王 濤

（山西陽煤集團(tuán)有限公司，山西 陽泉 045000）

引言

陽煤一礦運(yùn)輸大巷消塵采用自動(dòng)噴頭管路，由于噴頭管路的霧化狀態(tài)較差，在停止噴水時(shí)，噴頭仍舊不間斷地漏水，漏水嚴(yán)重時(shí)將車場的軌道浸濕，造成軌道地軟或巷道泥濘等隱患，雖然采取了一些灑水措施，但灑水車的效果不是很明顯，加之用水量較大，巷道全程噴灑一次需要投工5人，消耗用水10t左右，WKZSC－1無源礦用智能灑水車由機(jī)車運(yùn)輸牽引，運(yùn)行過程中可向井道壁連續(xù)噴出高壓水珠，每分鐘灑水0.25m3，形成環(huán)形水幕，能覆蓋360 ℃的巷道范圍，以前人工沖刷一條長3 000m 運(yùn)輸大巷需要6個(gè)人一天多的工作量，現(xiàn)在只需要30min就可完成，投用效果明顯，徹底消除了運(yùn)輸大巷人工防塵存在的一系列安全隱患，噴射出水流成高霧狀或細(xì)珠狀，壓力均勻，防塵效果相對較好。它主要特點(diǎn)節(jié)能采用三級錐正齒輪傳動(dòng)，空壓機(jī)組的自動(dòng)卸荷裝置，氣電計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，高壓氣水噴霧技術(shù)，特別對瓦斯突出的礦井來講，更有適用意義。

1 無源礦用智能灑水車工作原理

WKZSC－1無源礦用智能灑水車，采用目前業(yè)界領(lǐng)先的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，無線通信應(yīng)用廣泛的最新一代無線射頻技術(shù)，是工作在2.4G 全球免申請頻段設(shè)計(jì)的低功耗無線數(shù)字通信。傳輸速率高、高靈敏度、數(shù)據(jù)誤碼率小于萬分之一，并且可在軟件設(shè)置地址碼，多機(jī)工作下具有數(shù)據(jù)防碰撞設(shè)計(jì)，是工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，可以在極惡劣的環(huán)境下工作，具有體積小、工作穩(wěn)定、產(chǎn)品一致性能好等特點(diǎn)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)先進(jìn)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)良。機(jī)車與灑水車之間采用串行無線數(shù)據(jù)通訊，機(jī)車發(fā)送噴灑指令數(shù)據(jù)包給灑水車，灑水車收到數(shù)據(jù)包后進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)接收數(shù)據(jù)正確后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，執(zhí)行完成將執(zhí)行結(jié)果反饋給主機(jī)車進(jìn)行確認(rèn)。機(jī)車司機(jī)可隨時(shí)通過計(jì)算機(jī)上的液晶屏可觀察灑水車的工作狀況，灑水車在機(jī)車司機(jī)操作下，通過發(fā)射機(jī)發(fā)出多功能噴灑指令進(jìn)行工作。

通過電機(jī)車牽引灑水車進(jìn)行工作，灑水車?yán)眠\(yùn)行慣性行走裝置帶動(dòng)空壓機(jī)和水泵工作，將壓縮空氣打進(jìn)儲(chǔ)氣罐內(nèi)，再由儲(chǔ)氣罐的0.6 MPa壓縮空氣與水泵送來的水一起進(jìn)入高壓氣水混合器里，再由高壓氣水混合器分送到各個(gè)操作控制閥，再由各個(gè)操作控制閥通過組合三通閥進(jìn)入各個(gè)管路執(zhí)行各個(gè)功能。

