綜采工作面是井下粉塵的重要產(chǎn)生點，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)過程中采用的防塵技術(shù)手段有噴霧降塵，支架隨采煤機(jī)或隨人噴霧降塵，其中液壓支架大規(guī)模噴霧降塵容易實現(xiàn)，但是隨采煤機(jī)或隨人自動噴霧降塵在實踐過程中運(yùn)用較為困難。經(jīng)過現(xiàn)場分析，對綜采工作面液壓支架隨采煤機(jī)或者隨人噴霧降塵裝置進(jìn)行設(shè)計，并進(jìn)行現(xiàn)場實踐應(yīng)用。同時由于井下巷道狹長且拐彎較多，引起井下噴霧降塵高壓水管路阻力大，高壓供水管路到達(dá)綜采工作面時存在水壓低、水壓不穩(wěn)定等問題，影響工作面降塵效果，有針對性的設(shè)計一套自動補(bǔ)壓裝置。

 

1支架隨采煤機(jī)自動噴霧降塵

    將井下綜采工作面液壓支架每10個劃分成一組，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采用RFID射頻技術(shù)的遠(yuǎn)距離標(biāo)簽閱讀器，用以控制電磁閥開狀態(tài)，遠(yuǎn)距離標(biāo)簽閱讀器設(shè)定識別距離在20m左右，并在采煤機(jī)上安設(shè)識別卡，具體示意圖如圖1所示。當(dāng)采煤機(jī)行走到端頭支架位置時，1~10號支架上安裝的遠(yuǎn)距離標(biāo)簽閱讀器識別采煤機(jī)上的識別卡，將1~10號支架上的電磁閥開啟，1~10號支架自動開始噴霧降塵；當(dāng)采煤機(jī)行走到11~20號支架位置時，由于1~10號支架以及11~20號支架上安裝的遠(yuǎn)距離標(biāo)簽閱讀器均可以對采煤機(jī)上的識別卡進(jìn)行識別，則1~20號支架同時噴霧；隨著采煤機(jī)的推進(jìn)，當(dāng)采煤機(jī)推進(jìn)到21號支架位置時，由于識別卡已經(jīng)脫離1~10號支架遠(yuǎn)距離標(biāo)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，同時安裝在21~30號支架間的遠(yuǎn)距離標(biāo)簽閱讀器識別到識別卡信號，開始自動噴霧降塵。依次類推，實現(xiàn)液壓支架隨采煤機(jī)移動自動噴霧降塵。

 

 

2支架隨人自動噴霧

    將井下綜采工作面液壓支架每10個分成一組，每一組安裝一個型號為KBH-5/127V電磁閥、型號為ZP-12C紅外感應(yīng)裝置以及型號為ZP127-Z控制主機(jī)。一般情況下電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)有工作人員經(jīng)過時，紅外感應(yīng)裝置將檢測到的信號傳輸給控制主機(jī)，控制主機(jī)控制電磁閥開啟，從而實現(xiàn)自動噴霧。具體工作流程為：設(shè)定采煤機(jī)機(jī)組從機(jī)頭1號支架位置開始推進(jìn)，采煤機(jī)開始運(yùn)行后，1~10號液壓支架開始自動噴霧降塵，當(dāng)采煤機(jī)推進(jìn)至11號支架位置時，安裝到在11~20號支架間的紅外感應(yīng)裝置能感應(yīng)到采煤機(jī)機(jī)尾工作人員，則1~20號支架同時進(jìn)行噴霧；采煤機(jī)推進(jìn)至21號支架位置時，若在1~10號支架范圍內(nèi)有工作人員走動，則紅外感應(yīng)裝置將監(jiān)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(xù)運(yùn)行，若無人員走動時，控制器關(guān)閉電磁閥，停止支架噴霧，從而實現(xiàn)支架隨人自動降塵噴霧功能。

 

