矿灯工培训教材.doc

煤矿机电安全培训自编教材
矿灯工培训
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本教材编审工作人员
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前 言
搞好煤矿安全生产是保护国家财产和人民群众生命安全的一件大事,它关系到国民经济的发展和社会的稳定。 因此，依法加强对煤矿企业安全生产的监察，通过培训全面提高煤矿企业从业人员的安全素质，是非常必要的。
随着新装备、新技术逐步融入煤矿安全管理及生产工作之中,使得高技能的煤矿工人出现了断层现象，煤矿就要造就高素质、高效率产业人员队伍，将新技术、新装备真正转化成新的生产力,以适应煤矿企业现代化生产的需要，因此,对于开展煤矿安全培训工作来说将面临持久而艰巨的任务。
为了适应当前安全培训的发展需要,作为搞好煤矿安全技术培训的老师，就要深入生产一线，不断钻研专业技术知识，学习新技术、新设备知识用于教研中去，才能对来参加培训的学员讲解先进的技术设备及其在安全运行管理中存在的安全注意事项。
六矿职教中心在矿灯工办证培训授课中，发现灯工学员普遍反映我们教师现在所用教材已经过时，老教材上关于矿灯型号、矿灯充电架六矿已经不再使用了。以前,六矿灯房为职工发放使用的矿灯型号是：KS型矿灯（酸性矿灯）普通型。 现在，使用冷光源锂电KL型矿灯。现在，六矿灯房使用的充电架型号：KTSB-102。为了掌握新知识新设备使用情况，提高职教老师的自身素质，在教学中做到理论联系实际。张孝曾老师于2013年8月20日——8月30日，到六矿机电四队灯房开展调研活动，了解六矿在用新式矿灯和矿灯充电架的型号和检修知识.机电教研组张孝曾老师针对六矿新矿灯和新充电架,多次深入到现场开展了调研活动，收集厂家的相关资料，并和机电组的老师一起，精心组织编写了这本《矿灯工培训》煤矿机电安全技术培训自编教材，更新了灯工培训教材。
平煤六矿职教中心机电教研组
2013年12月
目 录
第一节 矿灯检修常用工具和仪表……………………………1
一、矿灯维修使用的专用工具…………………………1
二、测试矿灯参数使用的仪表 …………………………1
思考题……………………………………………………2
第二节 矿灯工基础知识………………………………………3
一、常用矿灯的主要类型和特点………………………3
二、矿灯充电架技术参数及结构…………………………4
三、六矿现用矿灯及其充电架型号………………………5
思考题……………………………………………………6
第三节 矿灯的检修、故障分析和处理………………………7
一、K L XX L M(X）型冷光源锂电矿灯简介………………7
二、K L XX L M（X）型矿灯的结构特征……………………8
三、K L XX L M(X）型矿灯主要技术性能参数……………8
四、K L XX L M（X）型矿灯的使用、操作方法……………9
五、K L XX L M（X)矿灯故障分析及排除………………11
思考题……………………………………………………13
第四节 矿灯充电架的检修、故障分析和处理………………….14
一、KTSB—102型矿灯充电架介绍………………………14
二、KTSB—102型矿灯充电架的安装及使用……………16
三、KTSB-102型矿灯充电架的维修操作与故障处……19
思考题……………………………………………………20
第一节 矿灯检修常用工具和仪表
一、矿灯维修使用的专用工具
矿灯之所以要采用专用工具,是防止在井下随便打开矿灯造成短路引起瓦斯煤尘瓦斯爆炸。矿灯维修使用的专用工具如下：
三角套扳手:用于装卸灯头圈的三角保险螺钉.
叉口改锥：用于装卸帽钩上的螺钉和上盖侧面锁盖螺钉。
扳手：用于装卸电缆固定螺母。
二柱扳手用于装卸透气盖。
尖嘴钳:接线用。
注液器：用于在取下透气盖后向蓄电池内注液。
二、测试矿灯参数使用的仪表
1、交流电流表和电压表，均为电磁式。
使用交流电流表时应将电流表与负荷串联。
电压表则需要跨接在负荷或电源的两侧，并联。
2、直流电流表和电压表，多为磁电式。
测量直流注意+ 、- 极性不能接反。
3、相对密度计。（分浮式相对密度计和虹吸相对密度计）。使用时,注意比重计必须浮起与液面垂直,不得贴近玻璃壁上.
4、玻璃管温度计。调制电液测量温度时，应注意调制时会产生高温，温度计不可骤然插入液内,以免爆炸。
思考题：
1、矿灯维修使用的专用工具有哪些
第二节 矿灯工基础知识
一、常用矿灯的主要类型和特点
