采掘皮带自动控制净化水幕设计与安装

陈磊 王明洋 高书杰

摘 要：针对一矿目前防尘工作的实际现状，随着采掘速度的不断加快，巷道也越来越远，给防尘工作带来了艰巨的任务，防尘效果的好坏直接影响到矿井的安全与生产。本次设计可以提高空气质量、改善井下作业环境，保证职工人身安全和身体健康，杜绝煤尘爆炸事故发生；另外，节约人工，减少用水量，提高巷道使用年限。

关键词：提高空气质量；杜绝煤尘爆炸事故发生；保证职工人身安全和身体健康

引言

随着采掘速度的不断加快，巷道也越来越远，给防尘工作带来了艰巨的任务，防尘效果的好坏直接影响到矿井的安全生产。针对一矿目前防尘工作的实际现状，同时也为了减小常开大巷水幕对巷道底板冲刷的影响和降低矿井大量出煤运输所引起的煤尘，我们对采掘巷道净化水幕做了进一步的改进，以提高空气质量，减少繁重的工作量，防止煤尘事故的突发，能够对采煤工作面内的通风环境进行有效地除尘和降尘，而且大大提高了防尘水资源的利用率，达到了节能降耗的良好效果 把之前的人工操作净化水幕改进为出煤自动喷雾净化水幕。

1.自动控制净化水幕的介绍

该装置将风流净化水幕的电磁控制转变为机械控制，与电磁阀门相比较，机械阀门相对简单，对工人素质要求不高，易于安装。矿井运输巷道安装自动喷雾净化水幕的布置要求，可根据矿井煤粉浓度自行设置与安装。

2.解决的关键问题和创新点

该装置采用片阀对风流净化水幕进行控制，利用加工的支架将片阀固定在H架的正上方，当煤流通过时，触碰到皮带，开启水阀门；煤流全部通过后，复位弹簧将装置恢复到闭合状态，将水阀门关闭，从而实现风流净化水幕自动控制。实施效果自动喷雾净化水幕自安装使用以来，取得了良好的效果，主要体现如下：1、在水幕没有改进前，水幕的长时间开启，造成了水量的极大浪费。在水幕改进后，节约了大量水资源。2、改进前由于喷雾对地面冲刷造成硬化地面的严重破坏，安装自动喷雾后，目前水流对巷道底板的冲刷大大减小。3、经过自动喷雾净化后，井下各工作面进风流中的粉尘浓度比之前明显降低。本系统结构简单，易于安装，维修方便，价格低廉，实用性强，有很好的应用价值和推广价值。

3.水幕改进思路

根据现场的多次观察和反复研究，高浓度煤尘不仅引发工人患尘肺疾病外，同时也是煤矿安全生产的重大隐患，造成煤尘爆炸，导致重大煤矿安全生产事故。由于煤尘的粒径较小，使其表面自由能增大，从而提高了其化学活性和氧化生热能力。当氧化反应产生的热量不能及时散发，在高温热源的作用下，就会促使反应自动加速，最终导致煤尘燃烧甚至爆炸。由于综合机械化开采，生产能力较大、推进速度较快，掘进工作面的粉尘危害日益凸出。同时因煤的挥发分较高，煤尘具有燃烧和爆炸性，高浓度粉尘给矿井安全生产带来了潜在的巨大威胁；掘进工作面的高浓度粉尘降低了可视范围，但是由于高强度机械化开采，掘进工作面矿工的粉尘接触浓度仍然较高。也在一定程度上影响矿工的情绪，造成劳动生产率下降；矿工长期接触高浓度粉尘，严重危害其身体健康。高效控除尘系统设计对于综掘工作面。

4.改进前存在问题

掘进巷道内降尘主要靠机头的喷雾和掌子头的净化水幕。

（1）机头的喷雾阀门，不能自动开启和关闭，当皮带上无煤时，如果皮带司机不能及时关闭阀门，皮带上淋水过多，会造成皮带运转打滑，易出现生产事故。

（2）机头的喷雾阀门不能根据煤量的大小自动调节水流量，由于皮带上煤量不均匀，当煤量大时，需要人工调大阀门增加喷雾量，但当煤量小时，如果不能及时调小喷雾量，会造成稀煤泥现象，影响煤质。

（3）由于掘进巷道运距长，且净化水幕不能自动开启关闭，净化水幕只能安装在掌子头处，当出煤时需要人工打开，不出煤时关闭，需要专人去操作，增加劳动成本，且降尘效果不好。

（4）之前的净化水幕只是在水管上钻几个喷水孔，不但容易堵眼，而且喷雾效果不好，会形成水流冲刷底板，影响底板硬化。

（5）由于之前的净化水幕只在掌子头处安装，降尘效果非常不好，但如果在巷道中间再加设几处，工人一个班需要在巷道内频繁的奔波几千米去开启关闭水幕阀门，严重增加工人的劳动强度。

5.改造后

本次设计达到的目的在矿井运输巷道安装自动喷雾净化水幕，实现井下出煤与巷道风流净化完美结合，对巷道扬起的粉尘（特别是高强皮带采掘头面搭接点扬起的粉尘）需及时进行净化，提高空气质量、改善井下作业环境，保证职工人身安全和身体健康，杜绝煤尘爆炸事故发生；另外，节约人工，减少用水量，提高巷道使用年限。

（1）该装置不受供应限制，需要时可自行加工。

（2）水幕可全断面喷雾。

（3）水幕雾化效果好、耗水量小、降尘效率高。

6.总结

净化水幕改进后，提高了安全的可靠性；减少了工人患尘肺疾病积煤大等事故发生比例，延长了巷道的使用寿命，节省因维修巷道而支出的费用。改进以后我们可用自己的材料加工，自己組装。不仅为我矿节约材料费，更可随时去加工组装，为井下生产需要提供便利，在此要感谢我的同事及领导协助我能够顺利的完成机尾改进。

（作者单位：平煤股份一矿）