（批复）节能型免维护铅酸电池矿灯项目可研建议报告（发改委）

光照度强主光源选用为冷光源，使点灯开始和点灯小时后照度基本保持不变，可达。

双光源设计灯头内装有两个光源及驱动电路，主光源损坏时，辅助光源能继续照明。

使用方便灯头内设置采用恒流恒压充电模式充电控制器，可直接装在各类矿灯充电架上充电。

应用及效果分析节能型免维护铅酸电池矿灯镍氢矿灯锂电矿灯点灯时间与照度对比。

矿灯点灯时间与照度对比表型号放电前电压点灯开始时照度点灯电压照度点灯电压照度时照度基本保持不变。

综上所述，节能型铅酸免维护矿灯选用新型矿灯专用光源，设计专门配光系统，不仅发光效率高，而且节能效果好。

控制电路该矿灯控制电路采用串联双保护电路，短路保护电流为，短路时间在内安全地切断电源，电路板根据本质安全要求，设计爬电履铜皮间距元器件引脚与履铜皮间距，保证电路工作绝对安全。

控制电路功能该电路采用先进高效率高稳定性高集成高频开关电源控制，调制输出，性能稳定，温升低，采用高精度恒流恒压控制电路，通过不同程序可以对铅酸电池充电，具有充电恒流过充停止等多种保护功能，最大限度延长电池寿命，有效提高电池安全性。

同时采用低内阻专用开关控制器对充电部分进行连接，当矿灯离开充电器即充电器断电或从充电架上取下充电控制部分会自动脱离电池，最大限度增加产品安全系数此时充电电路不带电，减少电池损耗。

控制电路特点灯头内设有充放电管理板，有效地保证了电池充放电。

充放电管理板具有以下特点充电架电压范围宽，该管理板可使用电压在矿灯充电架。

当电池电压到时，矿灯进入脉冲充电状态。

主光源放电电流控制在最佳工作电流内。

④具有充电保护欠压保护和放电限流功能，保证正常充放电，延长了矿灯使用寿命。

技术参数序号项目单位参数输入电压输入功率恒压充电电压恒流充电电流产品外形产品外形如下图图灯头控制电路安装事项输入端正极接在焊盘，直接螺丝固定，输入端负极接在主要技术参数序号项目单位参数额定电压额定容量点灯时间主光源额定电压额定电流辅光源额定电流主光源最大照度距处点灯开始点灯点灯蓄电池寿命次全灯重量析气量外形尺寸长宽高使用范围和环境条件节能型铅酸免维护矿灯为便携式照明工具，主要适用于煤矿井下照明，也可以用于矿山等需要移动照明场所。

可以用于有甲烷瓦斯等爆炸性气体矿井，环境温度。

工业性试验节能型免维护铅酸电池矿灯，从年月开始在等单位进行了工业性试验，共使用矿灯盏，达到了设计目标。

使用单位将免维护铅酸电池矿灯与镍氢矿灯进行了对比测试，铅酸电池矿灯充电耗电量为千瓦时，镍氢矿灯充电耗电量为千瓦时。

在试验个月，共进行了个班次计算与镍氢矿灯相比可节约用电千瓦时，按每度电元，共节约电费万元。

矿灯体积小，点灯时间长，光线较亮，符合煤矿生产要求，并有如下特点节能环保采用阀控铅酸电池，不需要补充电解液，降低了矿灯维护和使用费用，充电时没有酸雾产生。

保护功能全矿灯电池内设有安全阀，保证了电池安全性与可靠性。

灯头装有过充电过放电短路保护装置，保证了安全使用。

光照度强主光源选用为冷光源，使点灯开始和点灯小时后照度基本保持不变，可达。

双光源设计灯头内装有两个光源及驱动电路，主光源损坏时，辅助光源能继续照明。

使用方便灯头内设置采用恒流恒压充电模式充电控制器，可直接装在各类矿灯充电架上充电。

应用及效果分析节能型免维护铅酸电池矿灯镍氢矿灯锂电矿灯点灯时间与照度对比。

矿灯点灯时间与照度对比表型号放电前电压点灯开始时照度点灯电压照度点灯电压照度点灯电压照度点灯电压照度点灯电压照度三种类型矿灯主光源均为冷光源，采用电源分别为阀控式密封免维护铅酸蓄电池两个单体，金属氢化物镍电池三个单体和锂离子电池个单体。