我国使用符合标准的矿灯光源有白炽灯泡和LED半导体发光二极管两种。
电源主要有铅酸蓄电池、碱性蓄电池、锂离子蓄电池3种。
按照蓄电池的性质划分矿灯类型：KS型矿灯(酸性矿灯)、KJ型矿灯(碱性矿灯）、KL型矿灯（锂电矿灯）3种。
1、KS型矿灯（酸性矿灯)又分为普通型和免维护型两种。
（1）普通型KS型矿灯
优点:价格低，耐用（1——1.5年）。使用KTSB—120型充电架。
缺点：质量重,补水（7--14天)需要及时适当，已发生漏酸现象，烧伤衣服人员.
（2)免维护KS型矿灯
优点：在普通基础上发展的起来的,其蓄电池部分采用全密封结构,不存在补水维护和漏酸问题。
缺点：寿命短（0。5—-1年工艺复杂，对充电架要求高.
2、KJ型矿灯 按照蓄电池可分为普通开口式（镍镉蓄电池）和密闭式(镍氢蓄电池）。
（1）普通开口式蓄电池
优点：寿命长（2-—3年）,价格低。
缺点：体积大，质量重.需要及时补水(蒸馏水）漏碱液腐蚀性衣服人体。
（2）密闭式蓄电池
优点：体积小，质量轻。携带方便，不需要14天之内补水。
缺点:寿命短，1年左右。
3、KL型矿灯
1）锂离子蓄电池为电源。
优点：体积小，质量轻。免维护，蓄电池密闭，不需要补水。
缺点：锂离子电池本身反应物质活跃,电池放电过程中如果发生保护电路失效,可能会发生爆炸。价格高，寿命短（1——1.5)，现有的充电设备不适用于KL型矿灯,需要更新。
2）光源：
矿灯光源主要有白炽灯泡和LED半导体发光二极管两大类。
氪气灯泡（价格低寿命短）、镍钨灯泡（寿命长、价格高）、LED半导体发光二极管（优点：光效好,耗电小，冷光源，安全节能）（缺点：价格高，光线刺眼不柔和，穿透力差，可靠性较低，生产工艺技术性较高。)
二、矿灯充电架技术参数及结构
常用矿灯充电架的型号机器技术参数
1）KTSB-102
2）KTSB—102G
3)KTSC-102
4）KTJB-102
K：矿灯T：充电台S：酸性B：半自动(指恒压充电，维护量少)
J：碱性C:第三代产品D：改型G：改型。
最大充电能力：120盏
三、六矿现用矿灯及其充电架型号
以前,六矿灯房为职工发放使用的矿灯型号是：KS型矿灯（酸性矿灯)普通型。 现在KS型矿灯基本淘汰,我矿现在使用冷光源锂电KL型矿灯,其基本技术参数如下：
矿灯型号：K L XX L M（X）。
K：矿灯 L：锂离子电池
XX蓄电池额大容量 L:LED M：免维护 （X）设计修改序号
现在，六矿灯房使用的充电架型号：KTSB—102
K：矿灯 T:充电台 S：酸性 B半自动（指恒压充电，维护量少）
最大充电能力：120盏
思考题：
1、简述KL型矿灯采用锂离子蓄电池为电源的优缺点。
2、简述矿灯充电架型号KTSB—102各个符号的含义。
第三节 矿灯的检修、故障分析和处理
一、K L XX L M（X)型冷光源锂电矿灯简介
(一）K L XX L M(X)矿灯特点及其使用范围
1、本产品由于采用了大功率LED作为矿灯的光源，在保证正常使用照度和使用时间的同时，大大降低了电池的功耗。
2、本产品采用电子保护装置，实现短路保护、过充电保护和过放电保护多重功能.
3、该类矿灯采用了安全性和稳定性好、重量轻体积小,以锰酸锂为正极材料的聚合物锂离子电池为电源，在提高矿灯整体安全性的同时，使矿灯的总体重量大大减轻.
4、适用范围：K L XX L M(X）冷光源锂电矿灯是用于煤矿井下携带式照明灯具,可用于高瓦斯及其它需要移动照明的场所。
5、环境温度：—10℃—60℃。
（二)型号组成及其代表意义
K L XX L M （X）
设计修改序号
免维护
LED
蓄电池额定容量
锂离子蓄电池
矿灯
二、K L XX L M（X)型矿灯的结构特征
该型矿灯由灯头部分、连接电缆、电源部分组成。
灯头部分内部设有LED主、副光源充电管理电路板、开关、反光器，反光器前方是经过钢化处理的矿灯镜片，在矿灯镜片和反光器之间没有防水圈,灯头圈为转盖式止口结构形式。壳身左旋扭开关,壳身下部设有充电接头.
电缆部分由MM型阻燃矿灯电缆及相关连接件组成。灯头连接处防拉脱部分由电缆扎头\电缆防水圈及锁紧螺母组成,电池盒连接处防拉脱装置由电缆套和电缆压板及锁紧螺丝组成。电缆线的接线端焊接连接片用来连接相应的电器设备。
电源部分由电池槽，电池槽内盖板、电池槽盖、电池及电子保护板组成。电池输出端连接锂电池保护板,保护板输出端通过电池槽盖板上的接线柱和矿灯电缆连接.
三、K L XX L M(X）型矿灯主要技术性能参数
表(1）KL型矿灯基本参数
序号
项目
单位
参数
备注
KL5LM（H）
KL2。5M（A)
2
额定电压
V
3。7
3.7

