微噴霧及自動(dòng)隔爆裝置在礦井中的應(yīng)用

王冰冰，馬 超，閆春來(lái)

（山東省大統(tǒng)礦業(yè)有限公司，山東 兗州 273155）

1 概述

山東省兗州市大統(tǒng)礦業(yè)有限公司楊莊煤礦現(xiàn)在主采3煤，經(jīng)資質(zhì)單位鑒定煤體具有強(qiáng)煤塵爆炸性，井下掘進(jìn)工作面為了有效的減少運(yùn)輸環(huán)節(jié)采用單軌吊代替絞車運(yùn)輸。

煤巷掘進(jìn)工作面使用的凈化噴霧噴出的霧粒大，霧化效果較差，不能有效的對(duì)工作面進(jìn)行降塵，且受井下防塵水質(zhì)的影響噴霧經(jīng)常堵塞。采用橫擔(dān)與縱擔(dān)鋼管吊掛的隔爆水棚，對(duì)于單軌吊運(yùn)輸?shù)南锏纴?lái)說(shuō)，挪移與安裝均受到單軌吊機(jī)車運(yùn)行的影響，不能滿足安全生產(chǎn)的需要。

微噴霧出水量小，霧化效果好，不影響人員通過(guò)，自動(dòng)隔爆水棚安裝與挪移方便，不影響單軌吊運(yùn)輸，通過(guò)使用微噴霧代替?zhèn)鹘y(tǒng)凈化水幕、自動(dòng)隔爆水棚代替?zhèn)鹘y(tǒng)隔爆水棚，有效解決了傳統(tǒng)方式帶來(lái)的難題。

2 微噴霧安裝與應(yīng)用

微噴霧裝置由噴頭、前置過(guò)濾器、連接件、各配件等組成。微噴霧裝置的前置過(guò)濾器適用壓力范圍為0.1～0.4 MPa，要使用井上專門加工的護(hù)套對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行防護(hù)，并在護(hù)套附件顯眼位置懸掛“嚴(yán)禁私自拆卸”的標(biāo)識(shí)牌，防止前置過(guò)濾器承壓不足裂開(kāi)傷人。

2.1 微噴霧簡(jiǎn)介

1）微噴霧裝置組成：噴頭、前置過(guò)濾器、連接件、各配件等。

2）微噴霧裝置的前置過(guò)濾器適用壓力范圍為0.1M～0.4 MPa，要使用井上專門加工的護(hù)套對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行防護(hù)，并在護(hù)套附件顯眼位置懸掛“嚴(yán)禁私自拆卸”的標(biāo)識(shí)牌，防止前置過(guò)濾器承壓不足裂開(kāi)傷人。

2.2 微噴霧安裝及檢修

1）根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求微噴霧安設(shè)在距離迎頭不大于100 m的位置。

2）微噴霧裝置的噴頭間距控制在800 mm左右，現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)霧化斷面進(jìn)行調(diào)整。

3）利用幫部固定點(diǎn)（原拉設(shè)架空線的固定點(diǎn)）拉設(shè)一根鐵絲（10號(hào)鐵絲），作為微噴霧裝置的固定點(diǎn)。微噴霧裝置與10號(hào)鐵絲之間利用16號(hào)鐵絲或綁扎帶進(jìn)行固定。

4）微噴霧裝置與供水管之間，利用φ10 mm膠管（不少于2根）進(jìn)行連接。

5）安裝微噴霧裝置過(guò)程中執(zhí)行好工作監(jiān)護(hù)制度，“一人操作、一人監(jiān)護(hù)”，做好自?；ケ?，確保施工安全。

6）嚴(yán)禁在未關(guān)閉供水閥門的情況下，對(duì)微噴霧裝置的前置過(guò)濾器進(jìn)行拆卸。

7）每天早班安排人員對(duì)微噴霧裝置的前置過(guò)濾器進(jìn)行清洗，清洗前必須將供水閥門關(guān)閉并且確定管路及過(guò)濾器無(wú)壓。

