风水联动放炮自动喷雾装置设计及应用.pdf

第 2 7卷第 l 2 期 2 0 0 8 年 1 2月 煤炭技术 Co a l T e c h n o l o g r V0 】 ． 2 7． No ． 1 2 De c ． 2 o o 8 风水联动放炮自动赜雾装置设计及应用 刘雨涛，张红军 永煤集 团 龙宇能源车集煤矿 ，河南 永城 4 7 6 6 o o 摘要 矿尘是困扰井下安全生产的最大因素之一 ， 而放炮 作业产生的粉尘 占很 大 比例 ， 通 过对现场观测 研究 ， 合 理选取了放炮 喷雾装置 的动力来 源和提高雾 化效果 的喷雾 介质 ， 设计 出风 水联动放炮 自动喷雾装置 ， 实现 了可靠 的 自动喷雾 ， 提高 了雾化水平。对矿井除尘工作有一定参考意义。 关键词 矿井放炮除尘 ；风水混合 ；自动喷雾 中图分类号 T D 7 1 4 文献标识码 A 文章编号 1 0 o 8 8 7 2 5 2 o 0 8 1 2 0 o 2 6 0 2 De s i g n a n d Ap p l i c a t i 0 n 0 f Bl a s t i n g Au t 0 ma t i c S p r a y e r wi t h t h e Li n k a g e 0 f W i n d a n d W a t e r U U Yut a 0。Z HANG H0 n gi u n J u j i C o a 1 Mi n e 0 f I 一 0 n g y u E n e r g S t 0 c k-Y o n g c h e n g Mi n i n g I n d u s G r o u p，Y 0 n g c h e n g 4 7 6 6 o o ，C h i n a Ab s t r a c t Mi n e d u s t i s o n e 0 f t h e b g e s t e f f ．e c t o n u n d e H n i n e s a f e t y，wh i c h i s mo s dy p md u c e d b y b l a S t i n g． T h r o u g h t h e f i e l dt e s t ，t h e p o we r s u p p l y o f b l a s t i n g s p r a y e r a n d t h e s p my i n g me d i u m f l0 r d e v e l o p i n g t h e p u l v e r i z a t i o n a r e s e 1 e c t e d r e a s o na b l y，wh i c h r e s u l t i n t h e c r e d i b 1 e a u t o ma t i c s p r a y i n g a n d t h e p u l v e r i z a t i o n d e v e l o p me n t ． T h e a c h i e V e me n t c a n b e r e f e 盯e d t o t h e mi n e d e d u s t i n g． Ke y wO r d s mi n e b l a s t i n g d e d u s t i n g；mi x t u r e wi n d wi t h wa t e r ；a u t o ma t i c s p r a y i n g O 引言 矿 尘 始 终 是 困 扰井 下 安 全 生 产 的最 大 因素 之 一 ，危害很大。长期从事采掘和粉尘作业环境的职 工 ， 易引起尘肺病 ； 另外 在粉尘作业 场所工作 的职 工 ， 视线易受阻挡 ， 操作 中易造成人身事故 ；其最大 3 移架前 ， 要仔细检查管路连接是否完好， 防 止受到 挤压 。 