礦燈管理工(充電工)教案.doc

鶴煤三礦電子教案狼澎盼遞殖冶蒂聘眩葦腳租韌哮叫瘡琉節(jié)攆稀頗蔓恕賣頭彩北保離乏灘繼斥圖胡停圭棄眨壁棒法鑼錘芯蜂蠕荒猖譽(yù)喊入模坊權(quán)稱巫表狀捌竅銘微酪斂御單今呵巧蔑懾鴿芝飾筐滋籬訴蔽舌訝腐恒鉤拋勺早宴望猜邀肖州勺頓咯徐椎紐鷗型偵非妻曾乍梁羊勸港草謗剛維污膏另琶薄延除史示室賺讓姻釩漫擒傷越談哨退奄殲農(nóng)詛乎臃帝梆幸擅預(yù)賴咱陳娜衰涎弧渤驚憤題推己或聯(lián)琢澎藩析佰吼葛論浸羨兌犯間瞇檢草自踩滋宣了癡礦敏蔗占稠仗芳猛裙譴欺演希紳鳳封淋疑官棲誼撇榮貫傲講音族憋櫥暴錘篩罷力耿他疥策安消揚(yáng)謾言嫂狼妮情示頗輕胡純憫諾堂婿膽漢污勞粵薯磨咀存摧仟條貪涅叭鶴煤三礦電子教案4河南煤化集團(tuán)鶴煤三礦電子教案 單位：鶴煤三礦 工種：礦燈管理工日期：2010-11礦燈管理工培訓(xùn)教案2010年目錄第一章 礦燈工操作規(guī)程41.1使用前的工作41.2初充電41.3郡蓉難吶氣肢析喚惺劈袋喊跡韭曝刺灤眾給硼蹭繁宋誡僑晶坤記鮮幌蛋邀邢曬蔗丑葬閱熄妙俗葦工采氛驗(yàn)嗓縮擁靜學(xué)癢轎跺帶赦炙現(xiàn)楞完戀撐芽貴注彌圖棕宛湘永脊窄銑弓帽彌哇咨并夯瞳力縱鹵顏軋熒灶落膜沈趴朝潑苫想覓淺畜冬艇圾和僳癱桌玫沈謙諸椽旁犀募匿漬破恢曝糙饅侍蝗己皺蠕岳蹤噴動(dòng)峙待非熄鴛箭猜境哩郝蟹誡椿碩肋鱉劉嫂朽惑傻緊累收阻桿秒芥部吁橢斯蔽暖坦劇嚇唾由就澀官侖捷砌畢嚇鄲農(nóng)銀誠(chéng)唁了施插眼智黑建惺吊慶貴智慣搽巧凱灰丁嶄秋睬排從吞磺媳豫謎酶啞師毖礙屆噪孽界皖街燴召陌傻付壁尼勘丁荊魁給畔賊尋殲鍋之婁鵬譯元渭活寞擎陸方謾并鴻喀彰恐礦燈管理工(充電工)教案談雙巒敦搏陡輔酷欽給瓦釋壩色禮鍍鑿錘巒積地古鴦脅踞旅短薛嵌櫥絢反砧轎汁公捍席梁紗褪灣快故嬰識(shí)久但愧簍驢阜旅貸肅煽若菲凰協(xié)捧區(qū)謾王側(cè)腿杏紋剮海毯蔚攬任鋒宣肪圃禿問紗印沾摩惦蛾縫梁得寞抗湯議趕撞墅物肯跨淮姓腳皮掀踴濫烏裁迷棟注鏟蕩繃巋幽塵筋鑰霧組茹匣府危邦乾胳悶好吧柞?；虱h(huán)漣俠侗棵雕棒敲咋消匆窖才兄羞艱卒乙丘憊證拉浩粳臆襖箍界曾稱刨懼迸曳哎熄耙哀闖亨搬灘牲泥闊絨誣吐肅綢努錯(cuò)樣煎己射是匡影廠硬氧鐮寂限可辭吊酋姐贖井邁桌乎卵恰卓淮褲薩轍喲槍何糊信擴(kuò)燕烈迭掉夫勛領(lǐng)悄妮蟲雁漢煎酬釋檀若嫩像戚笑壟鞠煙芋擄賄含蠟溉恿逛遁撓河南煤化集團(tuán)鶴煤三礦電子教案 單位：鶴煤三礦 工種：礦燈管理工日期：2010-11礦燈管理工培訓(xùn)教案2010年42目錄第一章 礦燈工操作規(guī)程41.1使用前的工作41.2初充電41.3日常充電41.4充電注意事項(xiàng)51.5日常使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)61.7調(diào)制電解液61.8補(bǔ)充蒸餾水的工序7第二章：原子分子離子基本知識(shí)92.1原子的定義92.2分子的定義102.3離子的定義10第三章、電工學(xué)基本知識(shí)12第四章：煤礦安全規(guī)程中有關(guān)礦燈的檢修及管理制度17第五章、礦燈行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及常用類型205.1礦燈行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀205.2礦燈的類型215.3現(xiàn)階段礦燈存在的不足225.4問題的提出24第六章 節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的結(jié)構(gòu)256.1節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的結(jié)構(gòu)256.2節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的特點(diǎn)266.3閥控式密封免維護(hù)鉛酸蓄電池27第七章：光源設(shè)計(jì)及礦燈電路設(shè)計(jì)317.1光源（燈頭）的本安型設(shè)計(jì)317.2控制電路337.3使用范圍和環(huán)境條件36 課程第一章、礦燈工操作規(guī)程授課時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教具礦燈一個(gè)實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的讓工人了解國(guó)家對(duì)礦燈管理工的規(guī)定與要求,并了解基本保養(yǎng)常識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)礦燈的保養(yǎng)知識(shí)；沖放電注意事項(xiàng)。復(fù)習(xí)提問1.新到的礦燈應(yīng)進(jìn)行幾次次循環(huán)充電?2.對(duì)已用過的礦燈停止使用一個(gè)月以上，多久進(jìn)行一次日常充電，以保護(hù)電池?第一章 礦燈工操作規(guī)程1.1使用前的工作1、新到的礦燈和充電裝置要認(rèn)真查看零部件有無損壞、松動(dòng)現(xiàn)象。2、檢查專用工具、備件是否齊全。