尤国俊
（新疆焦煤（集团）有限责任公司，新疆 乌鲁木齐830025）
在煤矿开采工作中，煤矿安全事关井下工人的生命安全，安全生产是煤矿企业的第一要务，矿灯是工人井下作业必备的照明工具，随着现代科技技术的进步，许多智能化生产和管理应用到煤矿安全生产中，为适应煤矿现代技术和安全管理需要，我矿投入使用矿灯管理系统和井下人员定位系统，两个系统是各自独立运行，矿灯和人员定位标识卡为独立单元，工人下井时工作要佩戴矿灯和标识卡，给工人带来了很多不便，另标识卡使用钮扣电池单独供电，电池只有一年的使用寿命，从出厂、采购、到安装使用有一定的时间，安装到标识卡上的电池使用寿命就不到一年，在使用过程中出现在入井识别有显示，入井后电池没有电，造成定位标识卡无法识别，人员定位系统中没有显示，出现漏卡现象，安全管理中存在隐患，标识卡由工人个人保管，经常出现工人丢卡现象，甚至出现工人相互带卡的违章行为，给安全工作带来一定的管理难度。
经过与矿灯生产厂和人员定位系统生产厂联系进行技术交流，将矿灯和人员定位标识卡集为一体，人员定位标识卡无线控制模块嵌入矿灯电池壳内，由矿灯电池给标识卡供电，达到不间断供电，保证了人员定位系统连续运行。形成了与矿灯管理系统和人员定位识别系统为一体的本安型信息矿灯，并经过煤矿安全标志关联认证。
1 推广使用前状况
1.1 KL5LM（A）型矿灯（西安南亚科技有限责任公司）
技术参数
（1）额定电压：3.7V；
（2）额定容量：5Ah；
（3）主、辅光源额定电流：0.18/0.06A；
（4）有效工作时间≥16h；
（5）发光强度≥1cd；
（6）蓄电池循环寿命≥500 次循环；
（7）产品防爆型式：防爆特殊型，标志：Ex sI Mb。
1.2 KJ251 煤矿人员管理系统V4.5 版本（煤炭科学研究总院重庆分院）
KGE116D 型标识卡
（1）基本功能：在读卡器的识别区域内可靠地发射卡号的电子信息；
（2）危险情况下，通过防误操作“求救”按键，发射紧急求救呼叫信息；
（3）具有能够接收来自读卡器的确认信息并进行光指示功能；
（4）具有接收读卡器下发的呼叫命令并进行回复确认功能；
（5）具有相应声光组合报警指示功能；
（6）无线配置参数功能；
（7）具有无线发射欠压信息功能；
（8）额定工作电压：DC3V；
（9）电池参数：Ue：3.0V、Uo：3.3V、Io：2.5A;
（10）使用寿命：≥1 年（可更换电池供电）；
（11）最大工作电流：≤20mA；
（12）信号调制方式：GFSK；
发射频率：2.4GHz；发射场强：-70dBm- -3dBm；
（13）与KJF210B 型矿用读卡器的最大被识别距离：≥50m。
矿灯管理系统和井下人员定位系统，两个系统是各自独立运行，矿灯和人员定位标识卡为独立单元，工人下井时工作要佩戴矿灯和识别卡，给工人带来了很多不便，同时存在一定的安全隐患。
2 推广应用后情况
本安型信息矿灯主要由灯头部分（包括光源组等），电缆部分，电源部分（包括电源转换、矿灯保护器、免维护锂电池等）和标识卡部分（实现人员定位功能）组成。将信息接收和发射等通讯装置都集成在矿灯上，矿灯电源统一供电，灯头可固定在矿用安全帽上，通信部分装有人员定位芯片，电源匹配良好，保证工人作业使用16 小时以上，可以实现井下人员身份识别、定位和无线寻呼（通过矿灯报警提示），且在发生危险时能够向地面计算机管理系统发出求救信号，标识卡与矿灯蓄电池分腔放置。
2.1 主要技术参数
（1）充电架技术参数：
输入电压：AC220V，50Hz 输出电压：DC5-7V
输出电流：120A 输出功率：0.6KW
（2）矿灯技术参数
额定电压：3.7V 额定容量：5Ah；
主、辅光源额定电流：0.18/0.06A；
有效工作时间≥16h； 发光强度≥1cd；
蓄电池循环寿命≥500 次循环。
产品质量：全灯质量≤600g；
最大外形尺寸（蓄电池部分）：长×宽×高（mm）：120×44×130；