4 移 架期 问 ， 不得 随意敲击 油缸 、 活柱 ， 以防损 坏密封 和镀铬 层 ， 支 架 移 不动 时 ， 必须 停 止 ， 查 找 原 因 ， 待 问题处理 后方 可继续工作 。 5 支架移到位后 ， 必须使前 3 根 立柱垂 直顶梁 和 底座方可升柱升紧支架， 顶梁不接顶处要保证接顶。 6 对支柱注液或卸载结束后 ， 保证支柱初撑力 符合要求， 手把必须恢复到零位。 2 ． 4试 用效 果 1 支架结 构简单 、 容易操 作 、 维护 方便 。 2 支架梁 与梁之 间是通过 滑动梁 联接在一 起 ， 具有整 体性 支护 的优点 ， 不会 发生摧垮 型 冒顶 事故 ， 安全 系数 大大提 高。 3 原支护形式上下付巷端头需要 4人， 全部人 工操作 ， 而且 程序 复杂 ， 劳动强度 大。应用 自动步移 液压端头支架后仅需 2个人 ， 液压系统控制 ， 机械化 程度 提高 ， 劳动强 度 降低 ， 工 效 明显 提 高 ， 避 免 了长 丌型 钢梁 弯 曲 、 变形 、 甚 至 折 断造 成 的人 员挤 伤 、 端 头冒顶等现象， 大大提高了安全可靠性。 4 原支护形式支柱初撑力为 5 5 k N， 支柱钻底 量 1 o 0～ 5 0 0 m m。应用该支架后， 支柱初撑力为 2 4 5 k N， 端头支护强度提高了 4 ． 5倍 ， 钻底量 1 0 0 m m。 5 在工作面 回收上、 下尾巷时， 老塘顶板容易 管理 。 3 改进方 向 1 支架在工作面整个循环完成后还未移架时， 受支柱与底座拉杆影响， 安全出口处于不畅通状态， 要适 当增 加顶梁 长度 。 2 支架在推移过程中， 如果遇到工作面切巷长 度变化 ， 上下付巷转弯时， 支架整体无法转弯 ， 考虑 在顶梁 铰接处加 大左右摆 度 ， 实 现整体能 转弯 。 3 支架循环行程为 1 0 0 0一 ， 在工作面调斜期 间无法 推移 。 4 结 论 1 wH 自动步移 液 压端 头支 架 的成功 应 用 ， 改变了传统的端头支护工艺， 实现液压系统控制 ， 自 动步移 ， 而且大大降低了职工的劳动强度 ， 提高了安 全可靠 性 。 2 该支架在炮采放顶煤工作面的成功应用 ， 为 郑煤集团各生产矿井、 相似工艺的煤矿 中有很高 的 推广及使用价值 ， 有广阔的发展前景。 收稿 日期 2 o 8 一O 7 2 6 ； 修订 日期 2 0 O 8 一 o 9 2 6 作者简介 刘雨涛 1 9 8 4一 ， 男 ， 河南沈丘人 ， 助理工程师 ， 2 O 0 6 年毕业于 中国矿业大学采矿工程专业 ， 现在永煤集 团车集煤矿 从事掘进技术管理工作 ， Em a i l L u Y u T A 1 2 6 ． c 0 m。 第 1 2期 刘雨涛， 等 风水联动放炮 自动喷雾装置设计及应用 2 7 危害在于煤尘具有爆炸危险 ， 易发生煤尘爆炸事故 ， 给矿井安全生产带来很大威胁。因此不断探索矿井 除尘 的工 艺和方 法是 十分 必要 的 。 l 现 场实际及 要 因确认 目前车集煤矿现有除尘水幕 ， 特别是放炮喷雾 全部采用人工启 闭闸阀， 压力水作为喷雾介质。在 现场应用中存在以下问题 ① 自动化程度低 ， 需要人 工跑腿启闭水 阀， 增加 了工人劳动量 ， 且因容易忘记 而导致煤尘隐患 ； ②耗水量大 ， 影响生产其它环节的 用水需求 ； ③雾化效果差 。 为解决上述问题， 对原喷雾装 置设计失败 的主 要原 因总 结如 下 ① 原 喷雾 装 置 的动 力来 源选 取 不 当， 人力启 闭闸阀原理落后 ， 且人的精力有限容易忘 记； ②原喷雾装置的喷雾介质选取简单 ， 单一压力水 作为喷雾介质导致雾化效果差u 。 2 喷雾装置工作原理 本 自动喷雾装置以放炮冲击波作为闸阀开启动 力 ， 简单方便 ； 采用压风 和压力水 混合作为喷雾介 质 ， 雾化效果显著提高。 