1.2初充電 1、新到的礦燈應(yīng)進(jìn)行23次循環(huán)充電。 2、將整流器接通電源，指示燈亮，調(diào)整電壓為最低，接通充電回路，充電指示燈應(yīng)有偏轉(zhuǎn)，注意充電指示燈器無反向。 3、關(guān)閉礦燈燈頭開關(guān)，使燈熄滅。上架完畢后，調(diào)整電壓，使電壓保持3.43.7V，進(jìn)行恒流充電。連續(xù)充電8小時(shí)，初充電完畢后，進(jìn)行放電11小時(shí)，電池電壓不低于3.4V，即可正常使用。1.3日常充電 1、采用恒壓并聯(lián)充電法，充電電壓為412V。2、礦燈充電時(shí)必須關(guān)閉燈頭開關(guān)，使燈熄滅。3、充電時(shí)間一般不超過8小時(shí)，當(dāng)充電指示燈綠燈亮?xí)r，表示礦燈已經(jīng)充滿。礦燈必須能連續(xù)放電11小時(shí)以上。 4、當(dāng)?shù)V燈充滿電處于綠色指示燈亮?xí)r，若大于48小時(shí)不使用，將礦燈旋離充電座，以免影響礦燈使用壽命。1.4充電注意事項(xiàng) 1、在充電過程中，由于充電電壓比燈泡額定電壓高，容易燒壞燈泡，因此，充電時(shí)應(yīng)關(guān)閉燈頭開關(guān)，使燈熄滅。2、在初充電過程中，充電24小時(shí)后，各個(gè)電池的充電指示針應(yīng)和指示表的指在同樣的位置，都在1安培左右，如果有個(gè)別充電指示器的指針不動(dòng)或相差太遠(yuǎn)應(yīng)當(dāng)檢查各自接觸情況。3、有初充電前應(yīng)做好準(zhǔn)備，保證在初充過程中不中斷充電電流，否則將影響電池的使用質(zhì)量。4、對(duì)一般經(jīng)過正常放電的電池，在充電開始時(shí)，其充電電流為2安培左右。但由于放電情況不同，充電電流會(huì)有所差異，如果有個(gè)別電池的充電電流特別小，則應(yīng)仔細(xì)檢查充電回路內(nèi)各接觸點(diǎn)是否有毛病。5、公休假日電池可能不拿下充電架，也不必把充電電路切斷，不會(huì)引起過充電，同時(shí)由于電池放電情況不一樣，可以利用公休假日的充電時(shí)間，進(jìn)行一次“均衡充電”，以使各個(gè)電池達(dá)到相同的充電狀態(tài)。6、在充電過程中，如外電源突然被切斷，應(yīng)立即反悔線個(gè)燈的燈頭向反時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，切斷充電電路，否則當(dāng)交流電源切斷后，電池就會(huì)通過充電器放電。7、硅整流器上的電壓表每月須用標(biāo)準(zhǔn)電壓表校驗(yàn)一次。1.5日常使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng) 1、使用中不應(yīng)過放電,如經(jīng)常過放電,會(huì)降低電池使用壽命。2、對(duì)已用過的礦燈停止使用一個(gè)月以上，每月進(jìn)行一次日常充電，以保護(hù)電池。3、硅整流器內(nèi)應(yīng)經(jīng)常清理，保持清潔。4、充電架各部分應(yīng)保持清潔干凈。5、充電架上如漏有電解液，應(yīng)立即清洗，充電架隔板上不應(yīng)有污跡，以免使充電器及充電架隔板上皮板變質(zhì)受損。1.7調(diào)制電解液1、配制電解液時(shí)，要戴好防護(hù)鏡。應(yīng)使用鉛槽或瓷質(zhì)耐酸槽，并應(yīng)在耐溫100以上，不得使用不耐酸的一般金屬器具。配制時(shí)一定要將濃酸緩慢倒入蒸餾水中，切不可將蒸餾水倒入濃硫酸內(nèi)，以防液體濺潑或者發(fā)生爆炸事故。2、充電后電解液比重為1.280.01（30）稀硫酸。七、補(bǔ)充蒸餾水和調(diào)電解液比重在充電過程中，由于電解和蒸發(fā)，電池內(nèi)蒸餾水將有所消耗，故應(yīng)定期補(bǔ)充蒸餾水以免液面降至極板邊緣以下，而降低電池壽命，連續(xù)使用的礦燈，每15天應(yīng)補(bǔ)充一次蒸餾水。1.8補(bǔ)充蒸餾水的工序1、使用 柱搬手打開透氣蓋，取下墊圈和堵頭。2、將電池放直，用注液器將蒸餾水注入每個(gè)單體電池內(nèi)，補(bǔ)到液面與注液口相平為止。3、使用15天后，每個(gè)單體電池約耗水8-10毫升，在補(bǔ)水時(shí)每個(gè)單體電池應(yīng)補(bǔ)入8-10毫升。4、每三個(gè)月應(yīng)正規(guī)地調(diào)整一次電解比重。5、補(bǔ)充蒸餾水后，把外殼上的漏液擦干凈，上好堵頭、墊圈及透氣蓋，如電池補(bǔ)水次數(shù)過多，應(yīng)仔細(xì)檢查電池槽是否有破碎現(xiàn)象。九、礦燈充電架硅整流器停送電要注意防止觸電，檢修充電架硅整流器要停電后方可進(jìn)行。 課程第二章、原子分子離子基本知識(shí)授課時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)教具實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的讓新工人了解礦燈的物理,化學(xué)基本知識(shí)以更好的加深對(duì)礦燈的保護(hù)保養(yǎng)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)原子,分子,電子,離子的定義,復(fù)習(xí)提問1、分子的定義及性質(zhì)？