路建軍

（山西長治郊區(qū)煤炭工業(yè)局，山西 長治 046000）

煤炭規(guī)模化生產(chǎn)過程中的瓦斯、煤塵依然是安全管理的重心，一旦發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸，產(chǎn)生的爆炸沖擊波往往會沿著巷道延伸的方向繼續(xù)擴大范圍，從而引發(fā)多次連續(xù)爆炸，危及整個礦井[1]。

煤礦主要采用隔爆水槽、水袋、巖粉棚等隔爆設(shè)施來阻止或減弱瓦斯、煤塵爆炸危害[2]。但隔爆設(shè)施需要經(jīng)常性維護，人的不確定性往往造成工作滯后，在實際生產(chǎn)過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)隔爆設(shè)施內(nèi)無水現(xiàn)象。隔爆設(shè)施新技術(shù)的研究與應用，可以大大節(jié)約人工費用，提高礦井自動化水平，具有較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

1 隔爆水槽自動加水及在線監(jiān)測報警裝置

1.1 裝置組成

隔爆水槽自動加水及在線監(jiān)測報警裝置由KJ90N監(jiān)測分站、電磁球閥、普通高分子管路、液位傳感器等物件組成。

1.2 裝置制作及工作原理

隔爆設(shè)施進水引自大巷防塵管，在進水管路的中部安裝電磁球閥，通過分站給出的不同信號分別控制球閥的開與關(guān)，從進水管路上根據(jù)需要引出多個分支，保證各個分支均能接到隔爆設(shè)施的上方，加水支管分別鉆有不同口徑的出水孔，根據(jù)水槽水量的不同，自動選取合適位置的出水孔出水，這樣保證在加水時所有水槽可以同時灌滿。

為保證系統(tǒng)能實時監(jiān)測水槽水量的變化情況，分別在水槽的頭、中、尾三排安設(shè)兩臺液位控制器，并與KJ90監(jiān)測分站相連接，分站將信息處理后傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控系統(tǒng)，電磁閥的開與關(guān)由監(jiān)測分站收到液位控制器的不同信息分別處理。

液位傳感器系統(tǒng)由多個部件組成，其中主要部件為液位控制器，當隔爆設(shè)施內(nèi)的水位正常時，控制器上浮球與控制器上環(huán)部位接通構(gòu)成回路，催動電磁繼電器動作，信號經(jīng)分站處理后使電磁球閥關(guān)閉，從而停止注水。當水位經(jīng)過一段時間下降后，浮球也隨水位下降，與水位傳感器金屬電極分離，分站接受到不同的信號后激發(fā)電磁繼電器復位，同時將信號傳輸?shù)降孛姹O(jiān)控中心，實現(xiàn)水量不足預警，之后供水電磁閥打開實現(xiàn)正常供水，當水位達到正常規(guī)定要求時，控制器上浮球與控制器上環(huán)部位接通重新構(gòu)成回路停止注水[3]。

1.3 在線顯示設(shè)置

本系統(tǒng)通過KJ90N瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對隔爆水槽水位的在線監(jiān)測，隔爆水槽裝置加水時，信號經(jīng)分站處理后上傳到地面監(jiān)控系統(tǒng)顯示為“正在加水”，加水完成后信號經(jīng)分站處理后上傳到地面監(jiān)控系統(tǒng)顯示為“水量正常”，通過隔爆設(shè)施在線監(jiān)測技術(shù)的使用，實現(xiàn)了地面實時對井下隔爆設(shè)施的重點管理，確保了礦井的安全生產(chǎn)。隔爆水槽自動加水及在線監(jiān)測報警裝置示意圖如圖1所示。

圖1 隔爆水槽自動加水及在線監(jiān)測報警裝置示意圖

2 現(xiàn)場應用

2.1 試驗礦井概況

吉安煤業(yè)礦井位于山西省長治市郊區(qū)，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為60萬t/a，礦井主要進回風巷采用紅外線自動噴霧進行降塵，綜放工作面采用機組紅外噴霧進行降塵，各轉(zhuǎn)載點均安設(shè)了手動噴霧，這些防塵設(shè)施的應用，在一定程度上起到了降塵作用，為礦井井下職工創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境。礦井瓦斯等級為低瓦斯礦井，現(xiàn)采的3號煤層自燃傾向性等級為Ⅲ級，為不易自燃煤層，煤塵具有爆炸性[4]。因此，防治煤塵爆炸成為礦井安全工作的重中之重，該礦采用隔爆水槽作為抑制煤塵爆炸的主要方法之一。

2.2 現(xiàn)場應用

吉安煤業(yè)共安裝隔爆水槽11組，本項研究成果主要在軌道大巷進行了試驗應用，通過現(xiàn)場近半年的觀察使用，本裝置靈敏可靠，誤動作率低，若在全礦推廣應用，將極大減少人工成本，按全礦11組計算，實際每班維護2組，用工2人/組，維護一次用工11個，按150元/工計算，維護一次用工工資為1650元，一年用工工資將近8萬元，而隔爆水槽自動監(jiān)測注水系統(tǒng)的應用，保證了全礦井所安裝的隔爆水槽時時處于水滿狀態(tài)，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3 隔爆設(shè)施自動注水與在線預警技術(shù)的優(yōu)點

（1）節(jié)省了人工。傳統(tǒng)加水工作至少需要2個工人同時作業(yè)，且一個班次最多能完成兩組隔爆設(shè)施的加水工作，采用新技術(shù)后，加水工作隨時完成，無需再進行人工加水，實現(xiàn)了隔爆設(shè)施加水自動化作業(yè)。

（2）提高工作效率和安全保證。傳統(tǒng)人工在大巷加水作業(yè)時，一旦有行人和機車通過，就會給作業(yè)造成極大的不便，且在加水時，隔爆水槽容易發(fā)生脫落，采用自動加水在線監(jiān)測技術(shù)后，較大地提高了工作效率，安全系數(shù)也大大提高。

（3）實現(xiàn)了隔爆水槽數(shù)字化管理，地面監(jiān)控人員能隨時掌握水量的變化情況，避免了因加水不及時而導致水量不足問題的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

通過應用隔爆水槽自動加水與在線預警系統(tǒng)后，礦井實現(xiàn)了全天候自動化加注水、保證了隔爆水槽水位實時處于正常狀態(tài)，使礦井安全生產(chǎn)得到重要保障，具有極大的推廣應用價值。