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，煤礦安全事關井下工人的生命安全，安全生產是煤礦企業的第一要務，礦燈是工人井下作業必備的照明工具，隨著現代科技技術的進步，許多智能化生產和管理應用到煤礦安全生產中，為適應煤礦現代技術和安全管理需要，我礦投入使用礦燈管理系統和井下人員定位系統，兩個系統是各自獨立運行，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，人員定位系統中沒有顯示，出現漏卡現象，安全管理中存在隱患，標識卡由工人個人保管，經常出現工人丟卡現象，甚至出現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。

經過與礦燈生產廠和人員定位系統生產廠聯系進行技術交流，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，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連續運行。形成了與礦燈管理系統和人員定位識別系統為一體的本安型信息礦燈，并經過煤礦安全標志關聯認證。

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）

技術參數

（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）發光強度≥1cd；

（6）蓄電池循環壽命≥500 次循環；

（7）產品防爆型式：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：在讀卡器的識別區域內可靠地發射卡號的電子信息；

（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）無線配置參數功能；

（7）具有無線發射欠壓信息功能；

（8）額定工作電壓：DC3V；

（9）電池參數：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）信號調制方式：GFSK；

發射頻率：2.4GHz；發射場強：-70dBm- -3dBm；

（13）與KJF210B 型礦用讀卡器的最大被識別距離：≥50m。

礦燈管理系統和井下人員定位系統，兩個系統是各自獨立運行，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（包括電源轉換、礦燈保護器、免維護鋰電池等）和標識卡部分（實現人員定位功能）組成。將信息接收和發射等通訊裝置都集成在礦燈上，礦燈電源統一供電，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，保證工人作業使用16 小時以上，可以實現井下人員身份識別、定位和無線尋呼（通過礦燈報警提示），且在發生危險時能夠向地面計算機管理系統發出求救信號，標識卡與礦燈蓄電池分腔放置。

2.1 主要技術參數

（1）充電架技術參數：

輸入電壓：AC220V，50Hz 輸出電壓：DC5-7V

輸出電流：120A 輸出功率：0.6KW

（2）礦燈技術參數

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； 發光強度≥1cd；

蓄電池循環壽命≥500 次循環。

產品質量：全燈質量≤600g；

最大外形尺寸（蓄電池部分）：長×寬×高（mm）：120×44×130；

產品防爆型式：本質安全型，防爆標志：Ex iaI Ma。

（3）標識卡技術參數（信息部分主要技術指標）

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功能

（1）編碼收發功能

礦燈能夠發送無線編碼信號，供數據監測分站接收；礦燈能夠接收到數據監測分站發送的呼叫信息，并使用狀態指示燈進行提示。

（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域時，管理中心可以通過KJ251 礦用人員管理系統軟件界面上的“撤離呼叫”按鈕，給需要撤離區域的工人下發撤離呼叫命令，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域。

（4）緊急撤離呼叫功能

如果井下發生緊急情況時，管理中心通過KJ251 礦用人員管理系統軟件界面上的“緊急撤離呼叫”按鈕，給需要撤離的工人下發緊急撤離呼叫命令，礦燈電池盒蓋上的綠色狀態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指示燈和紅色信號指示燈交替閃爍，并將緊急呼救信息發送至數據監測分站直至上位機，管理人員能夠在KJ251 礦用人員管理系統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，升井后需經過專業維修人員維修后方可再次下井作業。

（6）方位指示功能

工人在井下作業時，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，6 顆指示燈根據容量大小點亮相應的燈數，指示燈工作延時20S 自動熄滅以節省電量。

2.3 本安型信息礦燈的主要特點

（1）本質安全型防爆設計：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井下的人員位置檢測，雙向緊急呼救，實現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，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、雙向尋呼通信、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、發光效率高。

（7）礦燈采用錳酸鋰鋰離子蓄電池，循環壽命長，免維護。

3 應用效果

本安型信息礦燈將礦燈管理系統和人員定位系統集一體，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，降低采購成本，本安信息礦燈中的人員定位系統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備的集中管理，減少管理成本，經濟效益明顯。

在安全管理上沒有出現人員定位系統標識卡失電造成系統中漏卡現象，沒有出現人員誤操作和誤動作現象，運行穩定，確保了礦井的安全生產，創造更多的經濟效益和社會效益。