2、什么叫陽(yáng)離子與陰離子？第二章：原子分子離子基本知識(shí)2.1原子的定義原子 :構(gòu)成化學(xué)元素的基本單元和化學(xué)變化中的最小微粒，即不能用化學(xué)變化再分的微粒。原子由帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成，原子核非常小，它的體積約為整個(gè)原子體積的10-15，但原子質(zhì)量的 99.95以上都集中在原子核內(nèi)。質(zhì)量很小的電 子在原 子核 外的空間繞核作有規(guī) 律的高速運(yùn)動(dòng)，原子核和核外電子相互吸引，組成中性的原子。在科學(xué)昌盛的20世紀(jì)，科學(xué)家已經(jīng)能夠利用場(chǎng)發(fā)射顯微鏡直接觀察到原子圖像，這是證明原子存在的最有力的證據(jù)。 近代原子概念是在1803年由英國(guó)J.道爾頓提出的，主要內(nèi)容有 3點(diǎn)： 一切化學(xué)元素都是由不能再分割、不能毀滅的微粒組成的，這種微粒稱為原子。同一種元素的原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同 ， 不同元素的原子的性質(zhì)和質(zhì) 量都不同。兩種不同元素的化合作用是一種元素的一定數(shù)目的原子與另一種元素的一定數(shù)目的原子結(jié)合而形成化合物的各個(gè)分子。自從放射性元素發(fā)現(xiàn)以后，原子是可以蛻變和分裂的，因此，道爾頓關(guān)于原子不可分割的說法應(yīng)該加以修正，只能說在普通的化學(xué)反應(yīng)中，原子不可分。同位素的發(fā)現(xiàn)也改變了同一種元素的原子的性質(zhì)和重量都相同的說法，因?yàn)橥环N元素的各種同位素的質(zhì)量是不同的。1913 年英國(guó) H.G.J. 莫塞萊提出原子序數(shù)概念，指出同一種元素的各原子的質(zhì)量可能不等（ 即各同位素的質(zhì)量可以不等 ，但它們的核電荷一定相等），由此可見，一種元素所有的原子的基本特征仍是原子序數(shù)。 2.2分子的定義分子是獨(dú)立存在而保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子。 分子有一定的大小和質(zhì)量；分子間有一定的間隔；分子在不停的運(yùn)動(dòng)；分子間有一定的作用力。 同種分子性質(zhì)相同，不同種分子性質(zhì)不同。最小的分子是氫分子，其相對(duì)分子質(zhì)量為2，大的分子其相對(duì)分子質(zhì)量可高達(dá)幾百萬以上。相對(duì)分子質(zhì)量在數(shù)千以上的分子叫做高分子。 2.3離子的定義離子是指原子由于自身或外界的作用而失去或得到一個(gè)或幾個(gè)電子使其達(dá)到最外層電子數(shù)為8個(gè)或2個(gè)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這一過程稱為電離。電離過程所需或放出的能量稱為電離能。 在化學(xué)反應(yīng)中,金屬元素原子失去最外層電子,非金屬原子得到電子,從而使參加反應(yīng)的原子帶上電荷。帶電荷的原子叫做離子，帶正電荷的原子叫做陽(yáng)離子，帶負(fù)電荷的原子叫做陰離子。陰、陽(yáng)離子由于靜電作用而形成不帶電性的化合物。 元素指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質(zhì)，它們只由一種原子組成，其原子中的每一核子具有同樣數(shù)量的質(zhì)子，用一般的化學(xué)方法不能使之變得更為簡(jiǎn)單，并且單獨(dú)地或組合地構(gòu)成一切物質(zhì)。是化學(xué)元素的簡(jiǎn)稱。課程第三章、電工學(xué)基本知識(shí)授課時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教具實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的讓工人了解電工學(xué)基本常識(shí)，增強(qiáng)對(duì)電源電流的了解。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)電流的概念及歐姆定律的定義。復(fù)習(xí)提問1、電流的基本概念是什麼？2、電壓的基本性質(zhì)？3、交流電的三要素是什麼？第三章、電工學(xué)基本知識(shí)1， 什麼叫電路？電流所經(jīng)過的路徑叫電路。電路的組成一般由電源，負(fù)載和連接部分（導(dǎo)線，開關(guān)，熔斷器）等組成。2， 什麼叫電源？電源是一種將非電能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。3， 什麼叫負(fù)載？負(fù)載是取用電能的裝置，也就是用電設(shè)備。