为使我国矿井照明现代化,中国煤炭科工集团南京研究所将“绿色照明”的一般概念与煤矿井下的特殊照明技术结合起来,提出“煤矿绿色照明”新概念。其具体内涵是提高井下照明效率、节约能源、减少井下光污染、提高煤矿生产安全性和效率为主要目标的照明节电活动。其主要做法是采用适宜煤矿安全生产特殊要求的高效节能照明器具替代传统低效的照明器具,采用科学的照明设计和照明控制方法,提高照明用电效率和照明质量。将对促进我国煤矿照明系统的现代化,创建高效、节能、安全、环保、人本的煤矿照明环境具有十分重要的意义。一我国煤矿井下照明特点我国井工煤矿是个特殊的照明场所。 主要表现在: (1)无自然光源,连续照明时间长。我国煤矿绝大多数采用井工开采,井下实行不间断照明,年累计照明时间可达8760h[2]。因此,较之于地面上的工业企业和其它地面照明设施,煤矿井下的照明用电时间至少需延长一倍以上,相应的照明用电比例要高于全国照明用电占全国总发电量的12%的比例。 (2)照明范围广、区域大。目前我国巷道总长超过30000km,每个矿山地下巷道总长一般为20~30km[3],而且较为错综复杂,既有宽、高近10m的、火车可在其间运行的大巷道,也有宽1~2m、高不过3m的小巷道,甚至存在仅能一人侧身、弯腰低头通过的狭窄巷道。所以,我国煤矿井下的采掘特点确定了我国煤矿井下需要提供照明的区域大,范围广。二煤矿照明与煤炭生产能效及煤矿安全的关系煤矿照明良好与否,除与煤矿节能关系密切,而且也直接影响煤炭生产的能效和煤矿安全。 主要原因是:
(1)场地狭窄、空间拘束且设施设备表面粗糙、色泽深沉无华,反射极差,照明效果要求极高。国际照明协会(CIE)采用“标准光度观察者”对于各种波长的辐射能产生可见光的能力予以测量表明,同一光源在井上与井下、特别是在黑暗巷道中的照明效果具有较大的差异性。 (2)井下瓦斯、粉尘的存在决定了照明必须要达到本质安全、防爆寿命长和透射性强的要求。 (3)井下安全与危险辨识的照明特性分析表明,安全隐患发现及反馈与照明条件具有直接的关系,如光线强弱、光色选择、照明灯具功率与周围环境的匹配性及空气的透气性等。目前的照明条件在多数情况下难以使工人方便观察潜在事故危险源,准确判断迫近的运动伤害,警觉和预防危险陷阱。 (4)照明效果与井下工作人员的生理和精神具有对应关系。如果没有良好的照明设计,将会使井下工作人员精神抑郁,影响煤矿井下作业效率。三我国煤矿用照明光源应具备的性能要求通过我国煤矿采掘条件、照明现状及对我国煤矿节能和高效安全生产影响的分析,确定了我国煤矿新型照明光源应具备的性能要求, 包括:(1)节能性。因为我国煤矿井下照明时间长、范围广,区域大、效果要求高,相应的节能潜力也是巨大的。 (2)长寿命。矿井是易爆场所,光源必须装在防爆灯具中,维修十分不便,所以长寿命的灯具将有助于煤矿井下的高效、安全生产。 (3)高光效。使用高光效光源来改善矿井照明,提高巷道照度,取得良好的光色效果。 (4)高可靠性。用于矿井的照明光源应能可靠地点燃,稳定地工作,抗震动,耐电源电压波动等高可靠性。 总之,现代化的矿井照明,需要兼顾照明的“量、质、节能、环保”诸多方面。在量的方面,要求照度水平合适,便于控制、调节以适应有生产联系的各个场所和同一场所不同时间的需要。在质的方面,需要照明的均匀性好,空间亮度分布合理,视看目标与背景(特别是工作面)具有合适的亮度比和良好的光色和避眩光效果。在节能方面,应在满足量足、质好的矿井照明前提条件下,达到能耗最小。在环保方面,避免照明系统产生逾量的光辐射形成光污染。当前,随着煤矿生产机械化水平的提高,大型、高效、先进的煤矿采、掘、运机械愈来愈多地运用到煤矿井下,对于矿井照明提出了更高的要求:采掘的机械化特别是综合机械化,要求改变过去工作面单靠矿灯照明的状态;运输的联动化和自动化与随之而来的运输速度的提高,要求巷道中不出现强烈眩光和闪光并改善光色;生产环节的远方监视和控制、井下各种参数测试的日益增多完善和工业电视的采用,要求提高照度水平和改善照明质量;“以人为本”、“和谐发展”的发展理念,要求考虑矿工在井下作业中红外线光照不足和上下矿井的明暗适应等问题;煤矿安全生产和环保意识的不断增强,要求认识和了解井下照明与煤矿安全生产的关系,减少和消除光污染;“节能”基本国策的施行,要求研究煤炭企业能源转换形式过程中的节能降耗问题,而照明节能是煤矿井下节能的一个重要方面。因此,煤矿井下照明系统的更新换代势在必行。中国煤炭科工集团南京研究所是以煤矿井巷锚喷支护技术与装备研究为主导专业方向,以立井普凿装备、反井钻机、煤矿机电一体化技术、煤矿节能节电技术、绿色照明的研究及新产品开发为重点,多专业协调发展的开发型研究所。现已形成以之一中青年技术骨干为主,辅以煤矿机械设计、机电一体化、电子、矿建等专业组成的研究开发队伍。中国煤炭科工集团南京研究所设有以研发、科技经营和科技生产为主的技术中心、以行业培训与信息服务为主的煤炭工业锚喷只虎情报中心站和煤炭工业煤矿只虎培训中心以及以煤炭质量检验为主的中国煤炭科工集团南京检验室。建所30多年来,中国煤炭科工集团南京研究所始终坚持科研面向煤炭生产建设,面向经济建设主战场。先后承担并完成了国家攻关,省、部重点科研项目数百项。并在煤矿锚喷支护装备、反井钻机、绿色照明的研究方面一直处于国内领先水平。中国煤炭科工集团南京研究所研究开发的系列潮式混凝土喷射机、低矮型系列反井钻机、玻璃钢锚杆、机掘巷道超前支护机具以及系列锚杆钻机等科研成果在生产中得到了广泛的推广应用,并取得了良好的经济效益和社会效益。 中国煤炭科工集团南京研究所20年来一直致力于煤矿井下照明灯具和煤矿井下照明安全保护系统及装备的研究。在煤矿照明灯具方面,我所开发了我国第一代矿用隔爆型节能荧光灯、DGC-35/127N矿用隔爆型液压支架灯、DGS35、70/127N矿用隔爆型防水高压钠灯、DGC35、70/127N矿用隔爆型综采工作面多功能照明装置、矿用隔爆型主井照明灯,开发了DGC175/127矿用隔爆型投光灯、矿用隔爆型掘进机照明灯,在煤矿井下照明系统安全保护方面开发了BBZ系列矿用隔爆型照明信号综合保护装置、矿用隔爆型组合式声光信号器等照明信号安全控制保护装置,承担了国家科技部《煤矿照明安全保护及新型光源应用技术研究》专项研究项目。 |