地下礦井照明

星期日，三月13 2011：16 32

地下礦井照明

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採礦光源

1879 年，一種實用的白熾燈獲得了專利。結果，光不再依賴於燃料源。自愛迪生髮現以來，照明知識取得了許多驚人的突破，其中一些在地下礦井中得到應用。每個都有固有的優點和缺點。表 1 列出了光源類型並比較了一些參數。

表1 礦用光源對比

光源類型	近似亮度 cd /米² （透明燈泡）	平均額定壽命（h）	直流電源	初效近似值lm·W^{- 1}	顯色性
鎢絲	10⁵ 到10⁷	750年到1,000年	是	5年到30年	高
白熾燈	2×10⁷	5年到2,000年	是	28	高
熒	5×10⁴ 至 2 × 10⁵	500年到30,000年	是	100	高
汞蒸氣	10⁵ 到10⁶	16,000年到24,000年	是的，但有限制	63	中等
金屬鹵化物	5×10⁶	10,000年到20,000年	是的，但有限制	125	良好
高壓鈉	10⁷	12,000年到24,000年	不建議	140	知道一些
低壓鈉	10⁵	10,000年到18,000年	不建議	183	低

cd = 坎德拉，DC = 直流電； lm = 流明。

為光源提供能量的電流可以是交流電 (AC) 或直流電 (DC)。固定光源幾乎總是使用交流電，而帽燈和地下車輛前燈等便攜式光源則使用直流電池。並非所有光源類型都適用於直流電。

固定光源

鎢絲燈最常見，通常帶有磨砂燈泡和護罩以減少眩光。熒光燈是第二常見的光源，其管狀設計很容易區分。圓形和 U 形設計結構緊湊，適用於採礦，因為採礦區通常位於狹窄的空間內。鎢絲和熒光光源用於照亮各種地下開口，例如軸站、傳送帶、人行道、餐廳、充電站、燃料庫、維修站、倉庫、工具室和破碎站。

礦井照明的趨勢是使用更高效的光源。這些是稱為汞蒸氣、金屬鹵化物、高壓鈉和低壓鈉的四種高強度放電 (HID) 源。每個都需要幾分鐘（一到七分鐘）才能達到全光輸出。此外，如果燈的電源丟失或關閉，電弧管必須先冷卻，然後才能觸發電弧並重新點亮燈。（但是，對於低壓鈉 (Sox) 燈，重燃幾乎是瞬間發生的。）它們的光譜能量分佈與自然光不同。水銀燈發出藍白色光，而高壓鈉燈發出黃光。如果顏色區分在地下工作中很重要（例如，使用顏色編碼的氣瓶進行焊接、閱讀顏色編碼的標誌、電線連接或按顏色分類礦石），則必須注意顏色再現特性資源。當用低壓鈉燈照明時，物體的表面顏色會扭曲。表 1 給出了顏色再現比較。

移動光源

由於工作場所通常橫向和垂直分佈，並且在這些工作場所連續爆破，由於安裝和維護成本，永久性安裝通常被認為是不切實際的。在許多礦井中，電池供電的帽燈是最重要的單一光源。儘管熒光帽燈在使用中，但到目前為止，大多數帽燈使用鎢絲電池供電的帽燈。電池是鉛酸或鎳鎘。微型鎢鹵素燈泡常用於礦工帽燈。小燈泡使光束很容易聚焦。燈絲周圍的滷素氣體可防止鎢絲材料沸騰，從而防止燈壁變黑。燈泡也可以燃燒得更熱，因此更亮。

對於移動車輛照明，最常用的是白熾燈。它們不需要特殊設備，價格低廉且易於更換。拋物面鍍鋁反射器 (PAR) 燈用作車輛的前照燈。

礦用照明標準

地下採礦業發達的國家通常對安全礦井照明系統的構成要求非常具體。對於從工作中釋放出甲烷氣體的礦山（通常是煤礦）來說尤其如此。甲烷氣體可以點燃並引起地下爆炸，造成毀滅性的後果。因此，任何燈都必須設計為“本質安全”或“防爆”。本質安全的光源是一種光源，其中為光提供能量的電流非常小，因此電路中的任何短路都不會產生可能點燃甲烷氣體的火花。對於防爆燈，由燈的電活動引發的任何爆炸都包含在設備內。此外，設備本身不會熱到足以引起爆炸。這種燈更貴、更重，金屬部件通常由鑄件製成。政府通常有測試設施來證明燈是否可以分類用於瓦斯礦井。低壓鈉燈無法獲得如此認證，因為如果燈破裂並且鈉與水接觸，燈中的鈉可能會點燃。

各國也對各種任務所需的光量製定了標準，但在不同工作場所應放置的光量方面立法差異很大。

與照明有關的國際機構，例如照明工程學會 (IES) 和國際照明委員會 (CIE)，也提供了礦井照明指南。 CIE 強調眼睛接收到的光的質量與數量一樣重要，並提供了公式來確定眩光是否可能是影響視覺性能的一個因素。

照明對事故、生產和健康的影響

人們會期望更好的照明會減少事故、增加產量並減少健康危害，但要證實這一點並不容易。照明對地下效率和安全的直接影響很難衡量，因為照明只是影響生產和安全的眾多變量之一。有充分的證據表明，高速公路事故隨著照明的改善而減少。在工廠中也發現了類似的相關性。然而，採礦的本質決定了工作區域在不斷變化，因此在文獻中可以找到關於礦難事故與照明相關的報導很少，而且它仍然是一個很大程度上未被探索的研究領域。事故調查表明，照明不良很少是地下事故的主要原因，但往往是一個促成因素。雖然照明條件在許多礦難事故中起著一定的作用，但它們在涉及地面墜落的事故中具有特殊意義，因為照明不足很容易錯過危險情況，否則這些情況可能會得到糾正。

直到二十世紀初，礦工們普遍患有眼球震顫眼病，目前尚無治愈方法。眼球震顫產生無法控制的眼球震盪、頭痛、頭暈和夜間視力喪失。這是由於長時間在非常低的光照水平下工作造成的。煤礦工人特別容易受到影響，因為照射到煤上的光很少被反射。這些礦工在低煤層工作時經常不得不側臥，這也可能是造成這種疾病的原因。隨著礦井中電燈的引入，礦工的眼球震顫消失了，消除了與井下照明相關的最重要的健康危害。

隨著最近新光源技術的進步，人們對照明和健康的興趣重新燃起。現在可以在礦井中實現以前極難實現的照明水平。主要問題是眩光，但也有人對燈發出的輻射能量表示擔憂。輻射能量可以通過直接作用於皮膚表面或附近的細胞或觸發某些反應（例如身心健康所依賴的生物節律）來影響工人。即使包含光源的玻璃外殼破裂或破損，HID 光源仍然可以工作。工人可能會面臨接受超過閾值的劑量的危險，特別是因為這些光源通常不能安裝得非常高。

更多內容 19511 次最後修改於 03 年 2011 月 18 日星期三 19:XNUMX

出版於 74. 採礦和採石

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內容

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