圖1 微噴霧安裝示意圖

3 自動(dòng)隔爆裝置安裝與應(yīng)用

自動(dòng)隔爆裝置采用錨桿固定的方式固定在巷道頂板上。井下發(fā)生爆炸時(shí)形成空氣沖擊波和火焰，當(dāng)沖擊波達(dá)到?jīng)_擊波接收板，機(jī)械脈沖通過(guò)推桿傳到鎖緊裝置并且15 ms內(nèi)引發(fā)滅火粉噴發(fā)。120 ms的時(shí)間在巷道中形成濃度為110 g/m3、長(zhǎng)度超過(guò)35 m的可靠滅火粉霧狀區(qū)域。并無(wú)盲區(qū)布滿整個(gè)保護(hù)區(qū)域，此霧狀區(qū)域阻礙并撲滅火焰鋒面，能迅速使爆炸在巷道中的傳播過(guò)程停止。

3.1 安裝自動(dòng)隔爆裝置安裝架

1）掘進(jìn)迎頭后60～200 m或其他巷道頂板選擇合適的外露的錨桿或錨索，將自動(dòng)隔爆裝置安裝架安裝在錨桿或錨索上，調(diào)整安裝架保證安裝自動(dòng)隔爆裝置安裝完畢后不影響單軌吊運(yùn)行，并將安裝架固定牢靠。

2）安裝架安裝完畢后，使用8號(hào)鋼絲繩或水棚吊鏈將安裝架固定在頂板外露的錨桿或錨索上，并將拉緊固定。

3.2 安裝自動(dòng)隔爆裝置主體

1）將安裝架留設(shè)的安裝孔擰上螺母，擰至安裝處露出10 cm左右，在螺母下方安置墊圈。

2）起吊利用原巷道外露的錨桿或錨索作為起吊點(diǎn)，使用前應(yīng)先檢查錨桿或錨索是否失效，當(dāng)檢查合格后方可使用。若原巷道外露的錨桿或錨索不能作為吊點(diǎn)，必須重新在巷道頂板支護(hù)完好處打設(shè)起吊錨桿，錨桿采用φ22～1 200 mm的錨桿作為起吊點(diǎn)進(jìn)行起吊設(shè)備，并使用1根MSK2550樹(shù)脂錨固劑。

3）將2個(gè)不小于1t的手拉葫蘆掛在頂板安裝位置處作為起吊點(diǎn)的原巷道外露的錨桿或錨索上，用于起吊自動(dòng)隔爆裝置主體；起吊時(shí)2個(gè)葫蘆均勻起吊，嚴(yán)禁出現(xiàn)主體傾斜情況，防止主體起吊時(shí)擺動(dòng)碰撞幫部及其他設(shè)備。

4）起吊作業(yè)前檢查手拉葫蘆掛鉤是否閉鎖，掛鉤是否牢固，只有在確認(rèn)合格安全后方可起吊作業(yè)。起吊時(shí)專人指揮，并安排專人操作手拉葫蘆把主體起吊至安裝位置處。

5）將自動(dòng)隔爆裝置主體上的右吊掛部件與安裝架連接，并將螺母擰緊固定。確認(rèn)自動(dòng)隔爆裝置主體安裝牢固后方可拆除手拉葫蘆。

3.3 安裝圓形接收板與推桿1

1）將圓形接收板安裝在推桿1上，并將螺母擰緊固定。

2）圓形接收板與推桿1安裝連接后，與自動(dòng)隔爆裝置主體螺紋連接（見(jiàn)圖2）。

圖2 自動(dòng)隔爆裝置主體螺紋連接圖

3.4 安裝推桿2

先將左吊掛套連接在推桿2的外圓上，再將推桿2與推桿1螺紋連接，最后將左吊掛套與頂板錨桿連接固定。（見(jiàn)圖3）

圖3 安裝推桿2示意圖

3.5 安裝推桿3

先將2個(gè)左吊掛套連接在推桿3的外圓上，再將推桿3與推桿2螺紋連接，最后將左吊掛套分別與頂板錨桿連接固定（見(jiàn)圖4）。

圖4 安裝推桿3示意圖

3.6 安裝方形接收板

將方形接收板與推桿3螺紋連接（見(jiàn)圖5）。

圖5 安裝方形接收板示意圖

3.7 自動(dòng)隔爆裝置挪移

1）拆卸推桿及接收裝置：拆卸前將自動(dòng)隔爆裝置觸發(fā)螺栓擰緊使其處于閉鎖狀態(tài)。推桿與推桿及接收板之間使用螺紋連接，拆卸時(shí)先拆卸方形接收板，再拆卸推桿3，再拆卸推桿2，最后拆卸推桿1及圓形接收板。