产品防爆型式：本质安全型，防爆标志：Ex iaI Ma。
（3）标识卡技术参数（信息部分主要技术指标）
型号：KGE116D 型标识卡 工作电压：2.5-3.3V DC
工作电流：≤20mA 工作频率：2.4GHz±0.08GHz
传输距离：标识卡与读卡器之间的最大无线传输距离（无遮挡）：50m
2.2 矿灯集成标识卡后实现功能
（1）编码收发功能
矿灯能够发送无线编码信号，供数据监测分站接收；矿灯能够接收到数据监测分站发送的呼叫信息，并使用状态指示灯进行提示。
（2）寻人呼叫功能
井上管理中心需要呼叫某位工人时，在KJ251 矿用人员管理系统的软件界面上，选中需要呼叫的工人的编号，点击“寻人呼叫”按钮，矿灯收到信号后，矿灯电池盒盖上的绿色状态指示灯和主光源同时闪烁，工人得到呼叫信息。
（3）撤离呼叫功能
如果需要工人撤离某个工作区域时，管理中心可以通过KJ251 矿用人员管理系统软件界面上的“撤离呼叫”按钮，给需要撤离区域的工人下发撤离呼叫命令，矿灯电池盒盖上的红色信号指示灯和主光源同时闪烁，工人得知该信息后应及时撤离该区域。
（4）紧急撤离呼叫功能
如果井下发生紧急情况时，管理中心通过KJ251 矿用人员管理系统软件界面上的“紧急撤离呼叫”按钮，给需要撤离的工人下发紧急撤离呼叫命令，矿灯电池盒盖上的绿色状态指示灯和红色信号指示灯与主光源交替闪烁，工人得知该信息后马上撤离井下。
（5）紧急呼救功能
矿灯具有紧急呼救功能，工人如果遇到危险情况后，立即长按紧急呼救按钮，电池盒上盖上的绿色状态指示灯和红色信号指示灯交替闪烁，并将紧急呼救信息发送至数据监测分站直至上位机，管理人员能够在KJ251 矿用人员管理系统的软件界面上查看到闪动的该编号矿灯的信息。该功能在井下只能使用一次，升井后需经过专业维修人员维修后方可再次下井作业。
（6）方位指示功能
工人在井下作业时，矿灯主光源打开，电池盒盖上的2 颗红色方位指示灯应同时闪烁，以提醒其他人员该工人的方位信息。
（7）矿灯电池容量实时显示功能
矿灯的电池容量显示功能通过电池盒盖上的6 颗粒LED指示灯实时显示电池所剩余的容量，充饱电的矿灯，6 颗灯全亮，随着电池容量的逐渐减少，亮灯的数量依次从6 颗减少到1颗，放电终止时全灭。需要查看电池容量时，只需按下主光源开关，6 颗指示灯根据容量大小点亮相应的灯数，指示灯工作延时20S 自动熄灭以节省电量。
2.3 本安型信息矿灯的主要特点
（1）本质安全型防爆设计：极大的提高了矿灯的安全使用性能。
（2）人员定位功能：可方便的在井上实现井下的人员位置检测，双向紧急呼救，实现工人定位及人员考勤以及安全管理等。
（3）方位指示功能：井下工人之间通过闪烁的方位指示信号互相警示，提高了操作人员的安全保障。
（4）电池剩余电量实时显示：可以让矿工实时查看自己矿灯的工作状态，能够掌握时间，合理安排自己的工作。
（5）矿灯为携带型，具有照明、人员信息管理、人员定位、双向寻呼通信、紧急呼救；电池电量实时显示，人员方位指示等功能。
（6）矿灯采用LED 光源，光源寿命长、发光效率高。
（7）矿灯采用锰酸锂锂离子蓄电池，循环寿命长，免维护。
3 应用效果
本安型信息矿灯将矿灯管理系统和人员定位系统集一体，减少工人使用的繁琐，最重要的解决的人员定位系统的供电寿命，在公司三个矿井推广使用本安型信息矿灯两年多时间以来，取得了一定经济效益，标识卡电源使用矿灯电池，直接去掉纽扣电池，原采购单独标识卡为成品件，价格较高，改进后直接使用无线控制模块嵌入矿灯电池壳内，降低采购成本，本安信息矿灯中的人员定位系统标识卡减少了电池更换维护的人工成本，同时方便了矿井对设备的集中管理，减少管理成本，经济效益明显。
在安全管理上没有出现人员定位系统标识卡失电造成系统中漏卡现象，没有出现人员误操作和误动作现象，运行稳定，确保了矿井的安全生产，创造更多的经济效益和社会效益。
