煤矿矿灯智能充电管理系统的研究与应用

田秀芳

(山西汾西矿业(集团)有限责任公司曙光煤矿，山西 孝义 032300)

引言

矿灯是煤矿工人在地下工作所需的工具。也可以计算地下人数和光灯使用时间，用来判断电池性能等。目前，在国内大多数煤矿中，灯光管理仍然是传统的黑社会管理方式。光灯室管理人员管理和注册光灯的使用，不仅容易发生过充或不足，还影响光灯的寿命，光灯数量的统计也容易出错。为了保护灯光及延长其寿命，许多煤矿采用了特殊的灯光系统，该系统用于编号、锁定和收缩，不需要专业经理发行和收集。国家重视安全生产和企业信息化建设，广灯智能充电管理必然成为大势所趋。

1 当前我国煤矿企业矿灯现状

1.1 矿灯充电的普遍情况

现阶段，我国存在多数煤矿企业选用酸性或碱性的蓄电池为煤矿矿灯的主要类型。虽然此电池的使用范围较为常见，但是其电池的充电方式已经落后现今社会科技技术了一个多世纪，其使用性能存在着一定的隐患。类似蓄电池的日常维护工作是繁琐的，其内部零件随着时间的发展老化效果较为明显，容易造成事故，由于此类的煤矿矿灯无法通过技术手段得到性能提高，只能进行替换。

1.2 矿灯监测管理的普遍情况

煤矿企业所采用的矿灯监测管理制度存在一些普遍的问题。如果一个煤矿企业没有较为稳定、完善的监管系统，其矿灯的使用数据和总体数量不能及时进行收集和反馈到相关工作人员手中。一些较为传统的矿灯的充电情况和电压数据只能在充电架上进行反馈，这样相关工作人员只能通过人工工作进行充电架上数据的收集，做不到数据自动化传输。除此之外，矿灯的充电情况是否保持稳定的工作状态还需要相关工作人员进行定时的检查和确定，无疑是加大了工作人员的工作量和工作时间。矿灯监测管理的最大隐患是工作人员对于一些处于矿井内部、深层的隐患无法进行检测，同时，矿灯具体的工作时限、充电循环系统等多个数据无法进行掌控。因此，现阶段我国煤矿企业对矿灯的使用范围规定在18个月，只要矿灯的使用时间达到18个月就进行强制替换。虽然这一办法确保了煤矿使用的稳定性，但是由于矿灯使用的频率不同，一些矿灯在到达18个月的期限时还没达到标准的充电循环次数，强制性的更换矿灯造成了一定的能源浪费。

2 新一代矿灯智能管理系统

2.1 矿灯智能管理系统的原理

矿灯智能管理系统的工作原理是对矿灯的工作数据进行实时的监控，防止因矿灯管理系统的落后造成一定的消极影响。矿灯智能管理系统是在矿灯的各个充电架的侧面加装一个具有高强度数据采集的检测仪器，通过充电架上的信息传输仪器将数据检测器收集到的矿灯工作状态数据、电量数据以及电压数据进行传输，经由数据库服务器最终将数据传输到矿灯智能管理系统中，造成相应的数据采集、传输、显示、存储等一系列工作。…矿灯的充电情况是矿灯智能管理系统对施工现场进行实施监控最主要的监测数据，其主要工作原理是矿灯出现使用故障时进行及时的警报。对煤矿矿灯进行工作和结束的时间进行采集，不仅关注矿灯的使用情况，还关注矿井工作的工作人员数量，避免出现超员现象，如果下井人员过多及时进行进报备，同时扩展下井人员的相关信息。矿灯存架的个数直接影响着在架矿灯的数量，同时方便根据工作人员数量进行增减改变，同时，统计每盏灯的充电情况，保障矿灯电池的更换得到保障。

2.2 智能充电管理系统硬件

这个矿灯智能充电管理技术是应用了当前比较先进的红外线传感器技术。充电架的充电灯位处是放置了传感器的地方，可以通过感应信号来探测矿灯的存在。对矿灯进行定位检测并通过光谱锁相测量技术来增强信号强度可以用红外传感技术。AD数模采样技术被广泛应用于矿灯智能充电的管理系统，可以对矿灯进行充电时充电情况、电量总量和电压数据等多个数据进行实时的收集，同时让相关工作人员对矿灯的充电情况进行一定的了解且对矿灯的安全性能进行一定的诊断；除此之外，485总线和宽带网络技术也被应用于矿灯智能充电的管理系统中，其主要作用在于信息传输，可以对收集到的信息进行及时传输至总控制仪器中，同时还设置了相关的警报器，出现故障时可以进行及时的了解和反馈。充电架在煤矿企业中占据着重要地位，其在实际施工过程中的主要工作内容包括以下五个方面。(1)拆除传统充电架的内部结构，给红外线传感器进行打孔工作。(2)数据采集板要安装在充电头的稳固出，并将传感器对准上述打好的孔。(3)电源和电源开关固定在各个层面的充电架中。(4)充电架中的线路严格按照设计图进行安装。(5)在充电架的一侧安装相应的控制面板，保证控制面板与电源相连接。

3 矿灯智能管理系统实现的功能

3.1 矿灯充电监控

矿灯充电监控是利用矿灯架进行实时的监控，按照实际矿灯需求进行管理，对各数据进行收集和管理，通过曲线图或是充电模拟有向图进行有效数据的走向展示，直接映象于矿灯的实际充电状态或工作实时记录上。1)单片机充电控制方式是较为先进的矿灯控制方式，其被应用于矿灯充电监控中的充电过程中，当矿灯电量充满后就会进行自动断电。2)矿灯及充电板编号、相关工作人员及所属部门、下井时间、在井下持续时间等功能都属于超时监控模块。3)矿灯及充电板编号、相关工作人员及所属部门、上下井时间等信息的统计查看功能都属于上下井监控模块。4)矿灯编号及充电板编号、相关工作人员、矿灯使用的时限和次数等数据的统计查询功能都属于矿灯监控模块。

3.2 出勤管理

出勤查找，可以查找在职人员考勤起始时间、考勤结尾时间，成员姓名、矿井、作业队，其中包含矿工、具体时间、下井时长、上井时长等等有关消息；出勤统查，依据考勤起始时间、考勤结尾时间，员工姓名、矿井、作业队等经常的标准查询，完成统查矿工、具体时间、下井次数等功能；下井统查，依据考勤起始时长、考勤结束时长，员工姓名、矿井、作业队等经常的标准查询，完成统查矿工、具体时间、下井次数等功能；月度统查，借助月度统查完成按部门展示每一月矿工的具体考勤记录(早、中、晚)矿灯故障表，包含矿灯编码、充电板编码、异常类型、次数、异常的时长、异常表述、值班成员、对意见的处理、备注。

4 结束语

总之，将智能电脑充电检测管理系统应用到煤矿企业的矿灯管理中，可以为煤矿企业的安全生产提供科学合理的技术支持，从而有助于通过自动化管理提高矿灯的稳定性，降低人工成本。因此，煤矿企业矿灯的管理智能化和自动化是未来发展的方向。我们应该用先进的技术为国家和人民的财产甚至生命安全提供强有力的保障。