2）拆卸自動(dòng)隔爆裝置主體：起吊利用原巷道外露的錨桿或錨索作為起吊點(diǎn)，使用前應(yīng)先檢查錨桿或錨索是否失效，當(dāng)檢查合格后方可使用。若原有支護(hù)錨桿或錨索不能作為吊點(diǎn)，必須重新在巷道頂板支護(hù)完好處打設(shè)起吊錨桿，采用φ22～1 200 mm的錨桿作為起吊點(diǎn)進(jìn)行起吊設(shè)備，并使用1根MSK2550樹(shù)脂錨固劑。將2個(gè)不小于1t的手拉葫蘆掛在頂板安裝位置處作為起吊點(diǎn)的原巷道外露錨桿或錨索上，用于起吊、下放安裝架及自動(dòng)隔爆裝置主體；各掛鉤連接處閉鎖，起吊、下放時(shí)2個(gè)葫蘆均勻松放，嚴(yán)禁出現(xiàn)主體傾斜情況，防止主體起吊時(shí)擺動(dòng)碰撞幫部及其他設(shè)備。自動(dòng)隔爆主體拆卸后裝入原木箱，并固定在底腳螺栓上，防止運(yùn)輸過(guò)程中裝置擺動(dòng)損壞主體。

3.8 單軌吊引車注意事項(xiàng)

安裝自動(dòng)隔爆裝置需要使用單軌吊進(jìn)行運(yùn)輸，單軌吊運(yùn)行期間注意事項(xiàng)如下：

1）機(jī)車運(yùn)行前，需確認(rèn)對(duì)講機(jī)聯(lián)系的可靠性、機(jī)車完好性，嚴(yán)禁設(shè)備不完好及對(duì)講機(jī)聯(lián)系不可靠時(shí)開(kāi)車，嚴(yán)禁軌道線路不合格時(shí)開(kāi)車。

2）嚴(yán)禁在設(shè)備不完好、制動(dòng)裝置不可靠、吊掛不牢固、驅(qū)動(dòng)輪磨損超限損壞、超負(fù)荷等情況下運(yùn)行，運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)車吊掛情況、制動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)、燈、喇叭等部件出現(xiàn)異常，應(yīng)立即停車處理。

3）單軌吊機(jī)車在運(yùn)行前，必須疏通單軌吊運(yùn)行線路（車場(chǎng)車輛及沿途物料等），提前安排人員進(jìn)行安全確認(rèn)，確認(rèn)無(wú)誤后再運(yùn)行。

4）引車人員必須對(duì)單軌吊機(jī)車運(yùn)行路線的軌道及懸掛固定情況進(jìn)行認(rèn)真檢查，尤其機(jī)車將要通過(guò)道岔和彎道前，必須對(duì)道岔的工作位置和閉鎖情況認(rèn)真檢查確認(rèn)，否則不準(zhǔn)通行。

5）引車人員需提前觀察好單軌吊軌道上有無(wú)鏈條、卡軌器等阻礙物，發(fā)現(xiàn)后立即通知機(jī)車司機(jī)停車，處理合格后，機(jī)車方可繼續(xù)運(yùn)行。

6）引車人員必須對(duì)單軌吊機(jī)車將要通過(guò)路線巷道內(nèi)地軌車輛存放情況進(jìn)行檢查，尤其在地軌上存有花欄車、箱式車或其他特殊車輛的路段；引車人員要隨身攜帶卷尺，必要時(shí)要?jiǎng)映邷y(cè)量其高度。

7）單軌吊軌道、道岔上方有淋水的必須采取有效的防淋水措施，被淋水的軌道，單軌吊機(jī)車嚴(yán)禁通過(guò)。

8）機(jī)車在車場(chǎng)調(diào)車等特殊地段需跟車時(shí)，單軌吊機(jī)車必須減速不大于0.5 m/s，跟車人必須在牽引車前（后）方10 m以外（斜巷處，應(yīng)站在斜巷上方）行走，發(fā)現(xiàn)異常立即警示停車，進(jìn)行處理。

