淺析皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧在煤礦安全生產(chǎn)中的應(yīng)用

王森 宋洪陽(yáng) 陳海峰

摘要：為了提高皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)噴霧的噴射距離、覆蓋面積、霧化效果，降低生產(chǎn)成本消耗，我礦認(rèn)真研究ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵噴霧裝置的工作原理，在不增加使用難度的前提下，本著方便、經(jīng)濟(jì)、便捷的方針，增大了噴霧噴頭容量，噴頭內(nèi)部形成霧化腔，霧化容腔可以使壓風(fēng)和壓水更好的混合，同時(shí)還對(duì)混合體有加壓和蓄能作用，真正做到了無(wú)人值守、自動(dòng)噴霧、連續(xù)工作，解決了ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵噴霧諸多不足，，大大降低了井下空氣中的粉塵濃度，較好地消除了粉塵隱患，進(jìn)而保障職工身體健康，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。

Abstract： In order to improve the injection distance， coverage area， atomization effect of the belt reprinting point spray， and reduce the cost of production， the mine carefully studies the working principle of the ZPC 127 mine automatic sprinkler spray device. Without increasing the difficulty of use， in line with the principle of convenience， economy， and convenience， the capacity of spray heads has been increased， and fog cavities have formed inside the spray heads. Fogging cavities can make better mixing of pressurized wind and pressurized water， and at the same time they also have pressure and energy storage effects on mixtures. It has truly achieved unmanned， automatic spraying， and continuous work， and has solved many deficiencies in the automatic sprinkling of water and dust spray for the ZPC 127 mine. It has greatly reduced the concentration of dust in the underground air， and has better eliminated the hidden dangers of dust， thus ensuring the health of employees and creating a good working environment.

關(guān)鍵詞：粉塵防治;機(jī)械自動(dòng);提高霧化效果;降低生產(chǎn)成本;保障身體建康、創(chuàng)造良好工作環(huán)境

Key words： dust control;automatic machinery;improve atomization;reducing production costs to ensure good health and a good working environment

中圖分類號(hào)：TD714? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2018）34-0151-03

0? 引言

煤塵以沉積堆積和懸浮兩種狀態(tài)存在，具有極大的危害性，其危害主要有：一是污染井下空氣，使工作環(huán)境惡劣，不利于安全作業(yè);二是懸浮狀態(tài)的煤塵，特別是直徑在0.2～10μm的游離狀塵粒，可以被人體直接吸入氣管、支氣管、肺泡，瘀滯呼吸道，引起呼吸道炎癥，嚴(yán)重時(shí)形成煤矽肺病，造成病人呼吸苦難，甚至死亡;三是煤塵一般具有爆炸性，當(dāng)煤塵濃度達(dá)到下限30～50mg/m3，上限達(dá)到1000～2000mg/m3，熱源溫度達(dá)到610～1050℃，氧含量不低于18%時(shí)，會(huì)發(fā)生煤塵爆炸事故，造成礦毀人亡;四是瓦斯爆炸沖擊波，揚(yáng)起堆積煤塵，引起煤塵爆炸，使瓦斯事故進(jìn)一步擴(kuò)大。由此可見，煤塵是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重大安全生產(chǎn)隱患，嚴(yán)重威脅井下員工生命安全和礦井安全。煤炭運(yùn)輸過(guò)程產(chǎn)生煤塵僅次于工作面破煤落煤，而皮帶運(yùn)輸機(jī)是現(xiàn)代化礦井原煤運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。由于皮帶運(yùn)輸機(jī)有一定的速度，且皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)間有0.5m左右的落差，從而造成皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)煤流在下落過(guò)程中剪切氣流會(huì)使部分煤塵從煤流中向四周擴(kuò)散出來(lái)，使得細(xì)小的粉塵會(huì)擴(kuò)散到空氣中，產(chǎn)生較大的粉塵污染。皮帶運(yùn)輸機(jī)托輥將沉積在上面的煤塵進(jìn)行二次碾壓，由皮帶速度產(chǎn)生的揚(yáng)力帶到空氣中，加上巷道內(nèi)的風(fēng)流作用，形成二次粉塵污染。同時(shí)粉塵隨風(fēng)流漂移到巷道內(nèi)，增大巷道內(nèi)粉塵濃度。巷道內(nèi)風(fēng)流存在的情況下 （通常是0.8m/s～4m/s），大顆粒粉塵沉降距離與粉塵粒徑成正比關(guān)系。而粒徑小于10μm的粉塵通常難于沉降，隨風(fēng)流漂移，特別是粒徑為0.2μm～5μm的微細(xì)塵容易吸入肺內(nèi)并儲(chǔ)集，危害極大，所以皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)防塵重點(diǎn)是粒徑10μm以下的粉塵。

1? ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置基本概況

ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置主要由1臺(tái)KXP127礦用自動(dòng)灑水裝置控制器（簡(jiǎn)稱“控制器”）、1臺(tái)ZP-12C礦用自動(dòng)灑水降塵裝置用觸控傳感器（簡(jiǎn)稱“觸控傳感器”）、1臺(tái)FYF遙控發(fā)生器、1個(gè)PT-SS1噴頭組件、RB2-10二層鋼絲編制液壓支架軟、MYQ-0.3/0.5（1.0）mm2煤礦用移動(dòng)輕型橡套軟電纜組成。

2? ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置缺點(diǎn)

①ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高（每套需要3000元）、挪移不方便、容易出現(xiàn)故障（維護(hù)、檢修費(fèi)用高）等。②ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置利用水壓提供動(dòng)力，雨幕噴射的距離近，覆蓋面小，霧化效果不好，針對(duì)不同粒徑和性質(zhì)的粉塵起不到良好的捕捉沉降和阻流沉降。③ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置的控制器必須安裝在干燥無(wú)頂板無(wú)淋水的巷道內(nèi)，一旦進(jìn)水可能會(huì)發(fā)生線圈因受潮而漏磁以致燒毀控制器，安裝環(huán)境要求比較苛刻。④ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置的控制器電磁閥的接線頭松動(dòng)或線頭脫落，一旦控制器電磁閥的接線頭松動(dòng)或線頭脫落容易造成控制器失爆，對(duì)煤礦安全存在威脅。⑤ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置噴頭容易堵塞、銹蝕造成雨幕失效和霧化效果不好;要想產(chǎn)生很好的霧化效果，就必須將控水閥門開啟的較大，從而造成噴霧下方皮帶打滑，影響運(yùn)輸安全。

3? 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置具體實(shí)施方式

3.1 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置包括固定于煤通道上方的固定支架12，所述固定支架12上設(shè)有用于供高壓風(fēng)進(jìn)入的第一注液槍1用于供高壓水進(jìn)入的第二注液槍2和噴霧裝置，第一注液槍1和第二注液槍2上分別設(shè)有與煤通道上的煤接觸的第一控制手柄5和第二控制手柄8，所述第一控制手柄5和第二控制手柄8分別控制第一注液槍1和第二注液槍2的內(nèi)部通道的開閉，且第二控制手柄8的長(zhǎng)度大于第一控制手柄5，所述第一注液槍1和第二注液槍2均與噴霧裝置連接，所述第一控制手柄5和第二控制手柄8上均設(shè)有與煤通道上的煤接觸的滑輪，當(dāng)煤通道上有煤經(jīng)過(guò)時(shí)，第一控制手柄5和第二控制手柄8上的滑輪在煤上滑動(dòng)，帶動(dòng)第一控制手柄5和第二控制手柄8上移，第一注液槍1和第二注液槍2內(nèi)部通道打開，當(dāng)無(wú)煤經(jīng)過(guò)煤通道時(shí)，第一控制手柄5和第二控制手柄8自動(dòng)下落，進(jìn)入第一注液槍1和第二注液槍2的內(nèi)部通道處于關(guān)閉狀態(tài)，采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)達(dá)到自動(dòng)控制的目的，不需要外界提供能量，所述第一注液槍1上設(shè)有供高壓風(fēng)進(jìn)入的第一進(jìn)口3和供高壓風(fēng)噴出的第一出口4，第二注液槍2上設(shè)有供高壓水進(jìn)入的第二進(jìn)口5和供高壓水噴出的第二出口6，高壓風(fēng)和高壓水分別進(jìn)入第一注液槍1和第二注液槍2，然后進(jìn)入噴霧裝置，由于第二控制手柄8的長(zhǎng)度大于第一控制手柄5，當(dāng)有煤經(jīng)過(guò)時(shí)，第二控制手柄8先與煤接觸進(jìn)行滑動(dòng)，使第二注液槍2內(nèi)的通道打開，高壓水先進(jìn)入噴霧裝置，避免了出水不出霧的現(xiàn)象。

