粉尘超限喷雾降尘装置改造研究与应用.doc

粉尘超限喷雾降尘装置改造研究与应用枣庄矿业集团田陈煤矿通防科陈国庆 魏振全 杨后勤 李民阁摘要：概述了粉尘超限喷雾降尘装置的技术研究及工作原理，技术参数与特点。分析了型粉尘超限喷雾降尘装置在煤矿运输巷的应用及检验结果，阐述粉尘超限喷雾具有良好的应用价值。关键词：粉尘浓度超限；喷雾降尘；传感器；粉尘浓度超限喷雾技术研究与应用，是在光控自动洒水装置和粉尘浓度传感器的基础上开发的智能化粉尘浓度设限喷雾装置。其特点是：测量快速准确、灵敏度高、性能稳定、可预置K值、直接显示并输出粉尘质量浓度。主要用于煤矿井进、回风大巷、采掘工作面进、回风大巷及其它需要对粉尘浓度喷雾降尘的场所，实现在线监测粉尘浓度、净化风流。一、矿井粉尘概述煤矿生产过程中的物料在输送、装卸、堆放过程中，所产生的各种矿物的细微颗又称为粉尘，一般分为煤尘和岩尘两种。从环境保护的角度看，粉尘是人体健康的大敌。尤其是粒径在50.5m之间的漂尘，可长期漂浮在空气中，对机器仪器仪表尤其对人体的危害最大，给防尘工作增加了难度，直接影响防尘效果。矿尘是威胁矿井安全生产的重大自然灾害之一，具有很大的危害性,表现在以下几个方面: (1)污染工作场所,危害人体健康,引起职业病；(2)某些矿尘(如煤尘,硫化尘)在一定条件下可以爆炸；(3)加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命；(4)降低工作场所能见度,提高工作效率。二、粉尘浓度超限喷雾技术研究的必要性在采掘机械化程度逐步提高的情况下，做好粉尘控制管理工作已迫在眉睫。田陈煤矿现开采3上、3下两个煤层，煤尘爆炸指数为3上煤层38.57%，3下煤层42.65%，如防尘设施使用不正常，容易造成煤尘堆积、超限、气扬，容易发生煤尘爆炸事故，如何防止生产性粉尘的危害，保护职工的健康、创造良好的工作环境和生产的正常进行，是煤矿生产单位的一项重要工作。煤矿安全规程第738条规定：“煤矿企业必须加强职业危害的防治与管理，做好作业场所的职业卫生和劳动保护工作，采取有效措施控制尘、毒危害，保证作业所场符合国家职业卫生标准”。在机械化程度较高的今天，采煤速度大幅提高，每班循环进度增加，原有粉尘超限喷雾降尘装置存在控制器不能显示粉尘超限浓度、延时时长、控制器不具有调节功能、不能远程控制等缺点，且只具有粉尘超限时喷雾，平时不能作为喷雾使用，很大浪费了资源，不能很好的起到降尘净化风流的作用。三、粉尘超限洒水装置工作原理该装置由控制箱、粉尘浓度传感器、光控传感器、电磁阀等部分组成。超限喷雾装置主要用途及使用范围：该装置主要用于煤矿井下进风大巷、回风大巷、采掘工作面进、回风巷道及其它需要对粉尘浓度设限喷雾降尘的场所，实现在线监测粉尘浓度、净化风流；优点：装置具有设限喷雾功能，可实现按需要喷雾降尘，节约水电，同时用一台粉尘浓度传感器，按粉尘浓度设定值控制1-4个电磁阀，同时开启或同时关停1-4道水幕，在水幕两侧可安设2-4个光控传感器，当光控传感器探测到人体信号，就使全部水幕延时喷雾一段时间，延时时间到后在喷雾，装置中控制箱具有参数存储功能，断电后恢复供电，系统仍按原存储的参数进行工作；装置设限浓度值范围宽，可在（10490）mg/m3。粉尘超限喷雾降尘装置工作原理：利用粉尘浓度传感器在线监测粉尘作业场所的粉尘浓度，当粉尘浓度超过设定值时，控制箱控制电磁阀打开，开始喷雾；当粉尘浓度小于设定值时，控制箱控制电磁阀关闭，停止喷雾。在喷雾期间，如果有人员通过喷雾地点，光控传感器探测到人体感应信号，装置自动延时喷雾。附：工作原理示意图四、通过技术改造后粉尘超限喷雾喷雾装置功能4.1显示功能装置中控制箱具有下列显示功能显示两台粉尘传感器的浓度值：“C”或“Dxxx”；显示延时时间:“FL-xxx”、“F1-xxx”或“F2-xxx”；显示参数设置信息、错误信息等：“P-xxx”、 “F-xxx” 、 “EE-”、“PP-”；显示指示灯会随装置工作状态的变化而变化。