劳动防护用品知识讲座(2)：矿灯的执行标准与管理要求

矿用产品安全标志办公室 杨大明

矿灯是煤矿矿工必备的井下照明灯具，在矿工井下作业中起到十分重要的作用，所以被称为“矿工的眼睛”。同时，矿灯又属特殊型防爆产品，其安全性能和质量与煤矿安全生产息息相关。近年来，由于矿灯使 用、管理不善诱发的瓦斯煤尘爆炸事故屡屡发生，造成重大损失和恶劣的社会影响。国家将矿灯作为煤矿重要的安全产品，实现安全标志管理。

矿灯执行标准

为保证矿灯必要的安全性能和质量，最大限度消灭可能产生的安全隐患，我国先后制定了有关国家标准和行业标准。如1987年，国家发布执行了GB7957-1987《矿用安全帽灯》国家标准。2 00 4 年对该标准进行了修订，并将标准名称修改为GB7957-

2003《矿灯安全性能通用要求》。1970年，发布了MT26《KS型矿灯》煤炭行业标准，并先后于1985年、1991年、1998 年、2004 年进行了修订。1991年，发布了MT242《KJ 型矿灯》煤炭行业标准，该标准先后于1998年、2004年进行了修订。2004年，发布了MT927-2004《KL型矿灯》煤炭行业标准。

2003 年以前的标准均存在一些不足，执行这些标准会使产品存在以下主要缺陷。

1. 产品只有一个光源，一旦灯泡烧坏，携带者等于失去了照明工具，为不影响工作，在井下随意拆卸矿灯更换灯泡，由此引发的事故时有发生；

2. 采用非阻燃电缆，矿灯外壳不具备抗静电性能，存在静电产生火花的危险；

3. 矿灯抗冲击、跌落性能较差，一旦受到外力冲击时，可能造成外壳破碎，容易产生火花，引起瓦斯煤尘爆炸。

为了推进矿灯产品的技术进步，2003 年修订的国家标准GB7957-2003《矿灯安全性能通用要求》已于2004年6月1日开始实施。2004年修订的煤炭行业标准MT2 6-2004《KS 型矿灯》、MT242-2004《KJ型矿灯》及新制定的MT927-2004《KL型矿灯》也于2005年6月1日起实施。这些新标准与旧标准的主要区别在以下几个方面。

1. 修改了灯头结构的要求，矿灯至少有2个光源，一个为主光源，一个为备用光源，可避免因一个光源损坏而随意更换灯泡引发事故；

2. 增加了额定电压、额定电流和额定功率的限制，由于矿灯属特殊性防爆电器产品，新标准作出了额定电压不大于6V，额定电流不大于1.5A，额定功率不大于6W的规定；

3. 增加了塑料外壳表面电阻的要求，新标准规定大于100cm的塑料外壳的表面电阻不大于1GΩ；

4. 增加了灯头强度的要求，新标准规定灯头需能承受2m高跌落后至少1个光源能工作；

5. 修改了蓄电池槽的抗冲击强度，新标准规定蓄电池槽的抗冲击强度从4J提高到7J；

6. 增加了蓄电池强度的要求，新标准规定蓄电池需能承受1m的跌落后，不得产生危及安全性能的损伤、电路中断、电解液渗漏；

7. 增加了电缆导电能力的要求，新标准规定电缆试验时，不得引燃甲烷和空气的混合物；

8. 增加了电缆护套耐脂肪酸的要求，新标准规定电缆耐酸后，质量不大于50%，直径不大于30%。

目前，我国各种类型的矿灯、矿灯关键零部件均有国家或行业标准，产品标准的技术水平达到国际先进水平，某些技术指标处于国际领先水平。这些标准的贯彻实施，对提高矿灯安全性能，保障煤矿安全生产具有重要作用。

安全标志管理

由于矿灯是矿工下井时必须携带的照明工具，矿灯又属特殊型防爆产品，所以加强矿灯的安全标志管理十分重要。生产单位生产、煤矿企业采购和使用的矿灯必须取得安全标志。

根据有关规定和国家标准的要求，2004年12月1日，矿用产品安全标志办公室依法撤销了所有不符合新国家标准要求的矿灯安全标志，所有不符合新国家标准要求的矿灯不得再进行生产、销售。