2
额定容量
Ah
5
2.5

3
点灯时间（主灯）
H
15—20
15—18

4
照度(主灯）
点灯开始
Lx
≥1200
≥1200
距灯头1m处
点灯11小时
≥1000
≥1000
5
LED平均电流
主灯
mA
230
150

辅灯
110
110

6
充电保护电压
V
4。2±0。05

7
放电保护电压
V
3。00±005

8
电池循环寿命
循环
≥500
循环次数
9
外形尺寸
mm
100×45×90
80×38×107

10
整灯重量
Kg
≤0.55
≤0.4

四、K L XX L M（X）型矿灯的使用、操作方法
1、K L XX L M（X）矿灯充电方法
该类型矿灯提供两种充电方法，即采用锂电池矿灯单体智能充电器（KLZC-001)、锂电池矿灯智能充电架（KCLA-24、KCLA—48、KCLA—60、KCLA-102）进行充电.矿灯充电输入电压为4。9-10V。
上述两种充电设备均设有电源和充电状态指示。在对该类型矿灯进行充电时，接通上述充电设备电源，此时充电设备的电源指示灯点亮呈绿色，如电源指示灯未反应，请检查充电设备电源插座是否接触良好。充电设备电源接通后，将其矿灯灯头安装在电座上，若矿灯电池电量不足，此时充电设备上充电状态指示灯呈红色。若矿灯电量充满，充电设备上充电状态指示灯显示绿色,再保持涓流充电1-2小时后即可使用。正常充电时间不超过10小时.
2、K L XX L M(X)矿灯正常使用方法
第一次使用的矿灯(新矿灯）在使用前，应采用正确方法给矿灯充电，直至蓄电池安全充满.
注意：充电时必须关闭矿灯电源开关。必须使用厂家认可的充电器进行充电。
在使用该类型矿灯时，通常将其后侧的挂钩直接安装在标准矿用安全帽前端的灯架上。安装时，灯罩向前，灯头左侧开关为电源开关。开关顺时针旋转为主光源，逆时针旋转为辅助光源。用主光源可以保证点灯时间15小时以上,若用辅助光源可维持点灯时间20小时以上.
3、K L XX L M（X）矿灯的使用方法
1）矿灯可持续放电或间歇放电。开关为按键式循环档位，由“主光源开→主光源关→辅助光源开→关断”依次循环。
2）矿灯主光源额定工作电流为150mA，可放电11小时以上。若工作超过11小时，请及时使用辅助光源工作，以延长使用时间.
3）矿灯设有放电控制装置，在正常使用条件下，电池不会造成过放电，当电池放电到终止电压3。0V时，保护装置动作，切断放电电路，光源会熄灭，应充电后才能使用。
4）矿灯短路时，保护装置会15ms内切断回路，故障排除后,按动开关即可恢复。
4、K L XX L M(X）矿灯使用安全注意事项
1）缺少零件的矿灯严禁井下使用。
2）矿灯的维护、维修、充电工作必须在地面进行.
3）严禁摔打矿灯。
4）严禁在井下拆卸矿灯或零部件:严禁随意改动电路及其电子元器件型号规格。
5）严禁将矿灯用于其他用途，如抽烟、放炮等。
6）严禁将矿灯靠近或投入火源中.
7）矿灯若出现故障，上井后应立即维修。
8）报废矿灯应集中处理,由专业人员回收.
9）矿灯如人为损坏要照价赔偿。
五、K L XX L M（X）矿灯故障分析及排除
K L XX L M（X)矿灯出厂时,矿灯的电源开关处于断开状态，锂电池为半充电状态，即容量约为50%，开路电压在3.85±0.05B之间。
在矿灯运输过程中不许受剧烈机械冲击和曝晒雨淋，不得倒置，严防摔掷。翻滚和重压，造成壳体变形和破损，影响矿灯的使用寿命.
该类型矿灯的保质期为出货日期算起一年内有效（产品的出货日期标注在矿灯壳体上）。
该类型矿灯应储存在环境温度0—40℃，干燥、清洁及通风良好、无腐蚀性介质的仓库内，应远离火源和热源.
K L XX L M(X）矿灯故障分析及排除见下表。
序号
故障现象
原因分析
排除方法
备注
1
矿灯不亮
（照度不足）
1. 电源开关未打开或接触不良；
2. 蓄电池未充进电；
3. 矿灯LED已损坏;
4. 电子保护板损坏；
5. LED光衰过大。
1. 检查电源开关是否打开和接触状态;
2. 检查充电回路电流电压，如无电流，则更换灯头内的充电管理电路板；
3. 更换LED。
发现矿灯已损坏后,请不要荣拆开矿灯，请及时与浙江明大电气有限公司联系或交付公司授权的专业公司或人员进行维修
2
点灯时间
不够
1. 电池未能充足电源；
2. LED不匹配;
3. 蓄电池容量衰减。