4.2参数设定功能装置具有通过遥控发送器对控制箱进行相关参数设置的功能，装置可设定的参数及范围如下：超限值范围：（10490）mg/m3喷雾延时时间：（10999）S工作方式设置：“H-1”或“H-2”4.3喷雾控制功能控制箱接收粉尘浓度传感器信号，并与设定的浓度值相比较，若过设定的浓度值，则打开电磁阀，开始喷雾降尘，低于设定的浓度值，关闭电磁阀，停止喷雾。喷雾期间，若检测到人员经过，则关闭电磁阀，经过相应的延时时间，打开电磁阀，继续喷雾。为防止在设限浓度值附近电磁阀反复动作，装置设定了回差范围，并有一定的延时时间。将程序上回差固定设为5mg/m3，下回差固定设为10mg/m3。例如：超限浓度值设定为30mg/m3，装置从非喷雾状态到喷雾状态的切换实际点在35mg/m3以上，并延时约10S，开始喷雾；同样装置从喷雾状态到非喷雾状态的切换实际点在20mg/m3以下，并延时60S,停止喷雾。电磁阀延时时间具有重复触发的功能，即在电磁阀延时时间内如有新的触发信号，则重新开始倒计时。4.4多种工作方式功能装置可通过遥控发送器对控制箱设置2种不同的工作方式。工作方式一：只用1台粉尘传感器，按粉尘设定值控制14电磁阀，同时开启或同时关停14道水幕；在水幕两侧可安设24个光控传感器，当光控传感器，当光控传感器探测到人体信号，就使全部水幕延时喷雾一段时间，延时时间到后再喷雾；工作方式二：2台粉尘浓度传感器共同控制最多4个电磁阀，控制箱以接收到2台粉尘浓度传感器中最大的粉尘传感器值作为控制的依据，当任意1台传感器的粉尘浓度值超过设定的喷雾浓度值时，装置开始喷雾，2台粉尘浓度传感器都低于设定的喷雾值时，停止喷雾。4个光控传感器分为二组，1、2路为第一组，3路、4路为第二组。第一组控制1路、2路电磁阀，只要第一组光控传感器有一个探测到人体信号，就使1路、2路电磁阀延时喷雾一段时间，3路、4路电磁阀仍可照常工作；第二组控制3路、4路电磁阀，只要第二组光控传感器有一个探测到人体信号，就使3路、4路电磁阀延时喷雾一段时间，1路、2路电磁阀仍可照常工作。4.5联网功能装置可将A接口粉尘浓度传感器数据传给井下监控分站。4.6参数存储功能装置中控制箱具有参数存储功能，断电后恢复供电，系统仍按原存储的参数进行工作。4.7、主要技术指标4.7.1供电电源额定电压：36V.AC、127V.AC、220V.AC任选；波动范围：80%120%；频率：50HZ,允许偏差5%4.7.2最大容量最多可带2台粉尘浓度传感器，4路光控传感器，4路电磁阀，控制4路水幕。4.7.3超限值范围装置可在（10490）mg/m3范围内，设定的延时误差为5S4.7.4光控传感器控制距离光控传感器最大控制距离：9m4.7.5传输距离控制箱到粉尘传感器最大距离：100m控制箱到光控传感器最大距离：500m控制箱到监控分站最大距离：1000m4.7.6喷雾水压力喷雾水压力（0.27.0）Mpa，关闭后的断水时间10 S 。五、粉尘超限洒水装置使用效果检验该装置已在7112工作面、7111运输巷安装使用。工作面浮游煤尘在尽可能短的距离内捕捉下来，净化了风流，缩小了浮游煤尘的漂移距离和煤尘的沉积区域，从而减轻回风巷的煤尘危害和隐患。粉尘浓度大大降低，从而保障职工身心健康，创造良好的工作环境。粉尘超限喷雾洒水装置的技术特点：不仅在粉尘超限时能够自动进行降尘，同时能够进行远程地面控制；粉尘超限喷雾洒水装置具有操作维护简单、系统性能稳定可靠、喷雾耗水量低(仅为一般喷雾的1/6)的特点；降尘效果：喷雾压力：538Mpa，喷雾流量：236L/min，总粉尘降尘效率：80%，呼吸性粉尘降尘效率：65%。六、粉尘超限喷雾应用价值粉尘浓度传感器于监测系统联网后实现远距离粉尘在线实时监测监控，由粉尘浓度自动分析系统、自动喷雾系统、浓度超限报警系统和地面监测远程控制系统组成。并网后的监控系统除具有粉尘浓度超标自动报警、自动净化水喷雾，设备故障报警、远程控制等功能，同时可以实现自动保存历史记录、实时显示测试结果和系统保护功能。该系统研制成