綜采工作面是井下粉塵的重要產(chǎn)生點(diǎn)，其防塵工作直接關(guān)系到井下工作人員的身體健康及礦井生產(chǎn)安全。綜采面生產(chǎn)過(guò)程中采用的防塵技術(shù)手段有噴霧降塵，支架隨采煤機或隨人噴霧降塵，其中液壓支架大規模噴霧降塵容易實(shí)現，但是隨采煤機或隨人自動(dòng)噴霧降塵在實(shí)踐過(guò)程中運用較為困難。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)分析，對綜采工作面液壓支架隨采煤機或者隨人噴霧降塵裝置進(jìn)行設計，并進(jìn)行現場(chǎng)實(shí)踐應用。同時(shí)由于井下巷道狹長(cháng)且拐彎較多，引起井下噴霧降塵高壓水管路阻力大，高壓供水管路到達綜采工作面時(shí)存在水壓低、水壓不穩定等問(wèn)題，影響工作面降塵效果，有針對性的設計一套自動(dòng)補壓裝置。

 

1支架隨采煤機自動(dòng)噴霧降塵

    將井下綜采工作面液壓支架每10個(gè)劃分成一組，并安裝電磁閥、控制器，用以對支架的噴霧進(jìn)行控制，在電磁閥旁安裝一個(gè)采用RFID射頻技術(shù)的遠距離標簽閱讀器，用以控制電磁閥開(kāi)狀態(tài)，遠距離標簽閱讀器設定識別距離在20m左右，并在采煤機上安設識別卡，具體示意圖如圖1所示。當采煤機行走到端頭支架位置時(shí)，1~10號支架上安裝的遠距離標簽閱讀器識別采煤機上的識別卡，將1~10號支架上的電磁閥開(kāi)啟，1~10號支架自動(dòng)開(kāi)始噴霧降塵；當采煤機行走到11~20號支架位置時(shí)，由于1~10號支架以及11~20號支架上安裝的遠距離標簽閱讀器均可以對采煤機上的識別卡進(jìn)行識別，則1~20號支架同時(shí)噴霧；隨著(zhù)采煤機的推進(jìn)，當采煤機推進(jìn)到21號支架位置時(shí)，由于識別卡已經(jīng)脫離1~10號支架遠距離標簽閱讀器識別范圍，則1~10號支架間的電磁閥關(guān)閉，停止噴霧，同時(shí)安裝在21~30號支架間的遠距離標簽閱讀器識別到識別卡信號，開(kāi)始自動(dòng)噴霧降塵。依次類(lèi)推，實(shí)現液壓支架隨采煤機移動(dòng)自動(dòng)噴霧降塵。

 

 

2支架隨人自動(dòng)噴霧

    將井下綜采工作面液壓支架每10個(gè)分成一組，每一組安裝一個(gè)型號為KBH-5/127V電磁閥、型號為ZP-12C紅外感應裝置以及型號為ZP127-Z控制主機。一般情況下電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當有工作人員經(jīng)過(guò)時(shí)，紅外感應裝置將檢測到的信號傳輸給控制主機，控制主機控制電磁閥開(kāi)啟，從而實(shí)現自動(dòng)噴霧。具體工作流程為：設定采煤機機組從機頭1號支架位置開(kāi)始推進(jìn)，采煤機開(kāi)始運行后，1~10號液壓支架開(kāi)始自動(dòng)噴霧降塵，當采煤機推進(jìn)至11號支架位置時(shí)，安裝到在11~20號支架間的紅外感應裝置能感應到采煤機機尾工作人員，則1~20號支架同時(shí)進(jìn)行噴霧；采煤機推進(jìn)至21號支架位置時(shí)，若在1~10號支架范圍內有工作人員走動(dòng)，則紅外感應裝置將監測的信息傳輸給控制器，保持1~10號支架上的噴霧裝置繼續運行，若無(wú)人員走動(dòng)時(shí)，控制器關(guān)閉電磁閥，停止支架?chē)婌F，從而實(shí)現支架隨人自動(dòng)降塵噴霧功能。

 

3支架隨采煤機、隨人自動(dòng)噴霧特征分析

3.1支架隨采煤機自動(dòng)噴霧

    采用RFID射頻技術(shù)，能夠對采煤機的運行位置進(jìn)行監測，僅能起到對采煤機司機的防塵保護，由于無(wú)法識別支架工位置，因此無(wú)法對支架工進(jìn)行有效保護。因此，采用支架隨采煤機自動(dòng)噴霧適合薄煤層綜采工作面。主要是因為薄煤層工作面人員行走不方便，甚至需要爬行前進(jìn)，同時(shí)薄煤層綜采工作面在支架移動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵量較小。采用支架隨采煤機自動(dòng)噴霧會(huì )降低回采面的積水，便于回采工作的開(kāi)展。

