井下矿用车辆喷洗方法和系统

李大兵 鲍飞亚

【摘 要】矿用车辆作为煤矿井下主要运输设备之一，目前多数质量标准化矿井建设较好的矿井，对于矿用车辆的车体卫生仍然普遍采用人工冲洗的方式，即当矿用车辆驶入洗车区后，由巷道两侧的冲车工人手握高压水管对准车体进行喷洗。但是，由于井下安全间隙较小，人工冲洗矿用车辆的方式，存在一定的安全风险，在操作过程中，容易操作不慎出现伤人事故。有鉴于此，我们研制和发明了一种井下矿用车辆喷洗方法和系统，用以实现自动控制对矿用车辆进行喷洗，能够避免目前技术中，由于井下安全间隙较小，人工冲洗矿用车辆的方式，存在的安全风险，以及人工手拿高压水管的喷洗操作过程中，容易出现的伤人事故。

【关键词】井下矿用；车辆喷洗方法和系统；自动控制

目前，煤矿设备的集中控制化与自动化是现代化矿井的主要特征之一，也是矿井的发展方向。矿井设备实现远程控制，对现代化矿井的生产建设具有重要的意义，最明显的

是能够减少安全事故以及降低劳动强度，提高劳动效率。另外一方面，现代化矿井的质量标准化建设是煤矿企业的基础工程、生命工程和效益工程，是构建煤矿安全生产长效机制的重要措施。

一、系统的组成

一种井下矿用车辆喷洗方法，应用于井下矿用车辆喷洗系统，所述系统包括，电控部分和机械部分。

1.电控部分组成：整套装置电控部分由主控机、电动球阀、遥控器、信号传输天线终端盒四部分组成。主控机我们采用的是矿用司控道岔装置主控机，该模块盒主要用于接收遥控器发出的信号指令，控制电动球阀的开停，从而实现水路的开停。电动球阀采用矿用隔爆型电动球阀，分别安装于巷道两侧的车辆喷洗装置固定架上。遥控器采用的是与上述矿用司控道岔装置主控机接收频率一致的矿用本安型遥控器，由司机操作该遥控器发出“开、停”信号指令，实现远程控制喷头的开停。信号传输天线盒是从主控机引出一根泄露通信信號接收天线，根据用户需要安装于巷道两侧适当位置，该终端盒有效接收距离为20m。

2.机械部分：机械部分包括机械支架和喷头部分。机械支架包括底座和背板，背板上设置有滑动槽，喷头安装在所述滑动槽上。机械支架采用的是工字钢与角钢焊接加工而成，机械支架的个数为两个，分别位于井下喷洗区域巷道的两侧；每个所述机械支架的滑动槽上安装有喷头。在角钢之间加焊带滑动槽的铁板，喷头安装固定在滑动槽处，根据用户需要调节高度，高度调节范围为1000mm，喷头与电动球阀之间用软管连接。

3.辅助设施：根据用户需求在车辆喷洒区，安设完上述设施后，在喷洒区巷道两侧设计排水沟和污水沉淀池，沉淀池和井下排水系统连通。车辆喷洗过程中的水经由排水沟到达沉淀池，沉淀后的污水流进井下排水系统，集中到达井下水仓，这样施工现场就不存在积水和积淤现象，提高了喷洒区域的质量标准化水平。

二、系统工作原理及结构

1.工作原理：当检测到机车司机用遥控器发出的开始喷洗指令时，控制电动球阀开启，电动球阀开启后，水流经过高压水管从喷头喷出，实现了对矿用车辆自动喷洗，不需要再人工喷洗；当检测到所述停止喷洗指令时，控制电动球阀关闭，电动球阀关闭后，水流被截断，喷头不再喷水，实现了对矿用车辆喷洗的自动停止。采用本系统能够实现自动对矿用车辆进行喷洗和自动停止对矿用车辆进行喷洗，不再需要人工来对矿用车辆进行喷洗，也就避免了目前技术中，由于井下安全间隙较小，人工冲洗矿用车辆的方式，存在的安全风险，以及人工手拿高压水管的喷洗操作过程中，容易出现的伤人事故。

2.系统的结构图（图1）

三、使用效益分析

1.使用效果

该装置在兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿井下南北翼轨道大巷进行了安装使用，实现了洗车远距离自动控制，减少了冲车时间，节约用水，可操作性强，取得了良好的效果，提高了煤矿自动化水平和质量标准化水平，具有很好的推广价值。

2.经济效益分析

（1）实现了远程遥控控制，减少冲车时间，提升了运输效率。以往车辆冲洗采用的是人工作业，即机车司机将车辆行驶到指定冲车地点后，由冲车工人工用高压水管子对准矿车进行冲洗，而采用该装置后，机车司机只需在驾驶室内操作遥控器后，缓慢将机车驶过自动喷洗装置区域即可实现洗车作业，平均每列车（1列车按14辆计算）节约时间10min，矿车周转按100辆/天计算，每天节约时间为：（100辆÷14辆）*10min=72min；而且每班能减少两个冲车工。

（2）节约了水资源。人工作业，采用的是2-10*1000钢丝编织液压支架软管直接接入井下供水主管路井下冲洗车辆，每列车平均用时15min，采用该装置进行喷洒洗车，每列车平均只需5min，节约了10min，井下供水管路6分支阀（压力3.0MPa）流量约为40m3/h。矿车周转按100辆/天计算，平均每月能节约用水资源：（100辆÷14辆）*10min÷60min*40 m3*30天=1440m3。

四、结论

矿用车辆遥控喷洗装置结构简单，运输、组装方便，易于操作、维护，在井下复杂条件下适用性强，用户容易接受。目前，全国煤矿没有井下车辆遥控喷洗装置，属市场空白点，可广泛推广应用，具有广阔的市场前景。该矿用车辆遥控喷洗装置的使用，取代了煤矿井下使用人工冲洗车辆，降低了工人劳动强度，实用性强，能对通过该装置区域的所有车辆实现远程自动化控制进行冲洗车辆，从而有效提高矿井的综合文明形象和质量标准化水平，具有很高的社会效益。

【参考文献】

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