自动喷雾装置的研究与应用

　　摘要：粉尘和煤尘对煤炭生产的安全和工人的健康构成了很大威胁，它们都是引起尘肺病的重要来源。更重要的是粉尘具有荷电性，当粉尘在空气中达到足够的浓度，容易引发粉尘爆炸，造成矿毁人亡。，为改善矿井工作环境，保证煤矿的正常生产，我矿在煤矿粉尘管理中采取了许多行为有效的措施。
　　关键词：传感器电磁阀喷雾
　　1、问题提出
　　皮带运输系统是矿井生产的重要环节，在井下从煤炭的开采直至运到井上原煤仓，要经过数条皮带的运输及转载，而每一次转载都要产生煤尘，因此，转载点灭尘成为矿井灭尘工作的重要组成部分。
　　针对煤矿井下皮带运输系统在转载点易产生大量的煤尘这一特点，以往，转载点灭尘由人工撒水到开车撒水都不能实现有煤自动撒水，最先进的是开车撒水，但是，人工灭尘有很多缺点：1、不能保证洒水和运输同步。2、皮带无煤时水阀门依然开着，造成了皮带机头大量的积水和水源的浪费，而且会容易造成大量水煤的产生。3、产生的水煤不利于矿井煤炭的运输和提升，对矿井的提升装置造成危害。因此，研制一种能够有煤自动撒水装置对解决这一问题具有重要意义。自动喷雾装置，该装置能实现有煤时自动喷雾灭尘，无煤时自动停止，且在实际应用中取得了很好效果。解决了综采工作面架间自动喷雾的技术难题，降低了粉尘浓度，从而达到改善煤矿井下作业环境，确保安全生产的目的。洒水降尘是用水湿润沉积于煤堆、岩堆、巷道周壁、支架等处的矿尘。当矿尘被水湿润后，尘粒间会互相附着凝集成较大的颗粒，附着性增强，矿尘就不易飞起。在炮采炮掘工作面放炮前后洒水，不仅有降尘作用，而且还能消除炮烟、缩短通风时间。煤矿井下洒水，可采用人工洒水或喷雾器洒水。对于生产强度高、产尘量大的设备和地点，还可设自动洒水装置。喷雾洒水是将压力水通过喷雾器(又称喷嘴)，在旋转或(及)冲击的作用下，使水流雾化成细微的水滴喷射于空气中，它的捕尘作用有：①在雾体作用范围内，高速流动的水滴与浮尘碰撞接触后，尘粒被湿润，在重力作用下下沉；②高速流动的雾体将其周围的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉；③将已沉落的尘粒湿润粘结，使之不易飞扬。原苏联的研究表明，在掘进机上采用低压洒水，降尘率为43%～78％，而采用高压喷雾时达到75%～95％；炮掘工作面采用低压洒水，降尘率为51%，高压喷雾达72%，且对微细粉尘的抑制效果明显。
　　2、自动喷雾装置的组成
　　该装置主要由一个电磁阀与一个煤位传感器组成，如图所示。电磁阀的作用是控制水的开与关。煤位传感器的作用是靠皮带上煤的推动，使触点闭合，接通电磁阀控制电路，实现喷雾。
　　另处，还有传感器的固定支架是由可伸缩的铁管制成，根据煤量的大小，可调节传感器皮带的高度，传感器摆动角度可达正负45°，能可靠动作。其示意图如下：
　　
　　自动喷雾装置示意图
　　3、工作原理
　　电磁阀36V电源来自皮带机控制开关内控制变压器二次侧，将煤位传感器的常开接点串接在电磁阀电源回路内，当皮带机上有煤时，煤流推动传感器向前一个角度，其常开触点闭合，电磁阀有电打开，实现喷雾，当皮带上无煤时，传感器自动复位，电磁阀无电释放，水路关闭，从而实现了有煤自动撒水喷雾，无煤自动关闭。
　　(1)、溜煤嘴喷雾：放顶煤支架一般在放煤口都装备有控制放煤产尘的喷雾器，但由于喷嘴布置和喷雾形式不当，降尘效果不佳。为此，可改进放煤口喷雾器结构，布置为双向多喷头喷嘴，扩大降尘范围；选用新型喷嘴，改善雾化参数；有条件时，水中添加湿润剂，或在放煤口处设置半遮蔽式软质密封罩，控制煤尘扩散飞扬，提高水雾捕尘效果。
　　(2)、支架间喷雾：支架在降柱、前移和升柱过程中产生大量的粉尘，同时由于通风断面小、风速大，来自采空区的矿尘量大增，因此采用喷雾降尘时，必须根据支架的架型和移架产尘的特点，合理确定喷嘴的布置方式和喷嘴型号。
　　(3)、转载点喷雾：转载点降尘的有效方法是封闭加喷雾。通常在转载点(即回采工作面输送机与顺槽输送机连接处)加设半密封罩，罩内安装喷嘴(，以消除飞扬的浮尘，降低进入回采工作面的风流含尘量。为了保证密封效果，密封罩进、出煤口安装半遮式软风帘，软风帘可用风筒布制作。?
　　4、产生效果
　　该装置在我公司井下三采九槽工作面首先试验，获得成功，传感器动作灵敏可靠，喷雾效果很好，起动和停机过程操作简化，自动化程度高而且工作效率得到明显提高,成本降低并取得了很好的经济效益，目前已向其它皮带转载陆续广。
　　5、结论
　　此自动研究并设计一套应用于煤矿综采工作面的自动跟踪采煤机喷雾灭尘装置，实现了综采面的无人值守自动灭尘。装置顺利通过现场试验能够完成设计功能，解决了综采工作面支架间自动喷雾的技术难题，可取代原有手动开/关水阀进行降尘的落后模式。对于改善井下作业环境、防止尘肺病危害、确保煤矿井下安全生产起到了重要作用。