根据国家煤矿安全监察局《关于加强煤矿矿灯安全监察工作的通知》（煤安监监察字〔2005〕30号）的规定，自2005年10月1日起，国家煤矿安全监察局确定的45户国有重点煤矿企业必须全部换用新型矿灯；自2006年1月1日起，所有国有煤矿必须全部换用新型矿灯；自2006年4月1日起，所有煤矿必须全部换用新型矿灯。

截至2005年8月5日，已有57家企业生产的符合新版国家标准的矿灯取得煤矿矿用产品安全标志。取得煤矿矿用产品安全标志的矿灯型号、名称、生产单位及矿灯安全标志管理的有关问题，可联系矿用产品安全标志办公室（010 -84262856）或访问矿用产品安全标志网站（www.aqbz.org）。

使用安全要求

1.矿井必须有足够完好的矿灯，矿灯总数至少应比经常用灯的总人数多10%；

2. 矿灯应集中统一管理，每盏矿灯必须编号，经常使用矿灯的人员必须专人专灯；

3 .矿灯应保持完好，出现电池漏液、亮度不够、电线破损、灯锁失效、灯头密封不严、灯头圈松动、玻璃破裂等情况时，严禁发放，发出的矿灯，最低应能连续正常使用11个小时；

4. 严禁使用矿灯人_h_鎋宊鎋0员拆开、敲打、撞击矿灯，人员出井后（地面领用矿灯人员，在下班后）必须立即将矿灯交还灯房；

5.在每次换班2小时内，灯房人员必须把没有还灯人员的名单报告矿调度室；

6. 矿灯必须装有可靠的短路保护装置，高瓦斯矿井应装有短路保护器；

7.主光源损坏时应及时打开辅助光源，上井后必须更换灯泡，严禁在井下打开灯头及上盖，更换灯泡及熔断器；

8. 严格按使用说明书维护和使用矿灯，按标准规定进行矿灯的充电和维修检查，维修采用的零部件必须有可靠的质量保证，严禁采用废旧零部件拼凑矿灯。

近年因矿灯引起的重特大瓦斯煤尘爆炸事故

●2000年3月4日，吉林江源松树红利二井，通风系统不完善，瓦斯积聚，矿灯失爆引起瓦斯爆炸，造成21人死亡，直接经济损失170万元；

●2000年9月27日，贵州省水城矿务局木冲沟煤矿四采区发生特别重大瓦斯煤尘爆炸事故，造成162人死亡，直接经济损失1 227.22万元，事故调查认定引爆瓦斯的火源是矿灯产生的火花；

●2000年11月7日，贵州安顺平坝吗场洪岗矿，独眼井通风局扇风力不够，瓦斯积聚，矿灯引起瓦斯爆炸，造成15人死亡；

●2001年3月3日，贵州清镇新店鸭池河水井，井下拆卸矿灯发生瓦斯爆炸，造成11人死亡；

●2002年1月24日，云南昭通地区镇雄县永兴煤矿，井下修矿灯引起瓦斯爆炸，死亡4人；

●2002年3月12日，贵州毕节市纳雍县老洼坝乡新山村雷家田矿，矿灯失爆引起瓦斯爆炸，6人死亡，1人重伤；

●2002年4月20日，黑龙江七煤（集团）公司新兴煤矿，矿灯电缆断丝虚连产生火花，引起瓦斯爆炸，死亡4人；

●2002年8月2日，湖北宜昌市五峰县渔洋关镇唐黄坪煤矿，因矿井通风不良，瓦斯积聚，矿灯失爆，接触不良产生火花，引起瓦斯爆炸，造成9人死亡，1人重伤；

●2002年10月23日，山西吕梁地区朱家店煤矿，矿井通风系统不合理，不稳定，通风设施不可靠，漏风现象严重，煤电钻、矿灯失爆，引爆瓦斯，煤尘参与了爆炸，当班作业人员66人中，22人生还，44人死亡；

●2003年2月4日，贵州水城矿务局木冲沟煤矿，在综采面停瓦斯抽放泵，造成瓦斯积聚，工人拆卸矿灯造成瓦斯爆炸，39人死亡，4人重伤。

编辑 冯瑾

矿 灯

国家安全生产上海矿用设备检测检验中心 闵建中

矿灯主要由灯头（光源）、电缆、蓄电池（电源）3部分组成。此外，还需短路保护器等安全保护元器件。

主要类型

目前，我国煤矿使用的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。我国主要按蓄电池的性质划分矿灯类型，即将矿灯划分为KS型矿灯（酸性矿灯）、KJ型矿灯（碱性矿灯）和KL型矿灯（锂电矿灯）3种类型。