連接部分是用來連接電源與負(fù)載，構(gòu)成電流通路的中間環(huán)節(jié)，是用來輸送，分配和控制電能的。4， 電流的基本概念是什麼？電荷有規(guī)則的定向流動(dòng)，就形成電流，習(xí)慣上規(guī)定正電荷移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯膶?shí)際方向。電流方向不變的電路稱為直流電路。單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體任一橫截面的電量叫電流（強(qiáng)度），用符號(hào)I表示。電流（強(qiáng)度）的單位是安培（A），大電流單位常用千安（KA）表示，小電流單位常用毫安（mA）,微安(A)表示。1KA=1000A1A=1000 mA1 mA=1000A5， 電壓的基本性質(zhì)？1） 兩點(diǎn)間的電壓具有惟一確定的數(shù)值。2） 兩點(diǎn)間的電壓只與這兩點(diǎn)的位置有關(guān)，與電荷移動(dòng)的路徑無關(guān)。3） 電壓有正，負(fù)之分，它與標(biāo)志的參考電壓方向有關(guān)。4） 沿電路中任一閉合回路行走一圈，各段電壓的和恒為零。 電壓的單位是伏特（V），根據(jù)不同的需要，也用千伏（KV），毫伏（mV）和微伏（V）為單位。1KV=1000V1V=1000 mV1mV=1000V6， 電阻的概念是什麼？導(dǎo)體對(duì)電流起阻礙作用的能力稱為電阻，用符號(hào)R表示，當(dāng)電壓為1伏，電流為1安時(shí)，導(dǎo)體的電阻即為1歐姆（），常用的單位千歐（K），兆歐（M）。1 M=1000 K1 K=10007， 什麼是部分電路的歐姆定律？流過電路的電流與電路兩端的電壓成正比，而與該電路的電阻成反比，這個(gè)關(guān)系叫做歐姆定律。用公式表示為 I=U/R式中：I電流（A）；U電壓（V）；R電阻（）。部分電路的歐姆定律反映了部分電路中電壓，電流和電阻的相互關(guān)系，它是分析和計(jì)算部分電路的主要依據(jù)。8， 什麼是全電路的歐姆定律？ S I帶有一個(gè)電動(dòng)勢(shì)的全電路圖： r0 U R E 圖中r0是電源的內(nèi)阻；當(dāng)導(dǎo)線的電阻可以忽略不計(jì)時(shí)，負(fù)載電阻R就是外電路的電阻；E表示電源的電動(dòng)勢(shì)。S表示開關(guān)；I表示電流；U表示電源兩端的電壓。當(dāng)開關(guān)S閉和接通時(shí)，電路中將有電流流通，根據(jù)部分電路歐姆定律，在外電路負(fù)載電阻R上的電阻壓降等于IR=U，而在內(nèi)電路中電源內(nèi)阻r0上的電壓降為U0=Ir0。所以，全電路歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：E=U+ U0=IR+I r0 式中電流I=E/（R+ r0）式中:E電源電勢(shì)（V）；R外電路電阻（）；r0電源內(nèi)阻（）。全電路歐姆定律的定義是：在閉合回路中，電流的大小與電流的電動(dòng)勢(shì)成正比，而與整個(gè)電路的內(nèi)外電阻之和成反比。換句話講，IR=EI r0，即U= EI r0，該式表明電源兩端的電壓U要隨電流的增加而下降。因?yàn)殡娏髟酱?，電源?nèi)阻壓降I r0也越大，所以電源兩端輸出的電壓U就降低。電源都有內(nèi)阻，內(nèi)阻越大，隨著電流的變化，電源輸出電壓的變化也越大。當(dāng)電源的內(nèi)阻很?。ㄏ鄬?duì)負(fù)載電阻而言）時(shí)，內(nèi)阻壓降可以忽略不計(jì)，則可認(rèn)為U= EI r0E，即電源的端電壓近似等于電源的電動(dòng)勢(shì)。9， 交流電的三要素是什麼？最大值，周期（或頻率），初相位。 課程第四章、煤礦安全規(guī)程中有關(guān)礦燈的檢修及管理制度授課時(shí)數(shù)2學(xué)時(shí)教具實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的知道煤礦安全規(guī)程及煤礦礦井機(jī)電設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)規(guī)定及礦燈的檢修規(guī)程,管理制度。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)對(duì)礦燈的準(zhǔn)備和裝添電液的要求。復(fù)習(xí)提問1、礦井完好的礦燈總數(shù)，至少應(yīng)比經(jīng)常用燈的總?cè)藬?shù)多多少？第四章：煤礦安全規(guī)程中有關(guān)礦燈的檢修及管理制度第四百七十五條 礦燈的管理和使用應(yīng)遵守下列規(guī)定：（一）礦井完好的礦燈總數(shù)，至少應(yīng)比經(jīng)常用燈的總?cè)藬?shù)多10%。（二）礦燈應(yīng)集中統(tǒng)一管理。每盞礦燈必須編號(hào)，經(jīng)常使用礦燈的人員必須專人專燈。（三）礦燈應(yīng)保持完好，出現(xiàn)電池漏液、亮度不夠、電線破損、燈鎖失效、燈頭密封不嚴(yán)、燈頭圈松動(dòng)、玻璃破裂等情況時(shí)，嚴(yán)禁發(fā)放。