叫信息；

（3）具有能夠接收來自讀卡器的確認信息并進行光指示功能；

（4）具有接收讀卡器下發(fā)的呼叫命令并進行回復確認功能；

（5）具有相應聲光組合報警指示功能；

（6）無線配置參數(shù)功能；

（7）具有無線發(fā)射欠壓信息功能；

（8）額定工作電壓：DC3V；

（9）電池參數(shù)：Ue：3.0V、Uo：3.3V、Io：2.5A;

（10）使用壽命：≥1 年（可更換電池供電）；

（11）最大工作電流：≤20mA；

（12）信號調(diào)制方式：GFSK；

發(fā)射頻率：2.4GHz；發(fā)射場強：-70dBm- -3dBm；

（13）與KJF210B 型礦用讀卡器的最大被識別距離：≥50m。

礦燈管理系統(tǒng)和井下人員定位系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)是各自獨立運行，礦燈和人員定位標識卡為獨立單元，工人下井時工作要佩戴礦燈和識別卡，給工人帶來了很多不便，同時存在一定的安全隱患。

2 推廣應用后情況

本安型信息礦燈主要由燈頭部分（包括光源組等），電纜部分，電源部分（包括電源轉(zhuǎn)換、礦燈保護器、免維護鋰電池等）和標識卡部分（實現(xiàn)人員定位功能）組成。將信息接收和發(fā)射等通訊裝置都集成在礦燈上，礦燈電源統(tǒng)一供電，燈頭可固定在礦用安全帽上，通信部分裝有人員定位芯片，電源匹配良好，保證工人作業(yè)使用16 小時以上，可以實現(xiàn)井下人員身份識別、定位和無線尋呼（通過礦燈報警提示），且在發(fā)生危險時能夠向地面計算機管理系統(tǒng)發(fā)出求救信號，標識卡與礦燈蓄電池分腔放置。

2.1 主要技術(shù)參數(shù)

（1）充電架技術(shù)參數(shù)：

輸入電壓：AC220V，50Hz 輸出電壓：DC5-7V

輸出電流：120A 輸出功率：0.6KW

（2）礦燈技術(shù)參數(shù)

額定電壓：3.7V 額定容量：5Ah；

主、輔光源額定電流：0.18/0.06A；

有效工作時間≥16h； 發(fā)光強度≥1cd；

蓄電池循環(huán)壽命≥500 次循環(huán)。

產(chǎn)品質(zhì)量：全燈質(zhì)量≤600g；

最大外形尺寸（蓄電池部分）：長×寬×高（mm）：120×44×130；

產(chǎn)品防爆型式：本質(zhì)安全型，防爆標志：Ex iaI Ma。

（3）標識卡技術(shù)參數(shù)（信息部分主要技術(shù)指標）

型號：KGE116D 型標識卡 工作電壓：2.5-3.3V DC

工作電流：≤20mA 工作頻率：2.4GHz±0.08GHz

傳輸距離：標識卡與讀卡器之間的最大無線傳輸距離（無遮擋）：50m

2.2 礦燈集成標識卡后實現(xiàn)功能

（1）編碼收發(fā)功能

礦燈能夠發(fā)送無線編碼信號，供數(shù)據(jù)監(jiān)測分站接收；礦燈能夠接收到數(shù)據(jù)監(jiān)測分站發(fā)送的呼叫信息，并使用狀態(tài)指示燈進行提示。

（2）尋人呼叫功能

井上管理中心需要呼叫某位工人時，在KJ251 礦用人員管理系統(tǒng)的軟件界面上，選中需要呼叫的工人的編號，點擊“尋人呼叫”按鈕，礦燈收到信號后，礦燈電池盒蓋上的綠色狀態(tài)指示燈和主光源同時閃爍，工人得到呼叫信息。

（3）撤離呼叫功能

如果需要工人撤離某個工作區(qū)域時，管理中心可以通過KJ251 礦用人員管理系統(tǒng)軟件界面上的“撤離呼叫”按鈕，給需要撤離區(qū)域的工人下發(fā)撤離呼叫命令，礦燈電池盒蓋上的紅色信號指示燈和主光源同時閃爍，工人得知該信息后應及時撤離該區(qū)域。