KS型矿灯

KS 型矿灯目前在我国煤矿使用的矿灯中占有很大比重，约在90%以上。世界上除东欧、德国和日本外，其他国家的煤矿也都使用铅酸矿灯。KS型矿灯又分为普通型和免维护型两种。

普通KS型矿灯

优点：价格低，目前市场价格大约每盏60～90元；使用寿命较长，大约1～1.5年；耐用性好，适用性强。我国煤矿目前大多使用 KTSB-102型充电架，这种充电架就是针对KS 型矿灯设计的。

缺点：质量重，每盏质量在2kg左右；需定期补水维护，补水维护周期为7～14天左右；补水维护的质量影响矿灯工作性能，若补水量控制不好，可能造成矿灯电解液密度降低，使矿灯在使用过程中出现红灯现象；易发生漏酸现象，由于生产过程中密封不良或补液过量，可造成矿灯漏酸，烧坏矿工衣服，甚至造成矿工身体烧伤。

免维护KS型矿灯

免维护KS型矿灯是在普通KS型矿灯的基础上发展起来的。其蓄电池部分采用全密封结构，不存在补水维护和漏酸的问题，也不存在初充电的问题。但由于免维护矿灯蓄电池部分工艺复杂，对充电架精度要求很高，使用寿命通常只有0.5～1年，目前在我国煤矿使用的总量不到10万盏。

KJ型矿灯

KJ型矿灯的蓄电池可分为两种主要类型，即普通开口式和密闭式。普通开口式蓄电池主要为镍镉蓄电池。密闭式蓄电池主要为镍氢蓄电池。

普通开口式蓄电池

优点：寿命长，使用寿命大约2～3年；适用性强，可采用普通充电架充电；价格较低，每盏矿灯价格在150元左右。

缺点：体积大，质量重，每盏矿灯质量在2.5kg以上，比KS型矿灯更重；需定期补水维护，7～14天左右需补充蒸馏水1次，且可能由于补水不当造成电解液密度过低，而使电池充电不足；有爬碱现象，可能会由于密封不良引起碱液溢出，造成矿工衣服和皮肤灼伤；亮度低，由于电池电压只有2.5v，光源功率偏低，影响矿灯的亮度和照度。

密闭式蓄电池

优点：体积小，质量轻，每盏矿灯质量在0.8～1.2kg之间，只有普通铅酸矿灯的1/2左右；携带方便，可大大减轻矿工的负担；免维护，蓄电池在寿命使用周期内不需要补液和维护。

缺点：寿命短，通常只有1年左右，有的还不到1年；价格高，每盏矿灯价格在200元左右；适应性差，煤矿现有的充电架不符合充电条件，需另外配套充电架。

KL型矿灯

KL 型矿灯是以锂离子蓄电池为电源的矿灯。锂离子蓄电池是近年开发研制成功的一种新型电源，相对其他类型蓄电池，锂离子电池有着质量轻、能量高的特点，所以被广泛应用。

优点：体积小，质量轻，矿灯总质量一般在0.5～1kg左右，大大方便了矿工的井下携带；免维护，由于蓄电池属密闭免维护型，所以在使用寿命周期内不需补水等维护工作，可大大减少矿灯维护工作量。

缺点：由于锂离子电池本身反应物质活跃，电池充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，每盏KL型矿灯的价格在200～400元之间；使用寿命较短，一般为1～1.5年，有些甚至不到1年；适用性差，现有煤矿充电设备不适用于KL型矿灯，需要对充电设备进行更新。

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。

白炽灯泡

白炽灯泡又分为氪气灯泡和溴钨灯泡两类。氪气灯泡在当前的矿灯市场上占主导地位，年市场消耗量约1亿只，市场价格在0.50～1.00元之间。

氪气灯泡

优点：价格低，其中单灯丝灯泡约0.50元，双灯丝灯泡约1.00元；适用性较强，由于是传统产品，大量的矿灯都使用此灯泡。

缺点：使用寿命短，一般只有150小时，在矿灯寿命期内需更换几十个灯泡，造成矿工井下作业不便和使用成本较高，也带来安全隐患；可靠性差，灯泡泡壳易碎，灯丝易断；光效低，光亮度只有9lm/w。