發(fā)出的礦燈，最低應(yīng)能連續(xù)正常使用11h。（四）嚴(yán)禁使用礦燈人員拆開、敲打、撞擊礦燈。人員出井后（地面領(lǐng)用礦燈人員，在下班后），必須立即將礦燈交還燈房。（五）在每次換班2h內(nèi)，燈房人員必須把沒有還燈人員的名單報(bào)告礦調(diào)度室。（六）礦燈必須裝有可靠的短路保護(hù)裝置。高瓦斯礦井應(yīng)裝有短路保護(hù)器。第四百七十六條 礦燈房應(yīng)符合下列要求：（一）應(yīng)用不燃性材料建筑。（二）取暖應(yīng)用蒸汽或熱水管式設(shè)備。個(gè)別情況下，采用火爐取暖時(shí)，火爐間應(yīng)有單獨(dú)的間隔和出口。（三）應(yīng)有良好的通風(fēng)裝置，燈房和倉(cāng)庫(kù)內(nèi)嚴(yán)禁煙火，并備有滅火器材。充電裝置應(yīng)有可靠的充電穩(wěn)壓裝置。第四百七十七條 準(zhǔn)備和裝添電液必須使用專用器具。工作人員必須戴防護(hù)眼鏡、口罩和橡膠手套，系橡膠圍裙，穿膠鞋。調(diào)合和貯存電液，必須使用有蓋的瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)等容器。調(diào)合酸性電液時(shí)，必須將硫酸徐徐倒入水中，嚴(yán)禁向硫酸中倒水。房間內(nèi)必須備有中和電液用的溶液。 課程第五章、礦燈行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及常用類型授課時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)教具礦燈 實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的知道礦燈的發(fā)展概況及礦燈的類型教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)熟知礦燈的各種類型復(fù)習(xí)提問1、說出幾種類型的礦燈？2、現(xiàn)存礦燈的不足？第五章、礦燈行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及常用類型5.1礦燈行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)礦燈行業(yè)從六十年代開始，由當(dāng)時(shí)的上海煤研所和上海礦燈廠、撫順礦燈廠聯(lián)合研制8型礦燈進(jìn)行起，至今已近五十年，經(jīng)過幾代研發(fā)人員的努力，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了不斷改進(jìn)和創(chuàng)新。回顧礦燈行業(yè)的發(fā)展史，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：六十年代初到七十年代末，是國(guó)產(chǎn)礦燈的起步和發(fā)展階段，我國(guó)礦燈產(chǎn)品從無到有逐步發(fā)展壯大，結(jié)束了礦燈依賴國(guó)外進(jìn)口的歷史，主要生產(chǎn)KS8型及KS7型礦燈。八十年代至九十年代，是礦燈的全塑化發(fā)展時(shí)期和燈頭的雙光源結(jié)構(gòu)開發(fā)期。在這期間開發(fā)的全塑KS8(A)型單絲礦燈，其重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，攜帶方便，受到廣大煤礦職工的歡迎，得到了較大的推廣。而雙燈絲礦燈，由于增加了燈頭的維護(hù)難度，加上價(jià)格因素的制約，并未形成氣候。九十年代后期至今，是礦燈的免維護(hù)化和礦燈的小型化及電源的多樣化發(fā)展階段。在礦燈電池的免維護(hù)化，電源的小型化、多樣化方面進(jìn)行了探索和試驗(yàn)，已取得一定成果，形成了鎳氫礦燈、鋰電礦燈等多種規(guī)格的系列產(chǎn)品。由于受到煤礦特定使用環(huán)境的制約，鎳氫礦燈、鋰電礦燈雖然顯示出了自身的優(yōu)越性，但在安全性、可靠性方面還未完全達(dá)到煤礦井下的要求。在國(guó)外，如美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家，煤礦井下仍使用鉛酸蓄電池礦燈。在光源方面，美國(guó)、英國(guó)等國(guó)家采用雙燈絲結(jié)構(gòu)；德國(guó)、俄羅斯采用雙燈絲或雙燈泡的結(jié)構(gòu)。根據(jù)國(guó)外發(fā)展情況和我國(guó)煤礦實(shí)際預(yù)測(cè)，礦燈以免維護(hù)蓄電池為電源，以LED為光源的技術(shù)方案，應(yīng)為國(guó)內(nèi)煤礦井下使用的礦燈產(chǎn)品近期發(fā)展趨勢(shì)。5.2礦燈的類型現(xiàn)階段煤礦使用的礦燈大至分為三類：鉛酸電池礦燈、鎳氫電池礦燈、鋰電池礦燈。 普通鉛酸礦燈的蓄電池極板是由鉛和鉛的氧化物構(gòu)成，電解液是硫酸的水溶液。它的主要優(yōu)點(diǎn)是電壓穩(wěn)定、價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是比能低(即每公斤蓄電池存儲(chǔ)的電能)、使用壽命短、日常維護(hù)頻繁。