1. 用KLZC—001充电器继续将电池电量充足；
2. 更换性能匹配的LED灯泡；
3. 更换新的蓄电池。
3
矿灯正、负极短路时，主、辅光源灯不能立即熄灭
1. 保护板极性接反起不到保护作用；
2. 短路保护时间过长;
3. 短路保护板损坏。
1. 保护板与电源的极性应一致;
2. 更换保护板。
4
矿灯点灯中突然灭灯
1.保护板短路功能动作；
2。LED损坏;
3。电路断线.
1.将矿灯在开户的充电架（器)上充电2—3秒，转动灯头开关，即亮灯；否则，更换保护板；
2. 更换LED；
3。检查电路，排除断点或短路点。
思考题：
1、简述K L XX L M(X）冷光源锂电矿灯各个符号含义。
2、K L XX L M（X）矿灯使用安全注意事项有哪些？
3、矿灯不亮或照度不足原因有哪些？如何排除这些故障?
第四节 矿灯充电架的检修、故障分析和处理
一、KTSB-102型矿灯充电架介绍
（一)用途与特征
1 、KTSB一102A型矿灯充电架（以下简称充电架）系专供4V酸性矿灯充电用。
2、充电架采用薄板结构，双面三层同时供矿灯充电用，操纵面板可开闭，由整流器部分和晶体管控制回路组成主回路。
3、充电架备有日常充电自动稳压和新灯初充电自动恒流之功能,同时备有手动调压之功能.
（二）使用环境
1 、环境温度:室内不低于一10‘C，不高于+40’C.
2 、空气最大相对湿度不大于85啪。
3 、在没有可燃性气体和粉尘爆炸的场所。
4 、无剧烈震动的场所。
5、交流电网电压波动范围不超过±10%。
（三）技术参数
1、KTSB-102型矿灯充电架零件表
序 号
备 件 名 称
规 格
数 量
1
快速熔断器
RTK-150／500
1只
2
熔 芯
RLl—15／6
1只
3
信号灯灯泡
6．3V
1只
4
充电座
KD4J-23
10只
5
插 头
KD4JZ、
10只
6
凸绝缘垫圈
KD4J—25
5只
7
平 垫 圈
KD4J-24
10只
2、KTSB-102型充电架的主要技术参数
序号
参 数
单 位
数 值
1
额定交流输入 相数
电压
频率
相
3
伏 特
380
赫兹
50
2
额定直流输出 电压
电流
伏 特
5
安 培
150
3
额定输出功率
千 瓦
0．75
4
可充矿灯数量
盏
102
5
长
外形尺寸 宽
高
毫 米
2020
380
1765
KTSB—102G型充电架材料表
序号
代 号
名 称
规 格
数量
1
RD
熔断器
RL1-15／6A
3
2
K
转换开关
HZl0—10／3
1
3
BK
饱和电抗器
BSK—0．9
1
4
ZB
整流变压器
ZSG—1．45
1
5
FB
辅助变压器
FB—50
1
6
1GZ
硅整流元件
2CZ一30／100
6
7
2GZ
硅整流元件
2CZ—l／150
4
8
3GZ
硅整流元件
2CZ—1／150
1
9
KRD
快速熔断器
RTK—150A／500V
1
10
V
直流电压表
44C2-7。5
1
11
R
电位器
C-100，500Ω
1
12
C
电容器
CZJD—1型4uF,400伏
1
13
HXD
信号灯
XDll
1
14
A
充电指示器
7310—2．5A
102
二、 KTSB—102型矿灯充电架的安装及使用
1、KTSB—102型矿灯充电架外形及安装尺寸