3支架隨采煤機(jī)、隨人自動噴霧特征分析

3.1支架隨采煤機(jī)自動噴霧

    采用RFID射頻技術(shù)，能夠?qū)Σ擅簷C(jī)的運(yùn)行位置進(jìn)行監(jiān)測，僅能起到對采煤機(jī)司機(jī)的防塵保護(hù)，由于無法識別支架工位置，因此無法對支架工進(jìn)行有效保護(hù)。因此，采用支架隨采煤機(jī)自動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)，同時薄煤層綜采工作面在支架移動過程中產(chǎn)生的粉塵量較小。采用支架隨采煤機(jī)自動噴霧會降低回采面的積水，便于回采工作的開展。

3.2支架隨人自動噴霧

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

    支架隨采煤機(jī)或者隨人自動噴霧，都wuxu人工控制，自動進(jìn)行噴霧降塵，噴霧效果以及噴霧時機(jī)都滿足采面生產(chǎn)需要，降低人員投入。同時將10個液壓支架編制成一組，既可以增加噴霧降塵范圍，又降低了自動噴霧降塵系統(tǒng)的成本投入。

 

4噴霧降塵供水系統(tǒng)自動補(bǔ)壓裝置設(shè)計

    隨著礦井開采范圍的不斷增加，井下自動噴霧降塵供水系統(tǒng)管路鋪設(shè)長度越來越長，同時由于管路拐彎處多，管路阻力高，等管路鋪設(shè)到用水點時，水壓底且不穩(wěn)定，影響降塵效果。若增加地面高壓供水壓力，則會增加供水管路以及自動噴霧降塵裝置負(fù)荷，影響管路及設(shè)備的使用壽命。針對上述問題，在供水管路較長的綜采工作面增設(shè)高壓泵，穩(wěn)定供水壓力穩(wěn)定。具體做法如下。

    （1）在供水管路上安裝壓力變送器，根據(jù)供水壓力需要，設(shè)定壓力變送器動作范圍。當(dāng)檢測到供水壓力低于變送器動作的下限值時，變送器發(fā)出信號，高壓泵開始工作，當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到變送器設(shè)定的上限值時，高壓泵停機(jī)，具體控制高壓水泵運(yùn)行的電路如圖2所示。

 

    （2）在高壓泵出口位置安裝逆流閥，當(dāng)高壓水泵停機(jī)運(yùn)行時，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(dāng)供水管路上安裝的壓力變送器Y測定的壓力值在設(shè)定的范圍內(nèi)時，Y下限及Y上限、ZJ2均不動作，高壓泵不運(yùn)行；當(dāng)壓力變送器檢測到供水管路壓力值低于下限時，Y下限、Y上限均處于常開狀態(tài)，不動作，中間繼電器ZJ無供電，通過常閉狀態(tài)的ZJ2，接觸器KM供電，高壓泵啟動，給供水管路供水。

    當(dāng)供水管路中的水壓超過壓力變送器設(shè)定下限時，Y下限閉合，當(dāng)供水管路壓力繼續(xù)上升達(dá)到壓力變送器設(shè)定上限值時，Y上限閉合，此時中間繼電器ZJ得電，常開狀態(tài)下的ZJ1閉合，形成互保，ZJ2常閉打開，接觸器KM斷電，高壓水泵停止運(yùn)行。    當(dāng)壓力變送器測定到供水管路壓力降低至設(shè)定下限時，Y下限常開點打開，中間繼電器ZJ斷電，ZJ1常開點打開，ZJ2常閉點閉合，接觸器KM通電，高壓水泵運(yùn)行補(bǔ)壓。往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)對供水管路補(bǔ)壓穩(wěn)壓作用，提高噴霧降塵效果。

    通過在供水管理較長的綜采工作面布置自動補(bǔ)壓裝置，穩(wěn)定自動噴霧降塵供水水壓，提高降塵效果。同時降低供水管理及供水設(shè)備負(fù)荷，提高設(shè)備的使用壽命。

 

 

5 結(jié)語

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