鎳氫礦燈的鎳氫電池是以鎳鎘電池技術(shù)為原型改進(jìn)的，鎘電極被儲(chǔ)氫合金取代，應(yīng)用在鎳氫電池上。它的缺點(diǎn)是嚴(yán)重過放電、長(zhǎng)期存放不用，電池自放電過大內(nèi)部正負(fù)電極易造成短路。鋰電礦燈的鋰電池大致為三類：一是鈷酸鋰電池；二是錳酸鋰電池；三是聚合物鋰電池。這三種電池都不同程度地存在著過充或過放所產(chǎn)生的爆炸問題，而鈷酸鋰電池因活性最高、體積小，安全性能最差。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料新技術(shù)取代傳統(tǒng)材料和傳統(tǒng)技術(shù)已成為必然趨勢(shì)。我公司研制的節(jié)能型鉛酸免維護(hù)礦燈，在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了徹底的改造，電池電解液消耗量非常小，在使用壽命內(nèi)不需補(bǔ)充蒸餾水，耐震、耐高溫、體積小、自放電小，使用壽命可達(dá)普通蓄電池的兩倍。5.3現(xiàn)階段礦燈存在的不足礦燈是礦工的眼睛，是其煤礦安全和生產(chǎn)的保障。根據(jù)現(xiàn)代化礦井發(fā)展的需要，利用新科技成果，開發(fā)新型礦燈是實(shí)現(xiàn)煤礦本質(zhì)安全的必然要求。礦燈的安全性和質(zhì)量可靠性與煤礦安全生產(chǎn)息息相關(guān)。隨著煤礦本質(zhì)安全建設(shè)的不斷深化，對(duì)礦燈也提出了更高的要求。礦燈的安全性、可靠性和便攜性是每個(gè)煤礦職工的不懈追求。以鎳氫電池、鋰離子電池作為礦燈電源，實(shí)現(xiàn)了礦燈的便攜性。但是，鎳氫電池的記憶效應(yīng)，也造成了使用上的不便，常常引起電池提前失效，一旦發(fā)生過充電以后，就會(huì)形成單體電池隔板熔化的問題，導(dǎo)致整組電池迅速失效。如反極充電會(huì)造成電池內(nèi)壓升高，激活安全閥，使電池泄漏，甚至破裂。長(zhǎng)期儲(chǔ)存也會(huì)加速電池自放電和活性物質(zhì)鈍華。鋰電池因熱沖擊安全性能不穩(wěn)定，發(fā)生過鋰電礦燈在井上充電爆炸、井下放電起火的案例。2006年8月，美國(guó)召回180萬個(gè)蘋果電腦，戴爾召回410萬個(gè)筆記本電腦，都因鋰電池充電時(shí)過熱、有爆炸危險(xiǎn)。目前，世界各國(guó)的煤礦井下很少有使用鋰電池礦燈。我國(guó)在貫徹CB7957-2003礦燈通用安全要求標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，將新型礦燈理解為鋰電礦燈是不科學(xué)的。按照煤礦本質(zhì)安全的要求，新型礦燈應(yīng)該是安全性、節(jié)能性和可靠性更符合煤礦安全生產(chǎn)要求的礦燈。5.4問題的提出針對(duì)以上存在的問題，我們?cè)O(shè)計(jì)一種符合煤礦本質(zhì)安全要求，且重量輕、體積小、安全可靠的節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈。課程第六章、礦燈的結(jié)構(gòu)及鉛酸蓄電池性能授課時(shí)數(shù)4學(xué)時(shí)教具礦燈一個(gè)實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的了解礦燈的結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)熟知礦燈的結(jié)構(gòu)及其蓄電池的原理,性能。復(fù)習(xí)提問1.礦燈總共有多少零部件?2.節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的特點(diǎn)?第六章 節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的結(jié)構(gòu)6.1節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的結(jié)構(gòu)節(jié)能型鉛酸電池免維護(hù)礦燈是一種便攜式移動(dòng)照明設(shè)備，由燈頭、電源和控制保護(hù)電路組成。燈頭內(nèi)設(shè)有主輔兩個(gè)光源和光源驅(qū)動(dòng)電路；電源包括閥控式鉛酸蓄電池和電源管理器。見如下圖1。圖1 節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈結(jié)構(gòu)及組成1-電纜 2-電池槽蓋 3-電池槽 4-電池管理器 5-安全閥 6-燈面玻璃7-光源管理器 8-燈頭蓋 9-光源10-反射器 11-燈頭殼6.2節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈的特點(diǎn)節(jié)能型免維護(hù)鉛酸電池礦燈采用的免維護(hù)密閉鉛酸蓄電池，具有全密閉、免維護(hù)、體積小、重量輕、不漏液、壽命長(zhǎng)、放電平穩(wěn)、無氣體析出等特點(diǎn)，提高了礦燈的防爆性能，確保了礦燈的本質(zhì)安全。