3.2 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置包括噴頭11、與噴頭11連接的高壓風(fēng)管9和高壓水管10，所述噴頭11包括鋼管、與所述鋼管連接的錐形管道和與錐形管道連接的噴嘴，所述鋼管與所述錐形管道組成用于將液體和風(fēng)混合的霧化腔，所述第一出口4通過(guò)高壓風(fēng)管9與噴頭11連接，高壓風(fēng)經(jīng)第一注液槍1的第一出口4進(jìn)入噴頭11，所述第二出口7通過(guò)高壓水管10與噴頭11連接，高壓水經(jīng)第二注液槍2的第二出口6進(jìn)入噴頭11，所述第一進(jìn)口3和第二進(jìn)口6分別與高壓風(fēng)源和高壓水源連接，為霧化裝置提供高壓風(fēng)和高壓水，霧化腔可以使高壓風(fēng)和高壓水更好的混合，同時(shí)還對(duì)混合體有加壓和蓄能作用，高壓風(fēng)進(jìn)入霧化腔，一部分和高壓水進(jìn)行混合，一部分對(duì)混合體起引射作用，能夠有效解決噴頭噴霧“出水不出霧”的現(xiàn)象，使水霧增強(qiáng)和加大，水霧分布范圍廣，能充分濕潤(rùn)附著粉塵，大大降低了井下空氣中的粉塵濃度，提高了降塵效果，較好地消除了粉塵隱患。

4? 結(jié)論

4.1 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置噴頭采用螺紋、直徑1.5寸的無(wú)縫鋼管、直徑4分的無(wú)縫鋼管以及直徑19mm的直通焊接而成，噴頭噴口大，能夠有效解決噴頭堵塞、銹蝕造成的噴霧失效和霧化效果不好的問(wèn)題，能充分濕潤(rùn)附著粉塵，大大降低了井下空氣中的粉塵濃度，提高了降塵效果，較好地消除了粉塵隱患。

4.2 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置一是壓風(fēng)和承壓水混合后產(chǎn)生的霧粒捕捉到粉塵顆粒后，使塵粒的質(zhì)量和直徑增加，利于塵粒之間的碰撞，當(dāng)塵粒相互碰撞時(shí)，由于表面有水氣包圍，反彈力減少，塵粒便會(huì)逐漸沉降下來(lái);二是壓風(fēng)和承壓水混合后在壓風(fēng)的引射作用下形成一個(gè)屏障，阻礙了粉塵顆粒的擴(kuò)散，將粉塵阻隔在煤壁附近的一定空間內(nèi)使粉塵顆粒和霧粒更好的作用，增強(qiáng)了降塵效果。

4.3 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置噴頭內(nèi)有霧化溶腔，霧化容腔可以使壓風(fēng)和壓水更好的混合，同時(shí)還對(duì)混合體有加壓和蓄能作用，壓風(fēng)從霧化容腔的中空管中引入，一部分和承壓水進(jìn)行混合，一部分對(duì)混合體起引射作用，能夠有效解決噴頭噴霧“出水不出霧”的現(xiàn)象，使水霧增強(qiáng)和加大，水霧分布范圍廣，能充分濕潤(rùn)附著粉塵，大大降低了井下空氣中的粉塵濃度，提高了降塵效果，較好地消除了粉塵隱患。

