定位功能的本安型礦燈的研究

礦燈是井下工作必備設備之一，本文根據新版礦燈標準MT1162-2011及爆炸性環境的相關標準GB3836-2010的要求，提出了一種具有井下人員定位功能的礦用本質安全型礦燈的設計方案，使礦燈的防爆等級由礦用特殊型ExsI提升到礦用本質安全型Ex?iaⅠMa，并使礦燈與人員定位系統得到了有機結合，滿足礦井現場應用的需求。? 

目前我國礦井使用的礦燈的防爆型式大多是礦用特殊型，即ExsI，這類礦燈在礦燈燈頭光源、電池等關鍵部件達不到礦用本質安全型的要求，存在失爆的隱患；新版礦燈標準MT?1162.1～4-2011增加了對礦燈有效工作時間、發光強度和蓄電池槽內部壓力的檢驗能力要求，安標國家中心要求礦燈相關生產單位積極選擇執行新版標準。因此設計、研制符合新礦燈標準的本安型礦燈是當前礦燈研制的重要內容。我們提出了一種具有定位功能的本安型礦燈的設計方案，其各項技術指標滿足了GB3836-2010及MT?1162對本安型礦燈的要求。

2.本安型礦燈設計?? 本質安全電路是在規定的試驗條件下，正常工作或規定的故障條件下產生的電火花和熱效應均不能點燃規定的爆炸性混合物的電路。礦燈主要由燈頭組件（含光源）、礦燈電纜、電池及電池盒組成，礦燈電纜及電池盒的防護等級完全能夠滿足標準對于本安型產品的要求。礦燈設計中采用的LED光源為冷光源，自身發熱量小，其工作電壓為5.5V～8V，工作電流為200～300mA，加上LED驅動電路線路板采用具有良好散熱效果的鋁基板，其電壓、電流及工作溫度均完全能夠符合本質安全型的要求。因此對礦燈電池的本安化處理成為本安型礦燈設計的關鍵，包括鋰電池的選擇及鋰電池保護電路的設計。? ? 

2.1?鋰電池的使用?? 鋰電池具有體積小、重量輕、能量密度大、自放電小、沒有記憶效應等特點，在礦燈中的使用逐步得到普及。但是由于鋰活性較高，在使用中過流、過壓、沖擊、擠壓等都有可能引起電池的燃燒或爆炸，因此，礦燈中的鋰電池必須采用質量較好、安全性能高的錳酸鋰或磷酸鐵鋰電池；在礦燈結構設計中采用內外兩層外殼，將電池及相關保護電路裝入內層電池殼澆封后再安裝在外層電池殼內，起到保護隔離的作用以保證礦燈的安全可靠工作。