9）單軌吊機(jī)車遇道岔時(shí)，必須減速慢行，道岔的操作及閉鎖確認(rèn)工作，由引車人員負(fù)責(zé)。

10）機(jī)車遇行人時(shí)，引車人員通知開(kāi)車人員，開(kāi)車人員應(yīng)首先鳴笛示警，停車讓行，行人躲至沿途躲避硐內(nèi)，然后機(jī)車?yán)^續(xù)運(yùn)行。如果沿途沒(méi)有合適的躲避硐躲避，機(jī)車必須停下，行人通過(guò)后，方可運(yùn)行。

11）機(jī)車運(yùn)行到車場(chǎng)、道岔、維修硐室、彎道、上下坡起點(diǎn)處、硐室口、裝卸載點(diǎn)前20 m必須減速不大于0.5 m/s鳴笛示警。

12）嚴(yán)禁任何人員在機(jī)車運(yùn)行時(shí)從機(jī)車正下方通過(guò)。嚴(yán)禁任何人員站在吊裝重物的正下方及下山方向。

13）在安全間隙不足、高度不足的地點(diǎn)嚴(yán)禁運(yùn)行單軌吊機(jī)車。嚴(yán)禁在巷道支護(hù)不好的巷道內(nèi)運(yùn)行。

14）單軌吊運(yùn)輸物料等時(shí)，采用以下信號(hào)聯(lián)絡(luò)方式：?jiǎn)诬壍鯔C(jī)車運(yùn)行時(shí)，專職引車工采用對(duì)講機(jī)與司機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，無(wú)對(duì)講機(jī)時(shí)機(jī)車不得運(yùn)行；單軌吊機(jī)車運(yùn)行時(shí)，機(jī)車司機(jī)只有收到引車人員或現(xiàn)場(chǎng)指揮人員發(fā)出的開(kāi)車信號(hào)后，單軌吊機(jī)車方可開(kāi)車運(yùn)行；單軌吊機(jī)車發(fā)車時(shí)，引車工與單軌吊司機(jī)之間應(yīng)使用對(duì)講機(jī)進(jìn)行確認(rèn)；單軌吊機(jī)車在運(yùn)行途中或裝車站等地點(diǎn)遇異常情況時(shí)，如有任何人員晃燈示意，單軌吊司機(jī)應(yīng)立即停車查明情況，待隱患處理完畢后方可運(yùn)行機(jī)車。

15）利用箱體車裝運(yùn)物料，單軌吊機(jī)車運(yùn)行至卸料地點(diǎn)附近人行道側(cè)適當(dāng)位置，引車人員聯(lián)系司機(jī)停車，停車后，由引車人員或機(jī)車司機(jī)將物料箱降至底板，箱體車降至底板后要穩(wěn)固、牢靠。裝有物料的箱體車降至底板并保證箱體車穩(wěn)定牢靠后，單軌吊機(jī)車熄火，通防工區(qū)卸料人員進(jìn)入箱體車內(nèi)，將物料卸至人行道側(cè)適當(dāng)位置。

3.9 其他注意事項(xiàng)

1）作業(yè)期間，當(dāng)巷道高度大于3 500 mm時(shí)，操作人員需搭設(shè)平臺(tái)進(jìn)行操作。平臺(tái)搭設(shè)后，其上平面距離巷道頂板不得大于2 800 mm；斜巷段平臺(tái)上面要平整，不得歪斜。

2）平臺(tái)搭設(shè)采用腳手架配合鋼管、木板組合而成。采用鋼管作為橫梁，橫梁上鋪設(shè)木板，橫梁使用不小于φ89 mm鋼管，木板厚度不小于80 mm。馬腿要放置平穩(wěn)，馬腿與橫梁，橫梁與木板，木板與木板之間使用雙股8號(hào)鐵絲或扒釘進(jìn)行聯(lián)鎖固定。保證操作平臺(tái)整體牢固。操作平臺(tái)下端必須墊牢、墊實(shí)，保證平穩(wěn)。正常情況下平臺(tái)長(zhǎng)度不低于4 m，寬度不低于2 m，已滿足施工要求。搭設(shè)平臺(tái)時(shí)，嚴(yán)禁將手、腳放在容易被擠壓的兩物體之間。

3）施工過(guò)程中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)操作平臺(tái)傾斜時(shí)，應(yīng)立即停止施工，人員立即下架進(jìn)行處理，處理后方可使用。嚴(yán)禁使用彎曲變形有裂紋的鋼管。