2、KTSB-102型矿灯充电架电路及工作原理
1)电气原理图

2)工作原理
交流电经整流变压器，改变电压后，输至硅整流元件组成的三相半波整流电路，输出电压的调节是通过改变饱和电抗器直流线圈的激磁电流大小来决定的。当不加激磁电流时，饱和电抗器上交流线圈压降最大,输出电压最低，当通以直流激磁电流时，改变饱和电抗器交流线圈上的压降,从而达到改变输出电压目的：
(1）手动调压：是通过人工调整瓷盘电阻值大小，改变直流激磁电流的大小,从而改变输出电压。
（2）自动稳压及初充电恒流：是通过由取样信号及晶体管触发电路,可控硅元件组成的反馈回路由输出电压的变化而控制直流激 磁电流来达到稳压和恒流的目的。
3、KTSB—102型矿灯充电架的安装与使用
1)充电设备在安装前，应先检查充电接触装置硅整流器等各部零件是否有因运输途中受振损坏或松脱情况，如发现有上述情况应修整后方可使用。
2）当充电的矿灯数量有增减时或输入交流电压有波动时。充电设备的直流输出电压将会发生变化，此时，应注意将直流输出电压调整到规定值。
3）停止充电时先将电压调节器调低到不能充电的位置。然后将电源切断.这时充电设备的电压表的指示为矿灯电池的端电压.
4)充电设备除能进行日常充电外，还可对新灯进行初充电，初充电时应将直流输出电压调到6。5伏,但充电电流不得大于102安。在初充电过程中，充电工应加强检查,并注意调整输出电压到规定值。
5）初充电前应将指示灯小灯泡取出.以免在充电后期由于直流输出电压的增高而烧坏指示灯灯泡。初充电完毕后仍将指示灯灯泡装好，为恢复日常充电做好准备。
4、KTSB—102型矿灯充电架的使用中的注意事项
1）初次使用的新整流器和停上使用三个月以上的整流器,必须无负荷空运行1小时,使半导体元件干燥后，再使用。
2）充电没备在开始使用时，硅整流元件、变压器和电抗器等的温度不能很快达到稳定，加之充电矿灯数量的增减，直流输出电压可能变动很大，充电工应随时注意将电压调整到规定值，以免损坏矿灯电池.
3)充电架在运行期间不允许在直流输出端或充电插座上有短路发生，以免烧坏硅整流元件，熔断器及充电指示器。
4）充电过程中，如遇外电源突然断电，则必须把矿灯灯头向反时针方向旋转，切断充电回路,否则会损坏充电指示器。
5）为了保证矿灯充电良好，除应保持整流器和充电架各部件清洁外，可建立充电维修制度，如每班清扫充电架尘土一次。
6)新矿灯为半荷电出厂，在使用前进行补充电。
7)若连续长时间不使用，请从充电架上取下。
8）收矿灯时检查各部位是否有松动或破损,矿灯应能正常使用。
三KTSB-102型矿灯充电架的维修操作与故障处理
充电架故障分析和处理
序号
故障现象
可能原因
排 除 方 法
1
充电架有交流输入及有矿灯负载时，直流电压表不动或指示为零,或指示灯不亮
① 交流输入熔断器烧断；
② 电源开关接触不好；
③ 电压表断线；
④ 指示灯接触不良或烧坏；
⑤直流输出侧快速熔断器烧坏
① 更换熔断器
② 检修电源开关
③ 接好断线或换连线
④ 检查指示灯，更换烧坏的灯泡
⑤ 更换熔断器
2
交流输入电压正常，直流输出电压低
① 电压调节器开路
② 硅整流元件烧坏
①修理或更换电压调节器
②更换硅整流元件
3
交流输入电压正常，
直流输出电压有跳跃现象
电压调节器开路或接触不良
修理或更换电压调节器
4
矿工充电时，充电指示器向反方向指示
①矿灯内部极性接反
②充电指示器接反
③ 充电架断路
①取下矿灯灯头,检查接线极性；
②找出断路点，重接③
5
充电指示器指计打至满度
①直流输出电压高于额定值②矿灯内部短路
调整充电电压修理矿灯
思考题:
1、KTSB-102型矿灯充电架的使用中的注意事项有哪些？
2、充电架有交流输入及有矿灯负载时，直流电压表不动或指示为零，或指示灯不亮原因有哪些？如何排除这些故障？
20