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        掘進(jìn)巷道卸煤點(diǎn)泡沫自動抑塵系統(tǒng)研究與應(yīng)用

        2021-06-05 07:01:46
        山東煤炭科技 2021年5期

        王 超

        (山西潞安集團(tuán)左權(quán)五里堠煤業(yè)有限公司,山西 晉中 032600)

        掘進(jìn)巷道帶式輸送機(jī)機(jī)頭卸載點(diǎn)是產(chǎn)生高濃度粉塵主要場所之一,卸載點(diǎn)主要安裝噴霧灑水裝置進(jìn)行降塵,但是由于傳統(tǒng)噴霧灑水裝置自動化水平低需人工操作,增加了勞動作業(yè)強(qiáng)度,而且傳統(tǒng)噴霧灑水裝置無法根據(jù)輸送機(jī)運(yùn)煤量進(jìn)行自動控制灑水量,導(dǎo)致巷道內(nèi)靜壓水損失量大,自動噴霧降塵效果差。以五里堠煤礦2102 運(yùn)輸順槽為例,在巷道內(nèi)SSJ-800 型帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)安裝一套泡沫自動抑塵裝置,降低了卸載點(diǎn)粉塵濃度,進(jìn)一步提高巷道防塵效果[1-5]。

        1 概述

        山西潞安集團(tuán)左權(quán)五里堠煤業(yè)有限公司2102運(yùn)輸順槽東為2101 工作面采空區(qū),西為未開采區(qū),南為2102 工作面切眼,北為下組煤集中回風(fēng)、集中膠帶、集中輔助運(yùn)輸下山。

        2102 運(yùn)輸順槽設(shè)計(jì)長度為1400 m,巷道設(shè)計(jì)斷面規(guī)格為寬×高=4.5 m×3.5 m,巷道掘進(jìn)煤層為15#層,平均厚度為6.17 m。該煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,多數(shù)煤層夾矸層數(shù)為3 層,局部夾4 層矸石,有時(shí)為2 層夾矸。

        2102 運(yùn)輸順槽采用機(jī)械化掘進(jìn)工藝,采用EBZ260 型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn),掘進(jìn)機(jī)后部轉(zhuǎn)載機(jī)與巷道內(nèi)安裝的SSJ-800 型帶式輸送機(jī)連接,帶式輸送機(jī)與盤區(qū)DTL120 型帶式輸送機(jī)搭接聯(lián)合出煤,SSJ-800 型帶式輸送機(jī)與DTL120 型帶式輸送機(jī)搭接高度為1.7 m,搭接處安裝一道防塵水幕對卸煤點(diǎn)進(jìn)行降塵處理。

        由于巷道掘進(jìn)的15#煤層揮發(fā)性高,2102 巷前期掘進(jìn)過程中SSJ-800 型帶式輸送機(jī)卸煤點(diǎn)粉塵濃度高達(dá)80 mg/m3,傳統(tǒng)噴霧灑水裝置不僅降塵效果差,而且造成靜壓水浪費(fèi)嚴(yán)重。經(jīng)研究決定對2102運(yùn)輸順槽內(nèi)SSJ-800 型帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)安裝一套泡沫自動抑塵裝置。

        2 泡沫自動抑塵裝置結(jié)構(gòu)原理

        2.1 泡沫自動抑塵裝置

        泡沫自動抑塵裝置主要由粉塵濃度傳感器、電控裝置、泡沫生產(chǎn)器、噴霧裝置、靜壓風(fēng)水管路、PLC 控制器、聯(lián)鎖開關(guān)等部分組成,如圖1。

        (1)粉塵濃度傳感器安裝在卸載點(diǎn)前方3~5 m處,吊掛高度為1.5 m,傳感器與PLC 控制器連接。傳感器主要用于卸煤點(diǎn)粉塵濃度監(jiān)測,設(shè)定粉塵濃度報(bào)警值為25 mg/m3。

        (2)電控裝置分別與靜壓水管、聯(lián)鎖開關(guān)連接。電控裝置主要由控制器和電控液閥組成,通過聯(lián)鎖開關(guān)對電控液閥進(jìn)行開關(guān)動作,從而實(shí)現(xiàn)泡沫生成器內(nèi)自動注水的目的。