3.2支架隨人自動(dòng)噴霧

    支架隨人自動(dòng)噴霧時(shí)采用紅外感應技術(shù)，只要紅外感應裝置監測到有行人通過(guò)，便會(huì )通過(guò)控制器開(kāi)啟電磁閥，進(jìn)行噴霧降塵。采用這種方式會(huì )電磁閥頻繁的開(kāi)啟，使用壽命會(huì )有所降低，單回采面的降塵效果明顯。因此，支架隨人自動(dòng)噴霧常常用在中厚煤層綜采工作面，液壓支架移架時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量粉塵，采用支架隨人自動(dòng)噴霧方式，只要有工作人員通過(guò)，就自動(dòng)開(kāi)始噴霧，減少采面粉塵產(chǎn)生量，提高降塵效果，同時(shí)為井下采面工作人員提供一個(gè)相對好的工作環(huán)境。

    支架隨采煤機或者隨人自動(dòng)噴霧，都wuxu人工控制，自動(dòng)進(jìn)行噴霧降塵，噴霧效果以及噴霧時(shí)機都滿(mǎn)足采面生產(chǎn)需要，降低人員投入。同時(shí)將10個(gè)液壓支架編制成一組，既可以增加噴霧降塵范圍，又降低了自動(dòng)噴霧降塵系統的成本投入。

 

4噴霧降塵供水系統自動(dòng)補壓裝置設計

    隨著(zhù)礦井開(kāi)采范圍的不斷增加，井下自動(dòng)噴霧降塵供水系統管路鋪設長(cháng)度越來(lái)越長(cháng)，同時(shí)由于管路拐彎處多，管路阻力高，等管路鋪設到用水點(diǎn)時(shí)，水壓底且不穩定，影響降塵效果。若增加地面高壓供水壓力，則會(huì )增加供水管路以及自動(dòng)噴霧降塵裝置負荷，影響管路及設備的使用壽命。針對上述問(wèn)題，在供水管路較長(cháng)的綜采工作面增設高壓泵，穩定供水壓力穩定。具體做法如下。

    （1）在供水管路上安裝壓力變送器，根據供水壓力需要，設定壓力變送器動(dòng)作范圍。當檢測到供水壓力低于變送器動(dòng)作的下限值時(shí)，變送器發(fā)出信號，高壓泵開(kāi)始工作，當系統壓力達到變送器設定的上限值時(shí)，高壓泵停機，具體控制高壓水泵運行的電路如圖2所示。

 

    （2）在高壓泵出口位置安裝逆流閥，當高壓水泵停機運行時(shí)，供水管路中的水不能逆流值高壓水泵泄壓，保證噴霧降塵的水壓，確保噴霧降塵效果。

    如圖2所示，當供水管路上安裝的壓力變送器Y測定的壓力值在設定的范圍內時(shí)，Y下限及Y上限、ZJ2均不動(dòng)作，高壓泵不運行；當壓力變送器檢測到供水管路壓力值低于下限時(shí)，Y下限、Y上限均處于常開(kāi)狀態(tài)，不動(dòng)作，中間繼電器ZJ無(wú)供電，通過(guò)常閉狀態(tài)的ZJ2，接觸器KM供電，高壓泵啟動(dòng)，給供水管路供水。

    當供水管路中的水壓超過(guò)壓力變送器設定下限時(shí)，Y下限閉合，當供水管路壓力繼續上升達到壓力變送器設定上限值時(shí)，Y上限閉合，此時(shí)中間繼電器ZJ得電，常開(kāi)狀態(tài)下的ZJ1閉合，形成互保，ZJ2常閉打開(kāi)，接觸器KM斷電，高壓水泵停止運行。    當壓力變送器測定到供水管路壓力降低至設定下限時(shí)，Y下限常開(kāi)點(diǎn)打開(kāi)，中間繼電器ZJ斷電，ZJ1常開(kāi)點(diǎn)打開(kāi)，ZJ2常閉點(diǎn)閉合，接觸器KM通電，高壓水泵運行補壓。往復循環(huán)，實(shí)現對供水管路補壓穩壓作用，提高噴霧降塵效果。

    通過(guò)在供水管理較長(cháng)的綜采工作面布置自動(dòng)補壓裝置，穩定自動(dòng)噴霧降塵供水水壓，提高降塵效果。同時(shí)降低供水管理及供水設備負荷，提高設備的使用壽命。

 

 

5 結語(yǔ)

    采用液壓支架隨采煤機或者隨人自動(dòng)噴霧降塵，并配合供水管路補壓穩裝置，可以較好的適應各種條件的綜采工作面，滿(mǎn)足回采工作面的降塵、防塵需要，具有較好的應用效果。