溴钨灯泡

优点：寿命长，使用寿命大约在500小时，超过氪气灯泡的3倍；光效高，约为12lm/w；可靠性高，由于溴钨灯泡的结构与氪气灯泡不同，所以溴钨灯泡的强度比较好；色温好，溴钨灯泡照射光亮度、颜色和温度比较好。

缺点：价格高，目前每个灯泡的价格大约在5元左右，造成矿灯使用成本加大；产品质量稳定性差，我国目前在小功率溴钨灯泡的制造工艺和技术上均存在缺陷，寿命往往达不到要求。

LED半导体发光二极管

LED半导体发光二极管从显示到照明，是近两年刚刚起步的一种光源。该光源又分为前发光和侧发光两种。

优点：光效高，大约30lm/w；寿命长，约在2万小时左右，在矿灯整个使用周期内都不需要更换光源；耗电量小，由于LED 半导体发光二极管普遍电流在20～300mA之间，工作电流小，需要的蓄电池容量也小；属冷光源，由于LED半导体发光二极管工作原理不同于白炽灯泡，在矿灯使用过程中温度很低，也相应地提高了灯头的安全性能。

缺点：价格高，LED半导体发光二极管的价格每只在20～50元左右，提高了矿灯成本；色温差大，由于LED半导体发光二极管发出白光，在井下使用过程中比较刺眼，不柔和，与矿工的使用习惯不适应；穿透力差，当井下出现粉尘等状态时，对穿透力有很大影响；可靠性较低，由于LED半导体发光二极管属新型光源，我国对二极管的生产技术、工艺还不十分成熟，在矿灯应用上，许多技术问题还有待攻克和提高，如恒流驱动、散热、焊接、静电等，造成LED矿灯光衰、亮度、寿命等达不到理想的状况。

短路保护装置

矿灯短路保护装置的作用是，万一矿灯发生短路时，切断矿灯工作电路，防止短路引起火花而引发瓦斯煤尘爆炸。短路保护装置是矿灯的重要安全部件。矿灯短路保护装置又分为熔断器和保护器两种。熔断器为一次性产品。

熔断器

优点：价格低，市场价格在 0.40～0.50元之间，使用成本低。

缺点：不能重复使用，短路后就报废，由此造成有些矿井为节约成本和防止灯房修配时发生短路而不装配熔断器，甚至人为撤除熔断器，致使矿灯实际上无短路保护的现象，许多由于矿灯引起的瓦斯煤尘爆炸事故大多与此有关；存在熔丝熔断过程中引燃瓦斯的可能，由于熔断器生产过程中密封差，可能会造成这种情况发生。

保护器

优点：可重复使用，矿灯出厂时安装了保护器，若使用过程中矿灯发生短路，保护器会切断电路，而故障排除时，矿灯又能继续工作，从而保证了煤矿井下矿灯使用的安全性。

缺点：成本高，市场价_?誣_____大约每只4元左右；耐振动性较差，由于采用电磁式结构，矿灯发生剧烈振动时，保护器接触点可能会断开而切断矿灯电路，造成灭灯，需要重新打开开关点亮矿灯。

发展趋势

在国外，以美国、英国为代表的国家，煤矿基本使用铅酸蓄电池矿灯，并经历了普通铅酸蓄电池矿灯到目前的免维护铅酸蓄电池矿灯的过程。而以德国、俄罗斯、日本为代表的国家，煤矿基本使用碱性镍镉蓄电池，近年来，已实现了镍镉蓄电池的免维护技术。在光源方面，美国、英国等国家采用的是双灯丝结构；德国、俄罗斯等则采用双灯丝或双灯泡的结构，而灯泡采用的都为溴钨灯泡。目前，国外尚无锂离子电池和LED光源的矿灯。

根据国外发展情况和我国煤矿实际进行预测，我国矿灯近期的发展趋势是：以免维护的酸性和碱性蓄电池为电源，溴钨灯泡作为光源，双灯丝灯头多于双灯泡灯头；随着LED技术的进步和发展，完全有可能取代白炽灯泡；小容量的聚合物锂离子电池（一般在5Ah以下）由于安全性能优于大容量锂离子电池，配以LED光源，也可能具有相当的竞争力；保护器则可能完全取代熔断器作为矿灯的短路保护装置。

编辑 冯瑾