煤矿综掘工作面高效喷雾降尘系统

煤矿综掘工作面高效喷雾降尘系统
发表时间：2018-07-23T12:57:08.470Z 来源：《基层建设》2018年第15期作者：秦超[导读] 摘要：综掘工作面由于综掘机破碎煤体程度高产尘量大，是煤矿井下的主要产尘源，煤矿安全规程要求综掘机作业时，必须使用内、外喷雾进行降尘，由于综掘机内、外喷雾喷头容易被堵塞，维修量较大，因此实际工作中往往流于形式，降尘措施得不到有效落实，导致工作面粉尘浓度偏高，不仅严重危害工人身体健康，造成职业病，也给煤矿安全生产带来重大隐患。

新疆焦煤（集团）有限责任公司 830025摘要：综掘工作面由于综掘机破碎煤体程度高产尘量大，是煤矿井下的主要产尘源，煤矿安全规程要求综掘机作业时，必须使用内、外喷雾进行降尘，由于综掘机内、外喷雾喷头容易被堵塞，维修量较大，因此实际工作中往往流于形式，降尘措施得不到有效落实，导致工作面粉尘浓度偏高，不仅严重危害工人身体健康，造成职业病，也给煤矿安全生产带来重大隐患。

为此，开发一套高效喷雾除尘系统非常必要。

关键词：综掘；降尘；高效
1.综采自动喷雾工作原理
a）接收器检测到发射器发射的红外光信号后，其配接的主控箱负责将该接收器的位置信息，转化为按系统统一设定的程序和参数，由这些信息自行判断是否打开其所带的电动球阀或关闭所控制电动球阀 b）喷雾延时时间到后，若接收器仍在该位置点，则自动停止喷雾防止喷雾。

c）在喷雾延时时间内，若采煤机继续工作向前推进带动发射器移动到下一位置并被下一位置的接收器检测到，则执行新位置接收器的功能，原位置点接收器的功能随即终止。

d）采煤机负压二次降尘器，用于高效降低采煤机滚筒截割产尘，使用该技术可以在采煤机滚筒尘源处形成从支架上方自上而下的始终覆盖滚筒范围的喷雾水幕，与采煤机机身上安装的高压外喷雾降尘装置配合，可在滚筒处形成“三维立体”控尘水幕，尤其是在配风大、产尘强度高的采煤工作面，可显著降低采煤机割煤时的粉尘浓度。

e）在回风巷口安装一套粉尘控自动喷雾，有效拦截因巷道口风速扬尘。

2.降尘系统的特点
采煤机尘源跟踪喷雾降尘，是根据采煤工作面采煤机的采煤工艺特点开发的智能化采煤机高效自动喷雾降尘系统。

该系统主要用于煤矿综采工作面的采煤机自动化高效喷雾降尘，尤其是在配风量大、产尘强度高的综采工作面，可显著降低采煤机割煤时的粉尘浓度，极大地改善工作面的劳动卫生条件。

该系统具有以下几个特点： a）系统具有通过发送器对对所有联机主控箱统一进行参数设定，参数的设置可根据工作面长度、采煤机长度及运行速度在一定范围内调整，也可根据用户需要，在参数设定范围内自行设定。

b）每五架安装一套自动喷雾降尘装置，每套之间相互联机运行交替喷雾降尘。

c）每个控制箱可带1个接收器安装在支架上、1个高压DC 24V电动球阀；每个工作面在采煤机上安装一个发射器。

d）系统中的电动球阀适应水压高，可实现喷雾系统的高压喷雾降尘，提高喷雾降尘的效率。

e）系统各控制箱具有设定参数的存储功能，断电后恢复供电，系统仍按原存储的参数进行工作。

f）回风巷粉尘控喷雾可根据粉尘浓度自动控制洒水降尘喷雾，粉尘传感器浓度可根据用户要求自由设定粉尘浓度值。

d）可实现对采煤机滚筒割煤这一尘源的自动跟踪喷雾，在割煤机上安装负压二次降尘器，利用高压水泵提供高压水，保证采煤机前、后滚筒及下风流始终处于高压喷雾的控制范围之内，从而实现采煤机的高效喷雾降尘，改善工作面的劳动卫生条件。

3.需要的环境条件
31环境条件
环境温度：O℃～ 40℃
相对湿度：≤95%
大气压：86kPa ～ 110kPa.
含有瓦斯和煤尘爆炸危险的煤矿井下。

3.2 最恶劣的贮运条件：-40℃～+60℃
4.主要技术参数
4.1 ZP-127Z矿用自动洒水降尘装置主控箱的技术指标输入电压：127V AC；
本安输出：12V/300mA（1路）；24V/100mA（2 路）电源电压波动值：标称值的80%～120%；输入控制信号：电平信号。