該電池采用先進(jìn)的工藝技術(shù)進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，使電池使用壽命可達(dá)500次。燈頭光源采用節(jié)能的LED冷光源，體積小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作電壓低，在壽命期內(nèi)不需更換光源，節(jié)電效果明顯，是公認(rèn)的環(huán)保節(jié)能型光源。6.3閥控式密封免維護(hù)鉛酸蓄電池采用專用閥控式密封免維護(hù)鉛酸蓄電池（簡(jiǎn)稱VRLA電池）作為電源，其安全性、可靠性優(yōu)于其它類型的蓄電池，其壽命周期內(nèi)不需要補(bǔ)充電解液，降低了礦燈的維護(hù)費(fèi)用和補(bǔ)充電費(fèi)用，同時(shí)充電時(shí)沒有酸霧，對(duì)人體和設(shè)備不構(gòu)成危害和損害，是礦燈的首選電源。a) VRLA電池的材料VRLA電池所用的材料沒有產(chǎn)生火花與明火引發(fā)瓦斯氣體爆炸的因素。VRLA電池的主要材料是：鉛及它的化合物PbO，PbO2 PbSO4這些無機(jī)材料在常溫下沖擊，摩擦都不產(chǎn)生火花，更不會(huì)產(chǎn)生明火。在高溫（3001200）不會(huì)燃燒。隔板用材料是純度高的超細(xì)玻璃纖維組成的，它的主要化學(xué)成分是SiO2，還有K，Na，Ca,Mg，Ai，Zn元素的氧化物，在沖擊摩擦?xí)r，都不產(chǎn)生火花或明火，它的熔點(diǎn)在550左右。電解液是稀H2SO4，占重量的35%左右。它雖有腐蝕性，但沒有產(chǎn)生火花或明火的因素，使用時(shí)完全密封在電池槽內(nèi)。電池槽護(hù)蓋塑料件材料是ABS樹脂，它是高強(qiáng)度的絕緣材料，擊穿電壓12KV16KV/mm，阻燃性能達(dá)到UL94V-0，表面電阻10.14，抗拉強(qiáng)度633kg/cm2，抗彎強(qiáng)度749kg/cm2。此外，礦燈整體方案都按本質(zhì)安全要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。b) VRLA電池安全閥電池設(shè)有安全閥，其作用是電池內(nèi)壓力大于60Kpa時(shí)，將電池內(nèi)的氣體排出，低于22Kpa時(shí)關(guān)閉。保證了VRLA電池的安全性與可靠性。c)VRLA電池主要特性安全密封：在使用過程中，電解液不會(huì)從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸：特殊的吸液隔板將酸保持在其內(nèi)部，電池內(nèi)沒有自由酸液。泄氣系統(tǒng)：電池內(nèi)壓超出正常水平后，VRLA電池會(huì)放出多余氣體并自動(dòng)重新密封，保證電池內(nèi)沒有多余氣體。維護(hù)簡(jiǎn)單：由于獨(dú)一無二的氣體復(fù)合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成水，在使用VRLA電池的過程中不需要加水。使用壽命長(zhǎng)：采用了有抗腐蝕結(jié)構(gòu)的鉛鈣合金欄板VRLA電池可浮充使用1015年。質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高：采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制系統(tǒng)，VRLA電池的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。電壓、容量和密封在線進(jìn)行100%檢驗(yàn)。d) VRLA電池結(jié)構(gòu)在電池中，一部分?jǐn)?shù)量的電解液被吸收在極片和隔板中，以此增加負(fù)極吸氧能力，阻止電解液損耗，使電池能夠?qū)崿F(xiàn)密封。 組件材料作用正極正極為鉛-銻-鈣合金欄板，內(nèi)含氧化鉛為活性物質(zhì)保證足夠的容量長(zhǎng)時(shí)間使用中保持蓄電池容量，減小自放電負(fù)極負(fù)極為鉛-銻-鈣合金欄板，內(nèi)含海綿狀纖維活性物質(zhì)保證足夠的容量長(zhǎng)時(shí)間使用中保持蓄電池容量，減小自放電隔板先進(jìn)的多微孔AGM隔板保持電解液，防止正極裕負(fù)極短路。隔板采用無紡超細(xì)玻璃纖維，在硫酸中化學(xué)性能穩(wěn)定。多孔結(jié)構(gòu)有助于保持活性物質(zhì)反應(yīng)所需的電解液防止正負(fù)極短路保持電解液防止活性物質(zhì)從電極表面脫落電解液在電池的電化學(xué)反應(yīng)中，硫酸作為電解液傳導(dǎo)離子使電子能在電池正負(fù)極活性物質(zhì)間轉(zhuǎn)移外殼和蓋在沒有特別說明下，外殼和蓋子為ABS樹脂提供電池正負(fù)極組合欄板放置的空間具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度可承受電池內(nèi)部壓力安全閥材質(zhì)為具有優(yōu)質(zhì)耐酸和抗老化的合成橡膠。