智能矿灯系统介绍

　　随着煤矿智能化矿井升级建设，应建立以智能穿戴为核心的物联网平台，应用集成有定位芯片、视频、无线通信、环境监测等功能的矿灯或安全帽或其他穿戴设备，构成井下工作人员安全管理系统，提高井下作业人员的安全性。通过移动通信技术，连接井下的智能穿戴与井上的远程指挥人员，地面人员可直接查看井下视频、环境参数、位置信息、矿工井下实时工作情况巡查及切换远程音/视频聊天模式，可存储视频并支持回放进行事件分析、应急救援及调度。真正做到井下的一切人员由电脑全自动记录，确保对井下人员的安全有效管理。

　　调研发现，开发出的新型智能信息矿灯，该款矿灯集环境参数检测、通话、人员定位、照相摄像、照明、无纸化办公于一体。

　　通过在煤矿现场调研可知，井下作业人员一般需配备矿灯、人员定位卡以及气体检测仪等多种装备，体积较大且沉重、佩戴不方便;煤矿瓦检员在井下瓦斯巡检时，一般为手工记录数据，比较容易丢失纸张且极为不便;井下一般只对重点区域进行视频监控，存在监控盲区。以上这些问题不利于井下安全生产以及智能化控制。

　　把多种功能汇集于矿灯上，减少作业人员携带多种设备的工作强度，极大提高工人的作业效率。通过实施。利用现有平台，对智能矿灯进一步研发，使智能矿灯功能更完善，针对不同工种设计相应功能。根据工作需要，不同工种佩戴相应功能的智能矿灯或安全帽。具体如下：

　　1)煤矿管理人员、区队工人所佩戴的智能矿灯具备照明，甲烷、一氧化碳、氧气检测，人员定位功能。

　　2)煤矿质量检查、安检、质量标准化巡检、防爆检查员、通风检测员的智能矿灯具备照明，甲烷、一氧化碳、氧气检测，人员定位功能，拍照摄像功能。

　　3)瓦检员的智能矿灯具备照明，人员定位功能。

　　4)配备环境参数检测功能的智能矿灯，环境参数检测设备能拆卸，便于气体效验。

　　5)人员定位技术、环境参数检测技术等数据无线上传技术的结合。

　　6)矿灯功能参数

　　(1)环境参数检测功能

　　表1 环境参数检测功能表

　　(2)消息提醒功能

　　设备具有消息提醒功能。设备灯头安装有闪光灯，当接入来电、短信等信息时，除马达振动提示外，设计闪光灯闪烁进行消息提醒。

　　(3)照明功能

　　具有远光、近光切换功能，正常使用照明时长不小于14小时;井下8小时常开矿灯耗电为30%左右(4G模块、环境参数检测模块开启状态下)。

　　表2 矿灯照明技术参数

　　(4)人员定位功能

　　具备精确人员定位功能。可实现人员位置信息显示、求救、撤离、轨迹回放、低电报警等人员定位系统相关功能。

　　(5)拍照摄像功能

　　灯头摄像头和机体摄像头。可在井下环境下进行拍照摄像。

　　图1 智能矿灯

　　(6)数据上传功能测试

　　测量数据(包含环境参数信息、人员位置信息)可通过WiFi或4G网络实时上传。

　　(7)瓦斯巡检功能测试

　　设备可对预定轨迹进行巡检，巡检地点环境参数可进行数据存储及数据上传。

　　(8)历史查询功能

　　设备具有历史曲线显示及历史数据表功能：①历史曲线:每种气体一组，横坐标为时间，纵坐标为测量值，可多点触摸拉大缩小时间间隔;②历史数据表：历史数据表中每组数据包含：序号、时间、测量地点、每种气体浓度。

　　(9)黑匣子记录功能

　　设备标配16G大容量TF卡，环境参数信息、短信、图像、视频等数据实时保存在TF卡上进行历史查询。

　　(10)报警功能

　　甲烷、氧气、一氧化碳三个参数中任意参数的显示值高于上限或低于下限，设备可进行声音报警。

　　(11)电池及待机时间

　　设备供电采用10Ah锰酸锂电池，额定电压DC3.7V，工作电流≤400mA。矿灯正常充满电后，在摄像头一直打开、矿灯远光灯一直打开、环境参数检测模块一直打开、4G模块正常使用、人员定位模块正常使用、液晶屏常亮情况下，8小时耗电大概为50%左右，所有功能全部开启,供电时间不小于11小时,11小时之后矿灯继续工作。