从上述试验数据来看，均符合标准规定。

之所以要延长点灯时间和加大灯照度，这是根据煤矿实际出发和要求设计。

而型矿灯与或型矿灯相比型矿灯放电电流仅为，而型灯放电电流为型矿灯光利用率高，在有效工作时间小时内照度高于型矿灯因此，型矿灯充电电流小充电时间短，耗能少，综合性能优越于另外两种矿灯。

技术创新点本课题从煤矿生产安全性和可靠性角度考虑，采用阀控式密封铅酸免维护电池与具有双串联控制电路光源组合矿灯，具有安全节能环保特点，属于本质安全型产品。

它用于煤矿井下照明，各项指标完全符合煤矿安全规程和国家标准及行业相关标准，其技术创新点有以下方面本质安全设计。

采用专用阀控式免维护铅酸蓄电池为电源，电池内设有安全阀，电池不需注液全密封有充放电管理板，有效地保证了电池充放电。

充放电管理板具有以下特点充电架电压范围宽，该管理板可使用电压在矿灯充电架。

当电池电压到时，矿灯进入脉冲充电状态。

主光源放电电流控制在最佳工作电流内。

④具有充电保护欠压保护和放电限流功能，保证正常充放电，延长了矿灯使用寿命。

技术参数序号项目单位参数输入电压输入功率恒压充电电压恒流充电电流产品外形产品外形如下图图灯头控制电路安装事项输入端正极接在焊盘，直接螺丝固定，输入端负极接在主要技术参数序号项目单位参数额定电压额定容量点灯时间主光源额定电压额定电流辅光源额定电流主光源最大照度距处点灯开始点灯点灯蓄电池寿命次全灯重量析气量外形尺寸长宽高使用范围和环境条件节能型铅酸免维护矿灯为便携式照明工具，主要适用于煤矿井下照明，也可以用于矿山等需要移动照明场所。

可以用于有甲烷瓦斯等爆炸性气体矿井，环境温度。

工业性试验节能型免维护铅酸电池矿灯，从年月开始在等单位进行了工业性试验，共使用矿灯盏，达到了设计目标。

使用单位将免维护铅酸电池矿灯与镍氢矿灯进行了对比测试，铅酸电池矿灯充电耗电量为千瓦时，镍氢矿灯充电耗电量为千瓦时。

在试验个月，共进行了个班次计算与镍氢矿灯相比可节约用电千瓦时，按每度电元，共节约电费万元。

矿灯体积小，点灯时间长，光线较亮，符合煤矿生产要求，并有如下特点节能环保采用阀控铅酸电池，不需要补充电解液，降低了矿灯维护和使用费用，充电时没有酸雾产生。

保护功能全矿灯电池内设有安全阀，保证了电池安全性与可缺点是比能低即每公斤蓄电池存储电能使用寿命短日常维护频繁。

镍氢矿灯镍氢电池是以镍镉电池技术为原型改进，镉电极被储氢合金取代，应用在镍氢电池上。

它缺点是严重过放电长期存放不用，电池自放电过大内部正负电极易造成短路。

锂电矿灯锂电池大致为三类是钴酸锂电池二是锰酸锂电池三是聚合物锂电池。

这三种电池都不同程度地存在着过充或过放所产生爆炸问题，而钴酸锂电池因活性最高体积小，安全性能最差。

随着科学技术不断发展，新材料新技术取代传统材料和传统技术已成为必然趋势。

我公司研制节能型铅酸免维护矿灯，在结构上进行了彻底改造，电池电解液消耗量非常小，在使用寿命内不需补充蒸馏水，耐震耐高温体积小自放电小，使用寿命可达普通蓄电池两倍。