2 無源礦用智能灑水車在運(yùn)輸大巷中的應(yīng)用

山西陽煤集團(tuán)有限公司（以下簡稱陽煤）一礦運(yùn)輸大巷長約15 000km，由于大煤量的電機(jī)車運(yùn)輸，使陽煤一礦運(yùn)輸大巷的煤塵到處飛揚(yáng)，井下的空氣環(huán)境比較惡劣，為了改善井下空氣環(huán)境，陽煤一礦引進(jìn)了WKZSC－1無源礦用智能灑水車。該灑水車是由機(jī)車拖動(dòng)，利用機(jī)車的運(yùn)行慣性通過灑水車上的走行系統(tǒng)帶動(dòng)齒輪傳動(dòng)部分，將慣性力轉(zhuǎn)換成機(jī)械能帶動(dòng)空壓機(jī)和水泵工作，把從濾清器過來的壓縮空氣送到儲(chǔ)氣罐里?？諌簷C(jī)組提供0.6MPa的壓縮空氣給儲(chǔ)氣罐，再由儲(chǔ)氣罐分送到氣水混合器里，然后到各個(gè)電磁閥。在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一管理下，再由電磁閥通過組合三通閥進(jìn)入各個(gè)管路執(zhí)行各個(gè)功能；在負(fù)氣壓作用下，將一定壓力的水以霧狀和均勻的細(xì)水珠噴出，并可立體噴灑。當(dāng)氣壓達(dá)到0.6 MPa時(shí)氣壓傳感器輸出3 V 的電壓信號(hào)給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)電磁閥停止空壓機(jī)工作，使空壓機(jī)無載運(yùn)轉(zhuǎn)。而且無源發(fā)電系統(tǒng)，取消逆變電源，通過機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，保證灑水車上的控制設(shè)備用電。

電機(jī)車拖動(dòng)灑水車運(yùn)行的同時(shí)，空壓機(jī)和水泵開始工作，電機(jī)車拖動(dòng)灑水車運(yùn)行300m 后，空壓機(jī)和水泵已將壓力增至工作壓力。在機(jī)車上的計(jì)算機(jī)控制器的液晶顯示器顯示出灑水車上的空氣壓力和水的壓力，并指示現(xiàn)在可以進(jìn)行灑水工作。當(dāng)灑水操作時(shí)，計(jì)算機(jī)控制器上設(shè)有全霧噴、左霧噴、右霧噴、上霧噴、下霧噴、全珠噴、左珠噴、右珠噴、上珠噴、下珠噴觸摸按鈕，司機(jī)根據(jù)需要操作不同的按鈕進(jìn)行灑水工作。當(dāng)進(jìn)行灑水工作時(shí)，機(jī)車計(jì)算機(jī)控制器發(fā)送噴灑指令給灑水車，灑水車的接收控制器收到指令后進(jìn)行校驗(yàn)，確認(rèn)接收數(shù)據(jù)正確后啟動(dòng)電磁閥高壓氣水進(jìn)入混合器進(jìn)行灑水工作。整個(gè)電氣控制設(shè)備用電由機(jī)車提供24V或12V直流電源，整個(gè)控制系統(tǒng)還備有蓄電池組，保持對控制系統(tǒng)連續(xù)供電，機(jī)車上直流電源也可以對它進(jìn)行浮充電。

通過應(yīng)用WKZSC－1無源礦用智能灑水車，陽煤一礦運(yùn)輸大巷消塵裝備的實(shí)現(xiàn)了智能現(xiàn)代化，無源氣動(dòng)，無線數(shù)據(jù)傳輸，計(jì)算機(jī)控制，達(dá)到節(jié)能、防爆、安全高效的礦井消塵。消除了該礦井下自動(dòng)防塵的“盲區(qū)”，實(shí)現(xiàn)井下綜合防塵自動(dòng)化，使井下空氣更為清新、濕潤、自然。

3 無源礦用智能灑水車產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益

每臺(tái)同樣的空壓機(jī)需2kW 電機(jī)帶動(dòng)，每臺(tái)空壓機(jī)電機(jī)每班工作約6h，消耗12kW，一天三班消耗36kW，一年消耗13 140kW，而本產(chǎn)品利用運(yùn)行慣性帶動(dòng)的空壓機(jī)一年節(jié)約13 140kW。并可節(jié)約大量的人工工時(shí)，以及每公里可節(jié)約10m3水，每年為防塵用水節(jié)約近10萬t水。每年節(jié)約人工防塵費(fèi)用約100余萬元。

4 結(jié)語

WKZSC－1無源礦用智能灑水車不僅填補(bǔ)了國內(nèi)空白，它還具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。WKZSC－1的主要特點(diǎn)機(jī)車控制裝置與灑水車之間采用無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)：抗干擾能力、延長總線傳輸距離、節(jié)能、體積小、防爆，該設(shè)備徹底消除井下運(yùn)輸大巷防塵存在的一系列安全隱患，大大提高了運(yùn)輸大巷消塵工作的連續(xù)性，消塵效率明顯提高。該設(shè)備不但節(jié)能而且防爆。在煤炭行業(yè)中極具推廣應(yīng)用價(jià)值。

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［2］蔣壽生.礦用灑水車噴灑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究［J］.煤礦機(jī)械，2008（4）：9.

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