4.4 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置采用純機(jī)械結(jié)構(gòu)達(dá)到自動(dòng)控制，不要外界提供能量（電能、風(fēng)能、水能等），利用皮帶上煤流經(jīng)過(guò)帶動(dòng)焊接有滑輪的注液槍手柄上移，使噴霧處于開啟狀態(tài)（注液槍手柄一端焊接滑輪，皮帶煤流經(jīng)過(guò)帶動(dòng)焊接有滑輪的注液槍手柄上移，進(jìn)而使注液槍內(nèi)部通道處于開啟狀態(tài)，也就是噴霧處于開啟狀態(tài)）;一旦皮帶上無(wú)煤流經(jīng)過(guò)時(shí)，焊接有滑輪的注液槍手柄自動(dòng)下落，使噴霧處于關(guān)閉狀態(tài)（注液槍手柄一端焊接滑輪，皮帶上無(wú)煤流經(jīng)過(guò)時(shí)，焊接有滑輪的注液槍手柄自動(dòng)下落，進(jìn)而使注液槍內(nèi)部通道處于關(guān)閉狀態(tài)，也就是噴霧處于關(guān)閉狀態(tài)）。

4.5 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置設(shè)置兩級(jí)霧化裝置，一是采用焊接在固定支架上的兩個(gè)注液槍分別與供風(fēng)、供水管路相連，再利用高壓軟管分別與噴霧裝置上進(jìn)風(fēng)口、進(jìn)水口相連，且焊接有滑輪的控風(fēng)注液槍手柄長(zhǎng)度低于焊接有滑輪的控水注液槍手柄長(zhǎng)度，目的是皮帶上煤流先經(jīng)過(guò)焊接有滑輪的控水注液槍，使噴霧水源通道處于開啟狀態(tài)，進(jìn)而使水流能夠充滿噴霧霧化容腔內(nèi);然后皮帶上煤流經(jīng)過(guò)焊接有滑輪的控風(fēng)注液槍，使噴霧風(fēng)源通道處于開啟狀態(tài)，借助風(fēng)力將水轉(zhuǎn)變成霧的效果，完成噴霧;二是通過(guò)調(diào)節(jié)注液槍與供風(fēng)、供風(fēng)管路閥門開啟的大小，控制供風(fēng)、供水量，進(jìn)而調(diào)節(jié)噴粒的大小和噴射壓力的大小，使噴霧處于最理想狀態(tài)，達(dá)到可以針對(duì)不同粒徑和性質(zhì)的粉塵起到良好的捕捉沉降和阻流沉降，增強(qiáng)了霧化效果，提高了降塵效果。

4.6 皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置純機(jī)械結(jié)構(gòu)，噴頭采用螺紋、1.5寸無(wú)縫鋼管、4分無(wú)縫鋼管、直徑19mm直通焊接而成;噴頭通過(guò)固定卡子直接固定到固定支架上，同時(shí)通過(guò)固定卡子可以調(diào)節(jié)噴頭角度;噴頭與注液槍通過(guò)高壓軟管連接;注液槍直接焊接到固定支架上，噴頭和注液槍均通過(guò)固定支架固定到皮帶橫桿上。與普通ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置相比較，不存在設(shè)備的防爆問(wèn)題，從本質(zhì)上保證了安全生產(chǎn);不需要外界提供任何能量，與ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置相比較，節(jié)約了電力能源;易于加工、維護(hù)，制作成本低，每套皮帶轉(zhuǎn)載點(diǎn)機(jī)械自動(dòng)噴霧裝置成本約200元（ZPC127型礦用觸控自動(dòng)灑水降塵裝置成本3000元）;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，便于維護(hù)，無(wú)耗材，運(yùn)行成本低。

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