無源礦用智能灑水車在陽煤一礦的應(yīng)用

王 濤

（山西陽煤集團有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

陽煤一礦運輸大巷消塵采用自動噴頭管路，由于噴頭管路的霧化狀態(tài)較差，在停止噴水時，噴頭仍舊不間斷地漏水，漏水嚴(yán)重時將車場的軌道浸濕，造成軌道地軟或巷道泥濘等隱患，雖然采取了一些灑水措施，但灑水車的效果不是很明顯，加之用水量較大，巷道全程噴灑一次需要投工5人，消耗用水10t左右，WKZSC－1無源礦用智能灑水車由機車運輸牽引，運行過程中可向井道壁連續(xù)噴出高壓水珠，每分鐘灑水0.25m3，形成環(huán)形水幕，能覆蓋360 ℃的巷道范圍，以前人工沖刷一條長3 000m 運輸大巷需要6個人一天多的工作量，現(xiàn)在只需要30min就可完成，投用效果明顯，徹底消除了運輸大巷人工防塵存在的一系列安全隱患，噴射出水流成高霧狀或細(xì)珠狀，壓力均勻，防塵效果相對較好。它主要特點節(jié)能采用三級錐正齒輪傳動，空壓機組的自動卸荷裝置，氣電計算機控制系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，高壓氣水噴霧技術(shù)，特別對瓦斯突出的礦井來講，更有適用意義。

1 無源礦用智能灑水車工作原理

WKZSC－1無源礦用智能灑水車，采用目前業(yè)界領(lǐng)先的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，無線通信應(yīng)用廣泛的最新一代無線射頻技術(shù)，是工作在2.4G 全球免申請頻段設(shè)計的低功耗無線數(shù)字通信。傳輸速率高、高靈敏度、數(shù)據(jù)誤碼率小于萬分之一，并且可在軟件設(shè)置地址碼，多機工作下具有數(shù)據(jù)防碰撞設(shè)計，是工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，可以在極惡劣的環(huán)境下工作，具有體積小、工作穩(wěn)定、產(chǎn)品一致性能好等特點。產(chǎn)品設(shè)計先進，各項技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良。機車與灑水車之間采用串行無線數(shù)據(jù)通訊，機車發(fā)送噴灑指令數(shù)據(jù)包給灑水車，灑水車收到數(shù)據(jù)包后進行校驗，確認(rèn)接收數(shù)據(jù)正確后執(zhí)行相應(yīng)的動作，執(zhí)行完成將執(zhí)行結(jié)果反饋給主機車進行確認(rèn)。機車司機可隨時通過計算機上的液晶屏可觀察灑水車的工作狀況，灑水車在機車司機操作下，通過發(fā)射機發(fā)出多功能噴灑指令進行工作。

通過電機車牽引灑水車進行工作，灑水車?yán)眠\行慣性行走裝置帶動空壓機和水泵工作，將壓縮空氣打進儲氣罐內(nèi)，再由儲氣罐的0.6 MPa壓縮空氣與水泵送來的水一起進入高壓氣水混合器里，再由高壓氣水混合器分送到各個操作控制閥，再由各個操作控制閥通過組合三通閥進入各個管路執(zhí)行各個功能。

2 無源礦用智能灑水車在運輸大巷中的應(yīng)用

山西陽煤集團有限公司（以下簡稱陽煤）一礦運輸大巷長約15 000km，由于大煤量的電機車運輸，使陽煤一礦運輸大巷的煤塵到處飛揚，井下的空氣環(huán)境比較惡劣，為了改善井下空氣環(huán)境，陽煤一礦引進了WKZSC－1無源礦用智能灑水車。該灑水車是由機車拖動，利用機車的運行慣性通過灑水車上的走行系統(tǒng)帶動齒輪傳動部分，將慣性力轉(zhuǎn)換成機械能帶動空壓機和水泵工作，把從濾清器過來的壓縮空氣送到儲氣罐里。空壓機組提供0.6MPa的壓縮空氣給儲氣罐，再由儲氣罐分送到氣水混合器里，然后到各個電磁閥。在計算機統(tǒng)一管理下，再由電磁閥通過組合三通閥進入各個管路執(zhí)行各個功能；在負(fù)氣壓作用下，將一定壓力的水以霧狀和均勻的細(xì)水珠噴出，并可立體噴灑。當(dāng)氣壓達到0.6 MPa時氣壓傳感器輸出3 V 的電壓信號給計算機，計算機啟動電磁閥停止空壓機工作，使空壓機無載運轉(zhuǎn)。而且無源發(fā)電系統(tǒng)，取消逆變電源，通過機械能轉(zhuǎn)換成電能，保證灑水車上的控制設(shè)備用電。

電機車拖動灑水車運行的同時，空壓機和水泵開始工作，電機車拖動灑水車運行300m 后，空壓機和水泵已將壓力增至工作壓力。在機車上的計算機控制器的液晶顯示器顯示出灑水車上的空氣壓力和水的壓力，并指示現(xiàn)在可以進行灑水工作。當(dāng)灑水操作時，計算機控制器上設(shè)有全霧噴、左霧噴、右霧噴、上霧噴、下霧噴、全珠噴、左珠噴、右珠噴、上珠噴、下珠噴觸摸按鈕，司機根據(jù)需要操作不同的按鈕進行灑水工作。當(dāng)進行灑水工作時，機車計算機控制器發(fā)送噴灑指令給灑水車，灑水車的接收控制器收到指令后進行校驗，確認(rèn)接收數(shù)據(jù)正確后啟動電磁閥高壓氣水進入混合器進行灑水工作。整個電氣控制設(shè)備用電由機車提供24V或12V直流電源，整個控制系統(tǒng)還備有蓄電池組，保持對控制系統(tǒng)連續(xù)供電，機車上直流電源也可以對它進行浮充電。

通過應(yīng)用WKZSC－1無源礦用智能灑水車，陽煤一礦運輸大巷消塵裝備的實現(xiàn)了智能現(xiàn)代化，無源氣動，無線數(shù)據(jù)傳輸，計算機控制，達到節(jié)能、防爆、安全高效的礦井消塵。消除了該礦井下自動防塵的“盲區(qū)”，實現(xiàn)井下綜合防塵自動化，使井下空氣更為清新、濕潤、自然。

3 無源礦用智能灑水車產(chǎn)生的經(jīng)濟效益

每臺同樣的空壓機需2kW 電機帶動，每臺空壓機電機每班工作約6h，消耗12kW，一天三班消耗36kW，一年消耗13 140kW，而本產(chǎn)品利用運行慣性帶動的空壓機一年節(jié)約13 140kW。并可節(jié)約大量的人工工時，以及每公里可節(jié)約10m3水，每年為防塵用水節(jié)約近10萬t水。每年節(jié)約人工防塵費用約100余萬元。

4 結(jié)語

WKZSC－1無源礦用智能灑水車不僅填補了國內(nèi)空白，它還具有深遠的社會效益和經(jīng)濟效益。WKZSC－1的主要特點機車控制裝置與灑水車之間采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)：抗干擾能力、延長總線傳輸距離、節(jié)能、體積小、防爆，該設(shè)備徹底消除井下運輸大巷防塵存在的一系列安全隱患，大大提高了運輸大巷消塵工作的連續(xù)性，消塵效率明顯提高。該設(shè)備不但節(jié)能而且防爆。在煤炭行業(yè)中極具推廣應(yīng)用價值。

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