（4）緊急撤離呼叫功能

如果井下發(fā)生緊急情況時，管理中心通過KJ251 礦用人員管理系統(tǒng)軟件界面上的“緊急撤離呼叫”按鈕，給需要撤離的工人下發(fā)緊急撤離呼叫命令，礦燈電池盒蓋上的綠色狀態(tài)指示燈和紅色信號指示燈與主光源交替閃爍，工人得知該信息后馬上撤離井下。

（5）緊急呼救功能

礦燈具有緊急呼救功能，工人如果遇到危險情況后，立即長按緊急呼救按鈕，電池盒上蓋上的綠色狀態(tài)指示燈和紅色信號指示燈交替閃爍，并將緊急呼救信息發(fā)送至數(shù)據(jù)監(jiān)測分站直至上位機，管理人員能夠在KJ251 礦用人員管理系統(tǒng)的軟件界面上查看到閃動的該編號礦燈的信息。該功能在井下只能使用一次，升井后需經(jīng)過專業(yè)維修人員維修后方可再次下井作業(yè)。

（6）方位指示功能

工人在井下作業(yè)時，礦燈主光源打開，電池盒蓋上的2 顆紅色方位指示燈應同時閃爍，以提醒其他人員該工人的方位信息。

（7）礦燈電池容量實時顯示功能

礦燈的電池容量顯示功能通過電池盒蓋上的6 顆粒LED指示燈實時顯示電池所剩余的容量，充飽電的礦燈，6 顆燈全亮，隨著電池容量的逐漸減少，亮燈的數(shù)量依次從6 顆減少到1顆，放電終止時全滅。需要查看電池容量時，只需按下主光源開關(guān)，6 顆指示燈根據(jù)容量大小點亮相應的燈數(shù)，指示燈工作延時20S 自動熄滅以節(jié)省電量。

2.3 本安型信息礦燈的主要特點

（1）本質(zhì)安全型防爆設(shè)計：極大的提高了礦燈的安全使用性能。

（2）人員定位功能：可方便的在井上實現(xiàn)井下的人員位置檢測，雙向緊急呼救，實現(xiàn)工人定位及人員考勤以及安全管理等。

（3）方位指示功能：井下工人之間通過閃爍的方位指示信號互相警示，提高了操作人員的安全保障。

（4）電池剩余電量實時顯示：可以讓礦工實時查看自己礦燈的工作狀態(tài)，能夠掌握時間，合理安排自己的工作。

（5）礦燈為攜帶型，具有照明、人員信息管理、人員定位、雙向?qū)ず敉ㄐ?、緊急呼救；電池電量實時顯示，人員方位指示等功能。

（6）礦燈采用LED 光源，光源壽命長、發(fā)光效率高。

（7）礦燈采用錳酸鋰鋰離子蓄電池，循環(huán)壽命長，免維護。

3 應用效果

本安型信息礦燈將礦燈管理系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)集一體，減少工人使用的繁瑣，最重要的解決的人員定位系統(tǒng)的供電壽命，在公司三個礦井推廣使用本安型信息礦燈兩年多時間以來，取得了一定經(jīng)濟效益，標識卡電源使用礦燈電池，直接去掉紐扣電池，原采購單獨標識卡為成品件，價格較高，改進后直接使用無線控制模塊嵌入礦燈電池殼內(nèi)，降低采購成本，本安信息礦燈中的人員定位系統(tǒng)標識卡減少了電池更換維護的人工成本，同時方便了礦井對設(shè)備的集中管理，減少管理成本，經(jīng)濟效益明顯。

在安全管理上沒有出現(xiàn)人員定位系統(tǒng)標識卡失電造成系統(tǒng)中漏卡現(xiàn)象，沒有出現(xiàn)人員誤操作和誤動作現(xiàn)象，運行穩(wěn)定，確保了礦井的安全生產(chǎn)，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益和社會效益。