煤礦井下掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置及其應(yīng)用的分析

王永永

（山西潞安礦業(yè)集團(tuán)慈林山煤業(yè)有限公司李村煤礦綜掘一隊(duì)， 山西 長(zhǎng)子 046000）

引言

掘進(jìn)機(jī)截割過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，掘進(jìn)機(jī)上的噴霧系統(tǒng)能有效降低粉塵濃度，消除火花，在李村煤礦井下多個(gè)掘進(jìn)工作面中主要采用EBZ150A掘進(jìn)機(jī)，該掘進(jìn)機(jī)出廠時(shí)未配裝機(jī)組噴霧加壓泵，而后期因井下供水水壓達(dá)不到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的“外噴霧裝置的工作壓力不得小于4 MPa”，因此需在掘進(jìn)機(jī)外部加裝一套外噴霧裝置。該裝置加裝后，由于其控制電路開(kāi)關(guān)與掘進(jìn)機(jī)控制電路相獨(dú)立，而井下掘進(jìn)作業(yè)中，經(jīng)掘進(jìn)工作面風(fēng)筒吹出的濕煤粉易黏結(jié)在工人面部及工作服上，導(dǎo)致工人抵觸心理嚴(yán)重。不啟動(dòng)外噴霧裝置則不能徹底解決粉塵這一污染源和危險(xiǎn)源，不但嚴(yán)重影響工人身體健康，還嚴(yán)重影響煤礦井下的安全生產(chǎn)。因此，針對(duì)這一情況需要設(shè)計(jì)一種加裝在煤礦井下掘進(jìn)機(jī)切割部外，并能隨切割部一起工作和停止的噴霧保護(hù)裝置。

1 煤礦井下掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置分析

李村煤礦技術(shù)科針對(duì)EBZ150A 掘進(jìn)機(jī)外噴霧裝置控制電路開(kāi)關(guān)與掘進(jìn)機(jī)控制電路相獨(dú)立的情況，設(shè)計(jì)了掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置，用來(lái)控制外噴霧裝置和掘進(jìn)機(jī)切割部同時(shí)作業(yè)和同時(shí)停止作業(yè)[1-3]。

1.1 裝置電路結(jié)構(gòu)分析

圖1 掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖

煤井下掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置電路結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示，圖中KM2 為礦用隔爆控制開(kāi)關(guān)自保接點(diǎn)，KM1 為外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)接觸器常開(kāi)接點(diǎn)，KM 為外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)接觸器線圈，SB1 為掘進(jìn)機(jī)切割部急停常閉接點(diǎn)，KA1 為外噴霧加壓泵開(kāi)關(guān)中間繼電器常開(kāi)接點(diǎn)，KA 為外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)中間繼電器線圈。裝置中外噴霧加壓泵的啟動(dòng)按鈕與礦用隔爆控制開(kāi)關(guān)自保接點(diǎn)KM2并聯(lián)后，再與外噴霧加壓泵的停止按鈕、外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)中間繼電器線圈KA 串聯(lián)，共同組成電源右側(cè)先導(dǎo)回路；然后外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)接觸器線圈KM與外噴霧加壓泵開(kāi)關(guān)中間繼電器常開(kāi)接點(diǎn)KA1 串聯(lián)，共同組成電源左側(cè)控制回路；所述先導(dǎo)回路與控制回路并聯(lián)接入電源；外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)接觸器常開(kāi)接點(diǎn)KM1 與掘進(jìn)機(jī)切割部急停常閉接點(diǎn)SB1 通過(guò)Φ2.5 mm2信號(hào)電纜串聯(lián)構(gòu)成與門電路。

1.2 工作原理

在EBZ150A 掘進(jìn)機(jī)外部加設(shè)外噴霧加壓泵，可對(duì)井下供水壓力不足4 MPa 起到增壓的作用。隔爆開(kāi)關(guān)按鈕可遠(yuǎn)程控制外噴霧加壓泵的開(kāi)停，并安裝在機(jī)組司機(jī)側(cè)，方便操作。外噴霧加壓泵隔爆開(kāi)關(guān)接觸器常開(kāi)接點(diǎn)與掘進(jìn)機(jī)切割部急停常閉接點(diǎn)通過(guò)Φ2.5 mm2信號(hào)電纜串聯(lián)構(gòu)成與門電路，只有在二者同時(shí)接通信號(hào)的情況下，切割部才能啟動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了不先啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)機(jī)載噴霧加壓泵，不能啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)切割電機(jī)，不能割煤的效果。機(jī)組除切割部外的其他行走電機(jī)、油泵電機(jī)等啟動(dòng)時(shí)，可不需啟動(dòng)機(jī)載噴霧加壓泵。真正實(shí)現(xiàn)了割煤先開(kāi)噴霧，而不是啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)即開(kāi)噴霧的效果。

