Головной светильник: новейшие технологии для нового качества

Их появление в количестве нескольких сотен штук явилось важным событием для шахтеров. Через год в мастерских Прокопьевского рудника был изготовлен опытный образец «своего» светильника, а через два года началась мелкосерийная сборка. В 1940 г. вновь построенный завод выпустил уже 4000 светильников за год.

Хотя первое поколение светильников было достаточно примитивно, но это был несомненный прогресс в повышении безопасности труда шахтеров. На протяжениа последующих 55 лет совершенствование светильников шло по линии повышения взрывобезопасности конструкции, улучшения параметров аккумуляторной батареи, повышения светоотдачи и надежности перекальной электрической лампы, которая все эти годы оставалась единственным источником света. По существу, лампа с отражателем сформировала форму фары головного светильника. Однако нестабильность положения светящихся элементов отражалась на качестве освещения, а большая потребляемая мощность ламп требовала аккумуляторную батарею с соответствующими габаритами и массой.

ПОДХОДЫ К ОПТИМИЗАЦИИ ОСВЕЩЕНИЯ В ШАХТАХ

Революция произошла после 2006 г., когда цена и светоотдача белых светодиодов стали приемлемыми для использования в крупносерийном производстве, а литиевые аккумуляторы увеличили мощность до величин, достаточных для сменной работы. Однако инерция в конструкции фары была столь велика, что фара практически не изменилась до настоящего времени. И хотя попытки изменить форму фары предпринимались разработчиками, ни одну из них нельзя признать успешной, тем более что все они основывались на традиционной схеме «источник света – параболический отражатель», существенно ограничивающей использование внутреннего объема фары.

Еще один «традиционный» недостаток конструкций головного светильника несет в себе наличие двух фиксированных величин светового потока, что недостаточно для многих работ либо из-за излишней блесткости, либо из-за недостаточной освещенности. И если в конструкции с лампой вспомогательный свет был равен половине основного, то с переходом на светодиоды появились светильники, в которых вспомогательный свет составляет менее 10% от основного, что не может быть допустимо по условиям безопасности труда.

Обобщая более чем 50-летний опыт разработки изделий шахтной техники и возможности современной электроники и твердотельных источников света, инженеры СКБ ЗАО «ПО «Электроточприбор» разработали конструкцию фары головного светильника, в которой постарались оптимизировать все накопившиеся вопросы. Принципиальным шагом явилось объединение в конструкции с прежними габаритами двух светильников: основного света с острой фокусировкой и большой осевой силой света и вспомогательного с асимметричной широкой диаграммой распределения светового потока.

В каждом из них применены одинаковые источники света, что создает достаточную освещенность как при рассмотрении удаленных, так и близко расположенных объектов. Наличие источника света с широкой диаграммой распределения светового потока позволяет полностью устранить эффект «рысканья» светового пятна по небольшим объектам. Визуализация распределения световых потоков от каждого источника света приведена на рис. 1, 2 для помещения 6×10 м и расположении головного светильника на высоте 1, 8 м.




Светильник получил порядковое обозначение СГГ-15 и уже прошел все необходимые испытания. Имея маркировку взрывозащиты РО Ех iа I Ма Х,  светильник может применяться на всех опасных подземных объектах, в том числе опасных по газу и/или пыли. Он имеет четыре основных режима работы: рабочий свет, вспомогательный (ближний) свет, два источника света совместно и аварийный свет.

Светильник СГГ-15 имеет интеллектуальный модуль управления светом. Это позволяет шахтеру на рабочем месте производить регулировку светового потока по каждому источнику света в диапазоне от 30 до 130% от заводской установки (показатели заводских установок представлены в таблице), при совместной работе двух источников света регулировать ближний свет при автоматическом снижении основного света до минимальной величины.



При снижении остаточной емкости аккумуляторной батареи до заданной величины светильник переходит в режим аварийного света от любого источника, обеспечивающий свет и работу поискового маячка еще в течение 36 ч в соответствии с требованиями Правил безопасности в угольных шахтах. Дополнительный блок цветных индикаторов показывает 8 уровней заряда батареи, а также основные неисправности.

При сертификации предусмотрено встраивание в батарейный отсек светильника 10 типов модулей различных МФСБ. Все модули подключаются к аккумуляторной батарее через отдельный блок искрозащиты, что повышает надежность функционирования собственно светильника.

С модулем фирмы MRS отработана операция квитирования при получении соответствующей команды от МФСБ. Все операции регулирования и квитирование производятся кнопкой включения светильника на фаре. Поскольку батарейный отсек заимствован у широко используемых светильников СГГ-9 и СМС-8, в ламповых не возникнет вопросов по его эксплуатации.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Новая компоновка фары позволила оставить на модуле управления светом место для размещения платы метанометра и подключения сенсора. Меньшая высота рефлекторов сократила общую глубину фары. Светильник явился основой для построения сигнализатора метана СМС-15, который отличается только наличием платы метанометра и установкой датчика в корпусе, который устанавливается вместо заглушки на боковой поверхности фары, не выступая за ее габарит. Столь высокая унификация упрощает обслуживание массового прибора в условиях ламповых. Новая конструкция фары, позволяющая свежим взглядом увидеть подходы к оптимизации освещения в шахтах, открывает еще одно направление совершенствования головных светильников.

Автор: ОСИПОВ Владимир Михайлович
Советник генерального директора
ЗАО «ПО «Электроточприбор»,
644042, г. Омск, Россия, e-mail: sht.vo@rambler.ru

Источник: Журнал "УГОЛЬ",  ИЮЛЬ, 2018

Размещено компанией ЗАО "ПО "Электроточприбор" [17.08.2018]