智能信息矿灯系统

智能信息矿灯系统在煤矿智能化升级中提高了井下作业的安全性与效率，集成技术如定位芯片、视频功能等，实现了井下与地面的实时互动。在煤矿智能化升级的浪潮中，智能信息矿灯系统的建设显得尤为重要。这一系统不仅提升了井下作业的安全性，更为矿工提供了便捷的信息获取途径。通过智能矿灯，矿工们能够实时了解工作面的各种信息，包括环境监测数据、设备运行状态等，从而做出更明智的决策，确保作业的高效与安全。

随着煤矿智能化矿井的升级建设，一个以智能穿戴为核心的物联网平台显得尤为重要。该平台集成了定位芯片、视频功能、无线通信技术以及环境监测等先进技术的矿灯或安全帽等穿戴设备，为井下工作人员构建了一个全面的安全管理系统。这一系统不仅提升了井下作业的安全性，还通过移动通信技术将井下的智能穿戴与井上的远程指挥人员紧密连接。地面人员能够实时查看井下的视频、环境参数、位置信息以及矿工的实时工作情况，同时支持远程音/视频聊天模式，并可存储视频以便后续的事件分析、应急救援及调度。这样，井下的一切活动都能被电脑全自动记录，实现对井下人员的安全有效管理。此外，新型智能信息矿灯的研发也为煤矿智能化升级带来了新的突破，该矿灯集成了环境参数检测、通话、人员定位、照相摄像、照明以及无纸化办公等多项功能，为矿工提供了更加便捷的工作环境。

► 井下作业面临的挑战

井下作业需要携带多种繁重装备，且传统方法效率低下，包括数据记录和监控盲区的问题亟待解决。通过深入煤矿现场的调研，我们发现井下作业人员通常需要携带矿灯、人员定位卡以及气体检测仪等多种繁重装备，这些装备不仅体积庞大，而且佩戴起来相当不便。同时，煤矿瓦检员在井下进行瓦斯巡检时，往往只能依赖手工记录数据，这种方式不仅容易丢失纸张记录，而且效率低下，极不方便。此外，井下视频监控系统通常仅覆盖重点区域，存在大量的监控盲区，这无疑给井下安全生产和智能化控制带来了诸多挑战。

► 功能集成与设计

智能矿灯通过集成多种功能（如环境参数检测、通话、人员定位），减轻矿工负担，满足不同工种需求，提升工作效率。将多种功能集成于矿灯之中，从而减轻作业人员携带多种设备的负担，显著提升工人的作业效率。在此基础上，我们进一步研发了智能矿灯，使其功能更加全面。针对不同的工种，我们设计了相应的功能，以满足各种作业需求。这样，不同工种的工人可以根据实际需要佩戴具备特定功能的智能矿灯或安全帽。

1）为煤矿管理人员和区队工人设计的智能矿灯，不仅提供照明功能，还集成了甲烷、一氧化碳、氧气检测以及人员定位的实用功能。

2）针对煤矿质量检查、安检、质量标准化巡检、防爆检查员以及通风检测员，我们提供了同样具备照明、气体检测和人员定位功能的智能矿灯，并额外配备了拍照摄像功能，以满足其特殊的工作需求。

3）对于瓦检员，我们专门设计了具备照明和人员定位功能的智能矿灯，以支持其高效执行工作。

4）我们的智能矿灯还配备了可拆卸的环境参数检测设备，便于进行气体效验，确保数据的准确性。

5）通过无线上传技术，人员定位数据、环境参数检测数据等关键信息可以实时传输，为煤矿安全管理提供有力支持。

2.1 ► 多种功能与应用

从照明到数据上传，智能矿灯具备多元化功能，提供全面的井下作业支持，如瓦斯巡检、历史数据查询及报警功能，以强化安全监控。该智能矿灯提供了远光和近光两种照明模式，满足不同场景的需求。在正常使用情况下，照明时长可达到14小时以上。特别在井下环境中，开启8小时的矿灯耗电量仅约为30%，有效延长了使用时间。同时，4G模块和环境参数检测模块的开启也不会影响照明效果。

表2 矿灯照明技术参数

该智能矿灯配备了精确的人员定位功能，能够显示人员位置信息、提供求救信号、撤离指导、轨迹回放以及低电报警等全方位服务。

灯头及机体均设有摄像头，使得在井下等复杂环境中也能轻松进行拍照与摄像，为安全监控提供有力支持。

智能矿灯配备的数据上传功能非常强大，能够实时将环境参数信息和人员位置数据通过WiFi或4G网络进行上传。

该设备还具备瓦斯巡检功能，可以沿着预定轨迹进行巡检，并将巡检地点的环境参数数据进行存储和上传。

智能矿灯提供了历史曲线显示和历史数据表功能，方便用户查看每种气体的测量值随时间的变化情况，以及获取详细的测量数据。

为了确保数据的可靠性，设备标配了16G大容量TF卡，用于实时保存环境参数信息、短信、图像、视频等数据，以便进行历史查询。

当甲烷、氧气、一氧化碳三个参数中的任意一个超过预设的上限或下限值时，设备会发出声音报警，提醒用户注意安全。

智能矿灯采用10Ah锰酸锂电池供电，额定电压为DC3.7V，工作电流不超过400mA。在摄像头、矿灯远光灯、环境参数检测模块、4G模块、人员定位模块以及液晶屏均正常使用的情况下，矿灯充满电后能持续工作约11小时以上。