1.3 工作過(guò)程分析

掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置具體工作過(guò)程為：按下礦用隔爆控制開(kāi)關(guān)啟動(dòng)鍵，啟動(dòng)外噴霧加壓泵。礦用隔爆控制開(kāi)關(guān)自保接點(diǎn)KM2 閉合，KA 線圈得電，常開(kāi)接點(diǎn)KA1 閉合，接通KM 線圈得電接觸器吸合，外噴霧加壓泵開(kāi)關(guān)接觸器常開(kāi)接點(diǎn)KM1閉合。解除切割電機(jī)閉鎖，SB1 常閉接點(diǎn)接通信號(hào)，掘進(jìn)機(jī)可啟動(dòng)割煤。反之，按下礦用隔爆控制開(kāi)關(guān)停止鍵，噴霧加壓泵停止工作。KA 線圈失電，KA1 接點(diǎn)打開(kāi)，KM線圈失電，外噴霧加壓泵開(kāi)關(guān)接觸器常開(kāi)接點(diǎn)KM1 打開(kāi)，此時(shí)無(wú)論掘進(jìn)機(jī)切割部急停常閉接點(diǎn)SB1 打開(kāi)還是閉合，都不能滿足與門電路“二者同時(shí)閉合接通”的條件，因此切割部電機(jī)閉鎖，掘進(jìn)機(jī)不能進(jìn)行割煤。但為安全起見(jiàn)，仍需按下掘進(jìn)機(jī)切割部急停SB1。

1.4 裝置優(yōu)點(diǎn)分析

掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、連接方便、成本低廉；強(qiáng)制外噴霧系統(tǒng)與切割部聯(lián)動(dòng)，確保外噴霧裝置對(duì)割煤產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行霧化，降低粉塵污染，確保生產(chǎn)安全；除切割部以外各部分與外噴霧裝置獨(dú)立，確保檢修機(jī)組送電后，只要是不啟動(dòng)切割部，噴霧加壓泵就不需要啟動(dòng)，避免噴霧開(kāi)啟后干擾正常的檢修工作；真正實(shí)現(xiàn)先開(kāi)噴霧后割煤，先停止割煤后停噴霧的目的[4-6]。

2 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

該掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置由李村煤礦技改科完成設(shè)計(jì)，由潞安礦業(yè)集團(tuán)機(jī)電裝備公司進(jìn)行生產(chǎn)。裝置在李村煤礦8817 掘進(jìn)工作面EBZ150A 掘進(jìn)機(jī)上進(jìn)行了安裝調(diào)試，并投入到了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐應(yīng)用。該裝置運(yùn)行半年時(shí)間內(nèi)，整體運(yùn)行穩(wěn)定，強(qiáng)制外噴霧系統(tǒng)與切割部聯(lián)動(dòng)，確保噴霧裝置對(duì)粉塵進(jìn)行霧化，降低粉塵污染，確保生產(chǎn)安全。同時(shí)裝置的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了開(kāi)噴霧后割煤，先停止割煤后停噴霧，噴霧降塵效果相比之前有了較大的提高。有效解決現(xiàn)有EBZ150A 掘進(jìn)機(jī)在井下供水壓力小，煤粉污染環(huán)境，影響健康，易發(fā)生安全事故的問(wèn)題，裝置的電路系統(tǒng)與除切割部外各部分獨(dú)立，不會(huì)干擾到設(shè)備的檢修和保養(yǎng)工作。掘進(jìn)機(jī)切割部聯(lián)動(dòng)外噴霧保護(hù)裝置的研制和應(yīng)用是成功有效的，可以在各大煤礦掘進(jìn)機(jī)上得到廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)價(jià)值效益明顯。