LED冷光源在矿山企业的应用

摘 要 本文首先介绍了LED光源的特点，然后介绍了LED在煤矿中的应用，接着介绍了LED在煤矿照明上的应用，最后介绍了LED矿用灯具的设计。

关键词 LED 冷光源 矿山企业 应用

一、前言

因为煤矿井下环境和使用要求的不同，不同于普通照明，因此煤矿需要多样化的矿用照明灯具。LED以其优异的性能得到了肯定。

二、LED光源的特点

（一）发光效率高

（二）耗电量少

LED单管功率0.03～0.06W，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5V，工作电流为15～18mA，同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之

一、金卤灯的四分之一。

（三）使用寿命长

LED光源基本上是一块很小的半导体晶片被装在环氧树脂里面，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，无热沉积、光衰减等缺点，使用寿命可达十万小时，相比之下，普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时。

三、LED在煤矿中的应用

煤矿中使用照明设备较多的是：矿灯和巷道灯。由于其突出的安全和节能的原因，所以LED灯首先推广应用在了煤矿井下。

（一）LED矿灯在煤矿中的应用，以及与普通矿灯的对比

LED型矿灯选用国际上最先进的半导体（LED）光源，采用人性化设计，具有体积小，重量轻、寿命长、无污染、免维护、用电省、安全和使用方便等优点。改变了矿灯领域五十年不变的历史，推广应用于煤矿是一项利国利民的优异工程。

（二）LED巷道灯在煤矿中的应用，以及其优异性对比

（2）LED光源巷道灯工作电压范围宽，在交流85V～250V（50HZ）之间能够正常工作，且亮度无任何变化，适用于各种应用场合。

365天×5年×0.6元/度电=2628元。由以上对比，我们可以明显地看出，使用LED光源的照明可以节省很多费用，从而达到节能的目的。

（4）传统的巷道灯照明所用的白炽灯使用寿命大约为1000小时，普通节能灯使用寿命一般为3000小时左右，使用寿命较短，需要频繁地更换灯具，这不仅给照明带来麻烦，而且存在极大的危险。而LED光源巷道灯使用寿命长，大于45000小时，使用4～5年不需要更换光源，可以做到终身免修，彻底解决了老式灯需要频繁更换灯泡的问题，节约了换灯泡的工本费，同时在煤矿中更突显了安全性，也消除了工人更换灯泡时存在的安全隐患。

四、LED在煤矿照明上的应用

煤矿照明一般分地面工厂照明和井下照明，井下照明可分为便携移动照明、巷道照明、硐室照明、机载照明、采掘工作面照明等。由于井下环境和使用要求的不同，LED矿用灯具按《GB3836-2010爆炸性环境》系列标准，可分为隔爆型、本安型、隔爆兼本安型等；按《煤矿安全规定》《煤矿机电设备完全标准》《国家防爆电气标准》等规定，也可分为以下常见类型：

（一）矿灯

矿灯在井下照明中属于便携式移动照明。相比传统矿灯，LED矿灯的特点为：整体密封防爆设计；大功率LED灯珠最高温只有60℃；大容量锰酸锂离子蓄电池，具有过充过放电保护；本质安全型电路，具有电子短路保护设计。常见规格有：LED矿灯（4Ah、5Ah）、LED甲烷报警矿灯（4Ah、5Ah、6Ah）等。

（二）巷道灯

（三）信号灯

信号灯适用于井下巷道安全指示。相比传统信号灯（高压钠灯），LED信号灯的特点为：光效高、显色指数高、寿命长、维护少、节能环保。常见规格有：隔爆型（12W、15W、60W、18W红光）、隔爆兼本安型（5W）。

五、LED矿用灯具的设计

目前从事LED矿用灯具开发设计的单位比较多。LED矿用灯具需要MA证才可在井下照明中使用，其设计标准以《3836-2010爆炸性气体》系列为主。申报MA标志的程序通常为：安标中心（网上填报、图纸审核）、防爆站（样品检测）、生产企业（现场评审）。

检测检验LED矿用灯具的防爆站主要有：国家安全生产抚顺矿用设备检测检验中心、上海矿用设备检测检验中心、重庆矿用设备检测检验中心、南阳防爆电气检测检验中心、佳木斯防爆电气检测检验中心、沈阳防爆电气检测检验中心。

在开发设计过程中，受关注的内容有：防爆材料的选择（外壳、透明件、密封圈、LED光源组件），整灯防爆结构的设计（参考国标、行标），驱动电路（本质安全型）和多种电路保护的设计，LED光通量与散热（减少对LED光效和寿命的影响）；优化配光（二次配光，实现均匀照度，减少频闪、光衰）等。

一个合格的LED矿用灯具需要进行以下几个测试（以24W隔爆型LED巷道灯为例）：

六、结束语

随着国家节能减排、绿色照明政策的推广，以及LED的多种优异的性能以及LED矿用灯具在材料选择、防爆设计、LED光源、电源驱动设计上的升级优化，高性能的LED矿用灯具将为煤矿照明提供有力的保障。