        (3)噴霧裝置主要由固定架、旋轉(zhuǎn)高壓噴頭等部分組成。噴霧裝置在卸載點(diǎn)前方5 m 位置,距卸載滾筒高度為1.0 m。

        (4)PLC 控制器主要用于卸載點(diǎn)粉塵濃度數(shù)據(jù)信號收集、分析,并進(jìn)行信號指令發(fā)送等,是整套裝置中核心配件。

        圖1 泡沫自動抑塵裝置結(jié)構(gòu)示意圖

        2.2 裝置工作原理

        (1)2102 運(yùn)輸順槽在掘進(jìn)期間,當(dāng)卸煤點(diǎn)粉塵濃度達(dá)到40 mg/m3時(shí),粉塵濃度傳感器發(fā)出報(bào)警,并將檢測的粉塵濃度數(shù)值以數(shù)據(jù)信號的方式傳送至PLC 控制器內(nèi)。

        (2)PLC 控制器接收到粉塵濃度數(shù)據(jù)信號后及時(shí)進(jìn)行分析處理,并將電控裝置供電指令發(fā)送至聯(lián)鎖開關(guān)。

        (3)聯(lián)鎖開關(guān)接收指令后及時(shí)對電控裝置供電,電控裝置供電后電控液閥自動打開,并對泡沫生產(chǎn)器內(nèi)注水,泡沫生產(chǎn)器內(nèi)化學(xué)材料注水后在風(fēng)壓作用下產(chǎn)生高濃度泡沫,并通過高壓噴頭噴出對卸載點(diǎn)處粉塵進(jìn)行吸附沉降處理。

        (4)當(dāng)卸載點(diǎn)粉塵濃度低于25 mg/m3時(shí)傳感器再一次將數(shù)據(jù)信號傳送至PLC 控制器,控制器對信號處理后及時(shí)對聯(lián)鎖開關(guān)下達(dá)指令,聯(lián)鎖開關(guān)接收指令后關(guān)閉電控裝置電源,泡沫生產(chǎn)器噴霧裝置停止工作。

        3 裝置優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用效果分析

        3.1 裝置優(yōu)點(diǎn)

        (1)結(jié)構(gòu)簡單。泡沫自動抑塵裝置結(jié)構(gòu)相對簡單,整套裝置成本費(fèi)用為0.84 萬元,成本費(fèi)用低。在實(shí)際應(yīng)用中該裝置故障率低,而且該裝置可適用于不同型號的帶式輸送機(jī)、刮板輸送機(jī)中,實(shí)用性強(qiáng)。

        (2)自動化水平高。該裝置利用傳感器檢測粉塵濃度,利用PLC 控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及指令下達(dá),保護(hù)動作靈敏可靠,實(shí)現(xiàn)了自動降塵的目的。與傳統(tǒng)噴霧灑水裝置相比,該裝置大大提高降塵自動化水平,降低了勞動作業(yè)強(qiáng)度。

        (3)降塵效果好。傳統(tǒng)噴霧灑水裝置主要利用水霧顆粒對粉塵顆粒進(jìn)行吸附并進(jìn)行沉降作用,但是實(shí)際應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn),水霧顆粒小,吸附能力差,而且易受巷道風(fēng)流影響,降塵效果相對較差;而泡沫顆粒體積大、質(zhì)量小且具有很強(qiáng)的吸附能力,降塵效果是水霧顆粒的2 倍以上,降塵效果好。

        (4)提高了巷道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。泡沫自動抑塵裝置解決了傳統(tǒng)噴霧灑水裝置灑水量大、靜壓水損失嚴(yán)重、巷道污水積水量大等技術(shù)難題,有效提高了巷道質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化水平。

        3.2 實(shí)際應(yīng)用效果分析

        2019 年11 月五里堠煤礦在2102 運(yùn)輸順槽帶式輸送機(jī)卸煤點(diǎn)安裝了一套泡沫自動抑塵裝置,截至2020 年5 月2102 運(yùn)輸順槽已掘進(jìn)到位,通過7 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看,該裝置投入使用后卸載點(diǎn)粉塵濃度控制在20 mg/m3以下,與傳統(tǒng)噴霧灑水裝置相比,降塵率提高了27.4%。

        4 結(jié)語

        針對2102 運(yùn)輸順槽掘進(jìn)期間帶式輸送機(jī)卸載點(diǎn)安裝傳統(tǒng)噴霧降塵裝置防塵效果差的問題,研究安裝了一套泡沫自動抑塵裝置。通過實(shí)際應(yīng)用,該裝置提高了巷道降塵自動化水平,巷道降塵效果明顯,并在其他礦(如司馬礦、章村煤礦)得到了推廣應(yīng)用。

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