文档介绍：《综放支架红外自动喷雾及配套降尘设备研发》项目实施方案晋煤集团赵庄2号井华北科技学院2011年2月25日一、项目立项背景1、基本情况煤尘是煤矿井下危害性最大的自然灾害之一,工人长期吸入矿尘,轻则患呼吸道炎症,重则患尘肺病。我国煤矿每年因尘肺病死亡的人数远远超过直接由井下生产性事故死亡的人数,且绝大多数矿井的煤尘爆炸危险性都比较强,煤尘爆炸事故也时有发生。“三软”煤层的综合防尘措施问题尤为突出,具体表现在:采用煤体注水防尘措施时,注水钻孔易塌孔、夹钻,排尘难度较大,使钻孔深度很难达到理想要求,且封孔困难,合理的注水压力和注水时间仍很难确定;割煤工序粉尘严重超标,在无喷雾状态下,最高能达到1000mg/m3以上;运输机道各转载点产生大量粉尘,严重污染工作面进风流;综采放顶煤工作面放煤作业时,放煤口粉尘严重超标;炮掘工作面放炮很长时间后,浮尘仍很难降低到标准浓度。现有淋水喷雾降尘中一方面没有合适的添加剂以提高降尘效果,另外现在喷头存在雾化效果差等特点。2、目前存在的问题测尘和声控自动喷雾降尘装置虽然对工作面工作场所起到了喷雾降尘的作用,但是在喷雾过程中,人员通过喷雾点时不能暂停或延迟喷雾,给工作人员的行动带来不便,另外,声控自动喷雾装置在接到控制信号后洒水,当粉尘浓度降到规定浓度以下时,该装置不能自动停止洒水,降低了装置的利用效率。3、国内外现有技术自动喷雾降尘装置,主要用于煤矿井下进回风大巷、采掘工作面进回风巷道、车场、煤仓及其它需要定时喷雾降尘或定时洒水的作业场所,净化风流,改善工作环境,防止粉尘危害,保护工人身体健康。用于采掘工作面及回采工作面架间的自动喷雾装置目前主要有以下两种类型:测尘自动喷雾降尘装置,该装置根据粉尘浓度控制洒水降尘,适用于煤矿井下工作面、井底煤仓运输大巷等工作场所。系统主要由煤矿粉尘传感器、隔爆兼本安多路电源、电磁阀、喷头、水管等组成。当监测场所粉尘浓度达到或超过粉尘传感器设定的报警值时,粉尘传感器产生一个触发控制信号,通过传输电缆传至隔爆兼本安多路电源,由隔爆兼本安多路电源内的继电器打开电磁阀对工作场所进行洒水,降低工作场所的粉尘,当粉尘传感器恢复到正常工作状态时,洒水停止。声控自动喷雾降尘装置该装置利用声音控制洒水降尘,适用于煤矿井下炮采工作面。系统主要由声控传感器、控制器、电磁阀、喷头、水管等组成。当监测到放炮等产生的强声音经过声控传感器时,传感器给出控制信号,传至控制器,控制器内的继电器控制电磁阀,对工作场所进行洒水降尘。采用架间喷雾是降低工作面煤尘的最直接有效的办法。以往的架间喷雾装置多采用手动控制,开启方法原始,操作具有随意性。有些煤矿将控制喷雾的片阀与液压支架的某个油缸活塞动作联动起来,通过油缸的位移推动片阀动作打开喷雾水阀门。虽然不用人工去专门操作,但实际工作中操作不方便,阀门的开启和停止不够及时,而且耗水量大,降尘效果也不理想。4、项目实施达到的目的(1)研制出适合赵庄煤矿2号井放顶煤回采工作面架间喷雾降尘时自动添加煤尘抑制剂的装置。在进水管道中加装一套自动加液混合装置,使研发的煤尘抑制剂能方便的加到水中。(2)研制出适合赵庄煤矿2号井放顶煤回采工作面架间自动喷雾降尘的综合红外装置。二、技术开发方案(1)管道自动加液混合装置管道自动加液混合装置(图1)具有在井下实时向喷雾管道中加入降尘剂的功能。根据文丘里原理设计泵吸装置,通过泵吸流量控制阀确定清水与降尘剂的添加比例,只需水压作为动力就能满足自动加液混合的要求,不需要电力,不涉及防爆问题。图1管道自动加液混合装置示意图(2)红外自动喷雾降尘装置红外线监控架间喷雾系统主要由雾化喷嘴、红外线探头、控制器和电磁阀及管路组成,见图2。架前喷雾组和架后喷雾组都受同一个电磁阀控制,设置旁路手动开关,一旦控制器出现故障,可以手动控制架间喷雾装置继续工作。架前喷雾组管路上单独设置手动开关,上行割煤,移架放煤在下风侧时可以关掉架前喷雾,以免采煤机司机受到喷淋。连接喷雾组和水源的管路可以采用煤矿井下生产常用的胶管,通用性好,随时可以更换和补充。图2红外监控自动喷雾系统示意图当热释电红外线传感器探测到人体释放的红外线信号并传递给控制器后,控制器就驱动电磁阀打开喷雾水源,喷雾装置开始喷出水雾灭尘。这样,控制架间喷雾系统工作的开关就是操作人员的位置,见图3。红外线探测头安装在支架顶梁下面,探测方向对照支架后立柱中间位置,因为支架的所有操作手把都在两个后立柱的中间位置处,当支架工去操作手把移动支架或放煤时,支架工的手必然处在红外线探头的探测范围内,因而喷雾系统开始工作。当移架工操作完毕离开后,红外线源消失,控制器控制电磁阀关闭水源,喷雾装置即刻停止工作。图3架间红外自动喷雾系统示意为了彻底简化系统,每个支架仅设置一套监测控制装置,由一个电磁阀控制架前和架后的喷雾装置