4）鉆機(jī)施工過(guò)程中平臺(tái)下方嚴(yán)禁行人穿過(guò)，人員經(jīng)過(guò)時(shí)應(yīng)停止鉆機(jī)工作后方可過(guò)人，平臺(tái)下5 m范圍不得堆放物料。登高超過(guò)2 m時(shí)（平臺(tái)至平臺(tái)下底板高度），人員要系好安全帶，安全帶連接在鋼筋網(wǎng)、錨桿或錨索吊鼻上方，連接必須牢固可靠，在使用以前要先進(jìn)行試吊，并要對(duì)比安全帶與作業(yè)地點(diǎn)距巷道底板的高度，以確定安全帶有效。

5）使用梯子作業(yè)時(shí)，支撐必須牢固；梯子與支撐面之間角度以60°左右為宜，使用梯子等工具時(shí)要看好路況，找好落腳點(diǎn)，應(yīng)安排專人扶梯。扶梯人員必須確保退路暢通并防止高處物體掉落傷人，嚴(yán)禁站在不安全環(huán)境下工作。站在梯上的作業(yè)人員要站穩(wěn)站牢，并且用力均勻，不能出猛力，嚴(yán)禁站在梯子邊緣位置，以防失手滑脫造成墜落傷害，嚴(yán)禁站在不穩(wěn)定、不完好的登高工具上作業(yè)。

6）現(xiàn)場(chǎng)施工人員利用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔時(shí)，注意力要集中，首先利用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行慢速找眼，正常鉆進(jìn)過(guò)程中，當(dāng)聽(tīng)到異響或感覺(jué)到鉆進(jìn)受阻，要更換找眼位置，重新施工鉆孔，防止鉆進(jìn)過(guò)程中支護(hù)錨桿損壞鉆具造成危險(xiǎn)。

7）錨桿鉆機(jī)的推進(jìn)速度和推動(dòng)力要適度，不要一味加大氣腿的推力，操作者與輔助人員要注意站位，尤其在平臺(tái)上施工時(shí)，移動(dòng)要清理好腳下，站穩(wěn)站牢，時(shí)刻觀察好鉆機(jī)狀態(tài)，保持警惕。錨桿鉆機(jī)周圍5 m范圍內(nèi)不得有閑雜人員及影響施工的物料。

8）安裝錨桿前，先將孔內(nèi)煤巖粉沖洗干凈，然后將1支MSCK2535樹(shù)脂錨固劑放入眼內(nèi)，再把1支MSCK2550樹(shù)脂錨固劑放入眼內(nèi)，最后把錨桿插入眼內(nèi)，利用錨桿將樹(shù)脂錨固劑送到眼底，使錨桿頂住樹(shù)脂錨固劑，錨桿外端頭套上螺帽；用帶有專用套筒的氣動(dòng)鉆機(jī)卡住螺帽，開(kāi)動(dòng)錨桿鉆機(jī)，使之帶動(dòng)桿體旋轉(zhuǎn)并旋入眼孔內(nèi)，對(duì)錨固劑攪拌6～15 s，直至錨桿達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，繼續(xù)攪拌5s，攪拌停止5～15 s后方可撤去錨桿鉆機(jī)，錨固180 s后方可進(jìn)行上鉤子與螺帽。

4 總結(jié)

1）在滿足煤巷掘進(jìn)工作面行人與單軌吊機(jī)車運(yùn)行的前提下，微噴霧和自動(dòng)隔爆水棚有效的代替了傳統(tǒng)安設(shè)方式。

2）減少了傳統(tǒng)隔爆水棚安裝與挪移頻繁、工作量大的難題，自動(dòng)隔爆裝置完全能夠滿足安全生產(chǎn)的需要。同時(shí)單軌吊運(yùn)輸自動(dòng)隔爆裝置大大減輕了作業(yè)環(huán)節(jié)與人工勞動(dòng)量。

3）安裝微噴霧的掘進(jìn)迎頭經(jīng)過(guò)分析人工粉塵采樣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和粉塵傳感器數(shù)據(jù)與未使用微噴霧的掘進(jìn)頭相比，粉塵濃度明顯下井，降塵效果明顯。