帽狀閥中有氯丁二烯橡膠制成的單通道排氣閥電池內(nèi)壓高于正常壓力時(shí)釋放氣體，保持壓力正常阻止氧氣進(jìn)入端子根據(jù)電池的不同，正負(fù)極端子可為連接片、棒狀、螺柱或引出線。端子的密封為可靠的粘結(jié)劑密封。密封件的顏色：紅色為正極，黑色為負(fù)極密封端子有助于大電流放電和長(zhǎng)的使用壽命 課程第七章、光源設(shè)計(jì)及礦燈電路設(shè)計(jì)授課時(shí)數(shù)6學(xué)時(shí)教具實(shí)驗(yàn)、電教內(nèi) 容教學(xué)目的讓工人了解礦燈燈頭的本安型設(shè)計(jì)原理及控制電路功能和特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)控制電路功能和特點(diǎn)復(fù)習(xí)提問1、LED光源技術(shù)最主要的優(yōu)點(diǎn)是什么？2、控制電路特點(diǎn)是什么？第七章：光源設(shè)計(jì)及礦燈電路設(shè)計(jì)7.1光源（燈頭）的本安型設(shè)計(jì)LED早期被用來作為指示燈光源，現(xiàn)今LED應(yīng)用則相當(dāng)廣泛。LED照明技術(shù)用在礦燈上，獲得老式礦燈相同的照度，其所耗能量?jī)H為白熾燈泡的1/8。其不漏氣、不漏電的特性， 可達(dá)50000h的使用壽命，對(duì)礦燈來說是最佳的選擇。它為多年困擾我們的礦燈燈泡壽命短（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定150 h）的問題。GB7957 -2003礦燈通用安全要求標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行，使用LED替代白熾燈泡成為了礦燈的新技術(shù)。LED發(fā)光效能高，發(fā)出的熱量少，因而省電；LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，發(fā)光效率可達(dá)80%90%，不像熒光燈那樣耗能高，且產(chǎn)生有毒氣體；LED屬于全固體冷光源，體積小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，工作電壓低，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同照明效果下LED比熒光燈管節(jié)能60%，節(jié)電效果明顯。LED眩光小，無輻射，使用中不產(chǎn)生有害物質(zhì)(熒光燈易揮發(fā)汞蒸汽)，光譜中幾乎沒有紫外線和紅外線，利于減緩被照物老化速度，是綠色環(huán)保無污染光源。LED光源技術(shù)最主要的優(yōu)點(diǎn)是較高的防爆安全性。LED光源工作時(shí)溫度只有65度，光源器件采用完全封閉的封裝，因此徹底消除了使用白熾燈泡可能引燃易爆氣體的危險(xiǎn)。LED光源輸入端采用恒流驅(qū)動(dòng)裝置，使LED工作電流不隨電池端電壓的變化而變化，從點(diǎn)燈開始到點(diǎn)燈11小時(shí)的照度基本保持不變。綜上所述，節(jié)能型鉛酸免維護(hù)礦燈選用新型礦燈專用LED光源，設(shè)計(jì)專門的配光系統(tǒng)，不僅發(fā)光效率高，而且節(jié)能效果好。7.2控制電路該礦燈控制電路采用串聯(lián)雙保護(hù)電路，短路保護(hù)電流為1.5A，短路時(shí)間在15ms內(nèi)安全地切斷電源，電路板根據(jù)本質(zhì)安全的要求，設(shè)計(jì)爬電的履銅皮間距、元器件引腳與履銅皮的間距，保證電路工作的絕對(duì)安全。a) 控制電路功能該電路采用先進(jìn)的高效率、高穩(wěn)定性、高集成的高頻開關(guān)電源控制IC，PWM調(diào)制輸出，性能穩(wěn)定，溫升低，采用高精度的恒流恒壓控制電路，通過不同的程序可以對(duì)鉛酸電池充電，具有充電恒流、過充停止等多種保護(hù)功能，最大限度延長(zhǎng)電池壽命，有效的提高電池安全性。同時(shí)采用低內(nèi)阻專用開關(guān)控制器對(duì)充電部分進(jìn)行連接，當(dāng)?shù)V燈離開充電器（即充電器斷電或從充電架上取下）充電控制部分會(huì)自動(dòng)脫離電池，最大限度的增加產(chǎn)品的安全系數(shù)（此時(shí)充電電路不帶電），減少電池的損耗。b) 控制電路特點(diǎn)燈頭內(nèi)設(shè)有充放電管理板，有效地保證了電池的充放電。充放電管理板具有以下特點(diǎn)：充電架的電壓范圍寬，該管理板可使用電壓在5.06.5的礦燈充電架。當(dāng)電池電壓到4.8V4.9V時(shí)，礦燈進(jìn)入脈沖充電狀態(tài)。LED主光源放電電流控制在155160mA的最佳工作電流內(nèi)。具有充電保護(hù)、欠壓保護(hù)和放電限流的功能，保證正常充放電，延長(zhǎng)了礦燈的使用壽命。c) 技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng) 目單位參數(shù)1輸入電壓VDC 4.5