现阶段矿灯存在不足矿灯是矿工眼睛，是其煤矿安全和生产保障。

根据现代化矿井发展需要，利用新科技成果，开发新型矿灯是实现煤矿本质安全必然要求。

矿灯安全性和质量可靠性与煤矿安全生产息息相关。

随着煤矿本质安全建设不断深化，对矿灯也提出了更高要求。

矿灯安全性可靠性和便携性是每个煤矿职工不懈追求。

以镍氢电池锂离子电池作为矿灯电源，实现了矿灯便携性。

但是，镍氢电池记忆效应，也造成了使用上不便，常常引起电池提前失效，旦发生过充电以后，就会形成单体电池隔板熔化问题，导致整组电池迅速失效。

如反极充电会造成电池内压升高，激活安全阀，使电池泄漏，甚至破裂。

长期储存也会加速电池自放电和活性物质钝华。

锂电池因热冲击安全性能不稳定，发生过锂电矿灯在井上充电爆炸井下放电起火案例。

年月，美国召回万个苹果电脑，戴尔召回万个笔记本电脑，都因锂电池充电时过热有爆炸危险。

目前，世界各国煤矿井下很少有使用锂电池矿灯。

我国在贯彻矿灯通用安全要求标准时，将新型矿灯理解为锂电矿灯是不科学。

按照煤矿本质安全要求，新型矿灯应该是安全性节能性和可靠性更符合煤矿安全生产要求矿灯。

问题提出针对以上存在问题，我们设计种符合煤矿本质安全要求，且重量轻体积小安全可靠节能型免维护铅酸电池矿灯。

节能型免维护铅酸电池矿灯研制课题来源和要求开发节能型免维护矿灯是根据国内煤矿安全现状而提出来。

近年来，我国煤矿使用锂电池矿灯镍氢电池矿灯时有爆炸案例发生，这对煤矿安全生产和职工生命健康构成了威胁。

美国矿灯认证机构认为设计不当矿灯有两个主要爆炸隐患，是灯泡击碎引起爆炸二是电池引起爆炸。

新型节能型免维护矿灯按国际电工委员会对甲烷敏感矿用头灯第部分通用要求爆炸风险推定和检验标准要求进行设计，它开发将解决我国煤矿移动照明设备本质安全问题。

研制方案提出方案设计由普通铅酸蓄电池为电源，为发光源技术方案。

虽然电压稳定价格便宜，但普通蓄电池极板是由铅和铅氧化物构成，电解液是硫酸水溶液，易出现漏液现象，比能低即每公斤蓄电池存储电能使用寿命短日常维护频繁。

方案二设计由阀控免维护铅酸蓄电池为电源，为发光源，采用能型光源驱动电路技术方案。

免维护铅酸蓄电池由于自身结构上优势，电解液消耗量非常小，在使用寿命内不需补充蒸馏水。

它还具有安全可靠密封耐震耐高温体积小自放电小免维护无腐蚀污染等特点。

比较上述二种方案可看出利用普通铅酸电池为光源，配光源技术，未解决电池漏液现象同时比能低使用寿命短日常维护频繁。

而采用阀控免维护铅酸蓄电池为光源，灯头采用光源技术，矿灯不但安全可靠自放电小体积小维护工作量小，且节省能耗。

因此，以阀控免维护铅酸蓄电池为电源，采用防爆安全性较高节能光源技术，无论在结构，还是在安全性能节能方面都优于普通铅酸电池矿灯。

研制方案比较及确定为了解决矿灯失爆问题，在比较现有各类矿灯基础上，经过反复比较试验，最终确定以安全可靠节能环保和维护量小为综合指标，优选方案二为研制开发新代矿灯方案。

节能型免维护铅酸电池矿灯结构节能型铅酸电池免维护矿灯是种便携式移动照明备，由灯头电源和控制保护电路组成。

灯头内设有主辅两个光源和光源驱动电路电源包括阀控式铅酸蓄电池和电源管理器。

见如下图。

图节能型免维护铅酸电池矿灯结构及组成电缆电池槽盖电池槽电池管理器安全阀灯面玻璃光源管理器灯头盖光源反射器灯头壳节能型免维护铅酸电池矿灯特点节能型免维护铅酸电池矿灯采用免维护密闭铅酸蓄电池，具有全密闭免维护体积小重量轻不漏液寿命长放电平稳无气体析出等特点，提高了矿灯防爆性能，确保了矿灯本