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光控自动喷雾装置在煤矿降尘中的实践应用研究

孟金伟

中煤平朔集团公司,山西朔州,036006

摘要: 在煤矿粉尘防治中,洒水降尘是将风流中漂浮的粉尘吸附在水雾中并降落到地面冲入排水沟,从而起到净化巷道风流、降低粉尘污染的作用。本论文针对井工一矿传统风水联动喷雾系统的不足,利用光控自动感应装置与传统自制风水联动喷雾结合,开发了一款光控自动喷雾降尘装置。实践应用效果表明,该装置的降尘率超过了85%,降尘后全尘浓度低到至18mg/m3以下,起到了很好的降尘效果。
关键词: 粉尘防治;光控;自动喷雾
DOI:10.12721/ccn.2021.157028
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平朔井工一矿井下巷道采用胶轮车辅助运输,巷道内长期存在尾气,当前井工一矿主要是采用的洒水降尘措施,将风流中漂浮的粉尘吸附在水雾中并降落到地面冲入排水沟,从而起到净化巷道风流、降低粉尘污染的作用。数据检测结果表明单一的洒水降尘措施实践效果不佳。为了保护井下职工职业健康,利用洒水降尘净化风流,解决矿井粉尘污染的问题就显得尤为关键。

1传统防尘喷雾系统原理分析

当前,井工一矿井下巷道主要是采用的传统的风水联动喷雾降尘装置。该降尘装置主要原理是将高压空气流和高压水流进行气水混合,利用雾化喷嘴形成覆盖巷道全断面的细小水雾,这种水雾由于非常细小,可以形成漂浮移动的薄雾团,增加了水雾的降尘面积,对粉尘具有更好的吸附作用,从而达到最佳的降尘效果。由于井下巷道都敷设有风水管路,且此种喷雾装置加工简便、喷雾降尘范围大、用水量少,是目前常用的喷雾降尘装置,主要适用于煤矿大巷、胶带转载点等作业场所。其缺点为压风供给不足时雾化效果不明显,不能形成有效的水雾,受压风影响严重,且喷雾的开关相对固定,需人工开启与关闭;当巷道内的喷雾开启后,人员要通过喷雾,若不想被喷雾淋湿则需要关闭喷雾,人走后则喷雾无法自行开启,喷雾失去降尘的作用,若不关闭开关通过喷雾,则容易淋湿行人、材料及设备。针对井工一矿当前井下主要围绕巷道清淤及对清淤完成巷道的修复,所产生的粉尘浓度急剧升高,传统的风水联动喷雾降尘装置的降尘效果已完法满足降尘的需要。因此传统对传统的风水联动喷雾降尘装置进行改造,提高其降尘效果,满足井下降尘的需求。

2光控自动喷雾降尘装置的改造研究

光控自动喷雾降尘装置则在传统喷雾的基础上添加了自动化程序,很好地解决了喷雾开关问题。该自动喷雾装置主要由光控传感器、控制器、电磁球阀、喷头、水管及电缆组成。装置的电气原理框图见图1所示。

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图1:光控自动喷雾降尘装置的电气原理框图

 光控传感器主要由红外接收器、放大器、比较器及输出电路等构成,其作用是收集人体热量产生的红外线,经菲涅尔透镜的汇聚,激发红外接收器产生微弱的低频信号,经二级放大、比较处理后由输出电路传送到控制器的微型电脑(CPU)。

控制器主要采用集成电路结构,由微电脑数字时钟控制电路、红外控制电路及继电器等部分组成。当人体红外信号经光控传感器接收并形成低频信号传输到微电脑后,微电脑进行处理并经过数字时钟输出的定时信号输入到定时控制电路,控制电路经由继电器控制安装在水管上的电磁球阀通、断电,从而控制其打开或关闭电动球阀,起到控制停、洒水的目的。微电脑的控制使该喷雾装置具备了定时洒水与持续洒水的功能。在日常工作中,可以根据装置安装地点的实际情况及需求,通过微电脑的程序设置,有效地控制喷雾定时洒水的时间间隔、洒水时长以及有人通过时暂停或延迟洒水的时长等,为净化煤矿巷道施工期间风流中的粉尘、降低粉尘污染起到了极大作用。

3实践应用及效果分析

3.1实践应用安装

井工一矿大巷辅助运输全部采用无轨胶轮车,长期存在尾气污染情况,导致巷道回风质量差,矿内决定在车辆通过较集中区试用光控自动喷雾降尘装置。结合施工现场的情况,具体安装使用如图2所示。具体安装使用示意图见图2。

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图2:光控自动喷雾降尘装置安装使用示意图

3.2使用效果分析

车辆通过较集中区试用光控自动喷雾降尘装置以来,工作状态良好,起到了很好的降尘效果。具体的检测数据如表1所示。

1光控自动喷雾降尘效果

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根据表1数据显示,采用光控自动喷雾降尘装置后,喷浆集中区的降尘率超过了85%以上,喷雾后全尘浓度降低到18mg/m3,所以光控自动喷雾降尘装置的应用是成功的,能超到很好的降尘效果。同时,光控自动喷雾不局限于人为因素,在设定好程序后喷雾的开启与关闭能够实现自动化,合理地解决了粉尘净化的问题,对井工一矿安全生产、文明创建和质量标准化建设起到了巨大作用。综合以上因素,光控自动喷雾降尘装置该可以在井工一矿进行全面的推广应用。

4结论

煤矿井下巷道风流中悬浮的粉尘对井下工作的广大职工职业健康及矿井安全有很大的危害,是造成职工尘肺病、矽肺病、煤矽肺等职业病和煤尘爆炸的主要因素。为了保护井下职工职业健康,必须做好井下的降尘措施。考虑到传统自制风水联动喷雾加工简便,成本低的优点,以及在实际使用过程中受到人工开、关以及雾化效果的因素影响,导致多数情况下喷雾未正常使用或粉尘净化效果不佳的缺点。利用光控自动感应装置与传统自制风水联动喷雾结合,开发了一款光控自动喷雾降尘装置。该装置可以实现喷雾的开启与关闭自动化,数据检测结果表明该装置的降尘效率超过了85%,能有效的降低粉尘的浓度。

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