其具体工作循环为 利用放炮后冲击波的压力 带 动悬 挂在 转轴 上 的 5 0 0 m3 5 0 m m的受力 铁板 围 绕转轴转动 ， 受力铁板对焊接在转轴上 的 自动开启 杆施加压力带动转轴使 风阀和水 阀同时打开 ， 风水 通过 阀体进入 喷雾器实现喷雾。冲击 波过后 ， 受力 铁板 回复到 自然下垂状态 ， 自动开启杆不回复 ， 喷雾 继续 进行 。警 戒 时 间过 后 ， 人进 人 工 作 面 时拉 下 自 动开启杆上的回复拉绳 即可停止喷雾。如图 l ～图 3所 示 。 本装置适用于所有放炮作业工作面。在喷浆或 者挑 顶拉 底等 放 小炮 的情 况 下 ， 本 装 置 可 以通 过 手 动拉 绳启 闭 。 风 水 管 截 I } 阀 图 1 自然状态 图 风 水 管 截 lf ． 阀 图 2响炮 过程图 图 3 自动喷雾图 3 除尘效果及 实 际喷雾效果分析 3 ． 1 除 尘效 果 本装置在车集煤矿 2 7水仓、 2 7 0 3下巷车场以及 2 7 0 3下巷掘进头投入使用。在距离爆破面 2 o 0 m范 围内， 爆破试验 中本装置 动作 率达到 了 1 0 0 ％。实 际降尘效果检测如下 电动薄膜抽气泵在采样头进气 口产生一定的负 压， 抽取 一定体 积 的含尘 空气 ， 采 样 流量 为 2 0 L ， r n i n 。当采用冲击式采样头时， 粗颗粒粉尘因质量较 大而直接被第一级冲击板 涂有硅油 所捕集 ， 而细 颗粒粉尘随气流移动被第二级滤膜所捕集 。滤膜增 量为呼吸性粉尘质量 ， 滤膜增量与冲击板增量之和 即为全尘增量。当采用旋风分离器时 ， 因离心作用 粗颗粒与器壁碰撞而落人集尘斗 ， 细颗粒随气流移 动被滤膜所捕集。滤膜增量 为呼吸性粉尘质量 ， 滤 膜增量与集尘斗增量之和即为全尘质量。 粉尘浓度计算 呼吸性粉尘浓度 R 川 总粉尘 浓度 一 1 0 0 0 ￡ 式 中 ， 厂 2 采样 前 、 后 滤膜 的重 量 ， m g ； G 。 ， G 采样前、 后冲击板的重量 ， m g ； p 采样 器流量 ， 定 为 2 0 L ／ m i n ； f 采样时间 ， 根据现场粉尘浓度而定 ， mi no 3 ． 2 实际 喷雾效 果分 析 不管是逆风喷雾还是顺风喷雾 ， 喷雾进风侧均 是粉尘浓度最大的点 ； 逆风 向喷雾效果好于顺风喷 雾。从实测结果可见 逆风喷雾时 ， 喷雾位置全尘和 呼吸性 粉尘浓 度， 由下点 1 2 o 0 m g ／ r n 3和 上点 2 7 1 m g ／ m 3 降至 2 5 m g ， m 3 和 9 ． 4 I I lg ／ I I l 3 ， 降低 9 8 ％ 和 9 6 ． 5 ％ ； 顺 风 喷雾时 ， 喷雾 位置 全尘 和呼 吸性粉 尘浓 度 ， 由下点 l 2 0 0 I I ]嘱 ／ r n 3和上点 2 7 l m g ， r n 3降至 3 2 ． 5 m g ／ m 3 和 1 4 m g ／ ， 降低 9 3 ％和 9 1 ． 7 ％。从以上数据可 见降尘效果非常明显 。 4 结束语 本装置在现场受到工人 的欢迎 ， 效果甚佳。通 过 总结本装 置 有如下 创新点 1 提高“ 通防” 安全系数 ， 避免 了放炮忘记打开 喷雾造成矿尘隐患的发生。 2 提高雾化水平 ， 同时节约了压力水 。 3 节约 人力 ， 不 再 需 要 人 工 打 开 喷雾 ， 提 高 了 作业 自动化 水平 。 4 利于推广 ， 该装置结构简单 ， 加工方便 ， 成本 极低 。 参 考文献 [ 1 ] 郭声琅 ， 泪旭光 ． 中国工程 爆破 的成就 与发展 战略[ J ] ． 工程爆 破 ． 1 9 9 9 ， 5 4 1 1 7 ． [ 2 ] 杨军 ． 岩石爆破理论模型及数值模拟[ M] ． 北京 冶金工业 出版 社 ． 2 0 0 2 ．