定位功能的本安型矿灯的研究

矿灯是井下工作必备设备之一，本文根据新版矿灯标准MT1162-2011及爆炸性环境的相关标准GB3836-2010的要求，提出了一种具有井下人员定位功能的矿用本质安全型矿灯的设计方案，使矿灯的防爆等级由矿用特殊型ExsI提升到矿用本质安全型Ex iaⅠMa，并使矿灯与人员定位系统得到了有机结合，满足矿井现场应用的需求。  

目前我国矿井使用的矿灯的防爆型式大多是矿用特殊型，即ExsI，这类矿灯在矿灯灯头光源、电池等关键部件达不到矿用本质安全型的要求，存在失爆的隐患；新版矿灯标准MT 1162.1～4-2011增加了对矿灯有效工作时间、发光强度和蓄电池槽内部压力的检验能力要求，安标国家中心要求矿灯相关生产单位积极选择执行新版标准。因此设计、研制符合新矿灯标准的本安型矿灯是当前矿灯研制的重要内容。我们提出了一种具有定位功能的本安型矿灯的设计方案，其各项技术指标满足了GB3836-2010及MT 1162对本安型矿灯的要求。

2.本安型矿灯设计   本质安全电路是在规定的试验条件下，正常工作或规定的故障条件下产生的电火花和热效应均不能点燃规定的爆炸性混合物的电路。矿灯主要由灯头组件（含光源）、矿灯电缆、电池及电池盒组成，矿灯电缆及电池盒的防护等级完全能够满足标准对于本安型产品的要求。矿灯设计中采用的LED光源为冷光源，自身发热量小，其工作电压为5.5V～8V，工作电流为200～300mA，加上LED驱动电路线路板采用具有良好散热效果的铝基板，其电压、电流及工作温度均完全能够符合本质安全型的要求。因此对矿灯电池的本安化处理成为本安型矿灯设计的关键，包括锂电池的选择及锂电池保护电路的设计。    

2.1 锂电池的使用   锂电池具有体积小、重量轻、能量密度大、自放电小、没有记忆效应等特点，在矿灯中的使用逐步得到普及。但是由于锂活性较高，在使用中过流、过压、冲击、挤压等都有可能引起电池的燃烧或爆炸，因此，矿灯中的锂电池必须采用质量较好、安全性能高的锰酸锂或磷酸铁锂电池；在矿灯结构设计中采用内外两层外壳，将电池及相关保护电路装入内层电池壳浇封后再安装在外层电池壳内，起到保护隔离的作用以保证矿灯的安全可靠工作。