高电平3V DC～12V DC 4.2 ZP-12R矿用自动洒水降尘装置用热释光控传感器的技术指标工作电压：9VDC～12VDC（本安）
输入信号：人体释放的有特定波长的红外光和移动物体位移信号；输出信号：电平信号：高电平：12V DC±3V DC 探测距离：≤8m
视场角度；100°
4.3 DFH-20/7矿用本质安全型电动球阀的技术指标工作电压： 12V DC～24V DC（本安）工作控制电流： ≤ 5mA、
水压适应范围：0.2 MPa～10MPa
水温适应范围：0℃～+60℃
球阀开启速度：3s～10 s
球阀开启通径：20
4.4 采煤机负压二次降尘器
工作压力：8 MPa～12MPa；
喷雾流量：30 L/min～50L/min；
最大外形尺寸：565 mm×220 mm×230mm；
质量：37kg。

4.5 GCG1000粉尘浓度传感器
主要技术指标
测量范围：0mg/m3～1000mg/m3
测量相对误差：±25％
报警输出信：DC 5V 开关信号、4-20mA电流信号、200-1000HZ频率信号。

5安装使用说明
装置在煤矿井下的安装及结构示意图见图1、图2。

5．1安装环境：
适用于综采支架移架、落煤和割煤机割煤等处洒水降尘。

能防止粉尘爆炸及粉尘扩散，导致矽肺病及CO中毒，确保作业人员身心健康。

5.2功能说明：
1、采煤机尘源跟踪喷雾
a）将发射器主控箱安装在采煤机适当位置处，以不妨碍生产、可靠防护及避免防砸为准则。

b）将发射器安装在采煤机中部（不特别限制）靠人行道一侧机身端面上，应不妨碍生产、可靠防护及避免防砸。

c）将主控箱安装或吊挂在液压支架后侧适当位置处，不得安装在有淋水的地方，固定牢靠。

为方便调试，将主控制箱安装在所有联机控制箱的开始位置处即每隔5架支架安装1台主控箱。

d）主控箱配接的红外接收器对应安装在本台主控箱上侧邻5个支架处、本架支架及下侧邻架（或按支架顺序编号排列）的前立柱上，不得随意更改次序！其高度与采煤机上安装的发射器位置一致，接收器接收面水平朝向煤壁与采煤机运行方向垂直，固定牢靠。

e）控制箱配接的电动球阀安装在上侧邻架、本架支架及下侧邻架（或按支架顺序编号排列）的适当位置处，不得随意更改次序！固定牢靠。

f）所有控制箱均应可靠接地。

g）喷雾系统安装在支架前梁适当位置处，喷雾方向朝向煤壁或滚筒割煤位置。

2、采煤机负压二次降尘器
负压二次降尘器2台是一套，一个安装在割煤机前割煤滚筒后面，另一个安装在割煤机后割煤滚筒后面，分别固定牢固喷口正对割煤机割滚筒。

结论
该装置用于煤矿井下综掘工作面，可对工作面的喷雾洒水量和区域进行选择，在提高降尘效果的同时合理控制喷雾洒水量，实现综掘工作面降尘高校、合理的目的。

该装置采用了雾化效果好、耗水量低、不易堵塞、易清理维护的扇形喷头、系统配备专用水质净化装置、取代了原雾化效果差、耗水量大、清理维护困难的普通喷头、确保了喷雾降尘效果好等特点，具有技术先进、性能优异、实用性强、使用简便等特点，解决了工作面粉尘浓度高的技术难题，有效防止尘肺病危害，阻止煤尘堆积，杜绝煤尘爆炸事故的发生，确保了煤矿安全生产。

参考文献：
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[2]张磊.煤矿综掘工作面装备未来中短期发展展望[J].煤炭技术，2014：16-19.
[3]刘正威，刘炎伟，李晓东，郑顺卿.KJC系列喷雾降尘系统在超化煤矿的应用[J].中州煤炭，2010（04）：77-78.
[4][1]西安科技大学能源学院，陕西西安710054，[2]教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室，陕西西安710054，[3]陕西斯达煤矿安全装备有限公司，陕西西安710018.煤矿综掘工作面高效喷雾降尘系统[J].湖南科技大学学报：自然科学版，2015（30）：7.。