红柳林煤矿综采工作面智能喷雾降尘系

1、项目设计方案ZP127综采工作面井上监控智能喷雾降尘系统使用单位：红柳林煤矿15206综采工作面设计单位：济南沃尔菲斯科技有限公司设计日期：2015年3月7日一、15206工作面的粉尘问题现场考察结果红柳林煤矿设计年产1000万吨以上，属低瓦斯矿井，煤质为粘结煤。矿井煤层均为厚及中厚煤层，煤层赋存稳定，倾角小，顶底板稳定完整。矿井设计为综采长壁开采。目前主要采用高达7m的大采高液压支架和大功率采煤机及一次采全高的综合机械化开采工艺。采面风速0.7-0.9m/s,粉尘扩散速度不快，现有降尘措施仅为采煤机内喷雾。以下是现场粉尘测定结果：红柳林矿15206工作面粉尘测定表测定地点浓度（mg/）时间班

2、次位置备注全尘吸入性粉尘15206机尾回风口333,4218.65.27四点距工作面30米未开喷雾 15206支架内250.5194.25.27四点距煤机150米未开喷雾15206支架内371279.55.27四点据煤机100米未开喷雾15206割煤处322.31525.27四点距煤机50米煤机内喷雾打开15206割煤处327.7184.15.27四点据煤机20米煤机内喷雾打开我们现场考察表明粉尘主要产生于割煤机的割煤过程，液压支架的落架、移架过程也会产生一部分粉尘。现有的采煤机内喷雾并不能对粉尘浓度的降低产生很大的作用。为彻底解决粉尘问题，实现综采工作面粉尘的全面治理，创建标准化矿井，我公司

3、结合15206综采工作面的特点，在综采工作面自动喷雾降尘项目方案中设计了：采煤机二次负压自动喷雾降尘系统、综采工作面支架智能自动喷雾降尘系统，同时为了降尘系统能够长期可靠的运行在综采面进水口设计了水净化系统。三、采煤机二次负压自动喷雾降尘装置1降尘原理目前15206面的采煤机内喷雾水压低、雾化效果差，降尘效果不明显，以至于采煤机割煤、落煤时生成大量粉尘，同时因为没有及时的降尘措施，致使粉尘迅速的扩散到整个综采面，并涌入回风巷道。所以我们设计了这套高效二次负压自动喷雾降尘装置降尘装置。该喷雾装置与煤机联动，其自动增压系统可把水压提高到7MPa以上，使高压喷雾降尘器形成高速雾化围幕将采煤机割筒完全

4、覆盖，同时围幕周围形成吸尘负压将周围粉尘吸入。降尘效果可达百分之六十五。以下是我们在兖矿集团检测两周得到的数据：使用二次负压降尘系统后各观测点粉尘浓度降低值测量序号点123平均降尘效果使用前粉尘浓度mg/ m3全尘446.8呼尘215.7全尘598呼尘327.1全尘744呼尘430.8全尘降低65.1%呼尘降低66.9%使用后粉尘浓度全尘160.8呼尘77.6全尘215.2呼尘117.1全尘262.6呼尘115.52系统配置系统装置包括：KXP127矿用自动喷洒降尘控制器、矿用高压泵站、真空断路器、水箱、高压水管组成。名称规格单位数量备注增压泵站BZP63/12.5套1自动降尘控制器KXP12

5、7套1高压喷雾除尘器CCQ-L套1高压喷雾除尘器CCQ-R套1快接三通25个1U型卡25个4变节25变13个1三通25个1高压管13（三米长）条5直接13个4U型卡13个1真空短路器大于18Kw台1建议矿方自己配3、技术指标 自动降尘控制器： 额定输入电压：36VAC (真空断路器供电)电源波动适应范围：80%120% 供水电动球阀：1旁通电动球阀: 1适用水压：大于10MPa控制信号：电平或接点信号显示方式：液晶显示参数设置：遥控器设置控制器开关机; 遥控器控制增压系统 ：高压泵额定流量：120L/min高压泵工作压力：大于7MPa 高压泵功率：15KW高压泵额定工作电压：660/1140V

6、AC增压装置水箱容积: 600L增压装置进水: 25# 快接头增压装置出水: 25# 快接头增压装置体积:2000*800*700高压喷雾除尘器 工作压力：712.5MPa喷雾流量：4065L/min雾化粒度：50200um除尘器进水: 13# 快接头除尘器体积: 560*230*2204、性能要求实现喷雾降尘与煤机联动。 除尘器采用高强磁铁吸在割煤机摇臂割筒电机上,安装方便，具有防冲击、抗砸的特点。 装置的增压泵、控制器、电机一体化设计，便于安装、移动和日常维护。 装置能自动切换高压与低压供水，因此可与割煤机冷却水可共用一条水管安装使用方便。装置具有自动进水功能。装置具有缺水自动停机保护功能

7、。装置具有进水控制异常时的防溢水功能。5、安装调试 5.1、将高压除尘器安装在采煤机的两端摇臂电机上，调整角度使其水幕能覆盖采煤机割筒。5.2、割煤机提供一个开停触点信号。5.3、高压水管通过采煤机绕线筒将高压泵与除尘器相连，高压水管采用13#高压胶管或与采煤机共用一条水管。二、综采工作面支架智能自动喷雾降尘系统1、降尘原理每两台液压支架上安装一个喷洒点，采煤机上加装煤机位置发送器，在采煤机移动过程中根据采煤机位置控制喷洒点打开，在采煤机下风端形成6条随采煤机移动的水幕，阻挡采煤机割煤时产生粉尘扩散，有效降低粉尘的浓度。在液压支架上安装压控发射器。落架、移架时在作业支架下风向多个喷洒点同时打开

8、，实现自动喷雾降尘阻尘。在设定的喷雾时间结束后自动关闭。喷洒点在液压支架的前探梁上，由四个防堵雾化喷嘴形成前部扇形阻尘水幕。喷雾量及自动关闭时间可合理设置，从而既能达到有效降尘又能用最少水量实现最佳除尘效果。集中控制器与井下环网链接，可以井上监控喷雾设备。5、系统配置工作面支架数为174，每两台支架设置一台控制器及一个喷洒点，所需设备包括：5.1、KXP127自动喷洒降尘控制器（自带电动球阀）87套，编号为：1-87用于煤机定位、移驾、落架信号接收。5.2、FYF10C矿用压控遥控发射器348只，每个支架配2个，分别串接在落架、移架液压控制管路中，X1Y1-X174Y1共两组分别用于控制落架、

9、移架时给控制器提供触发信号。5.3、采煤机上设置发射器一台，装在采煤机下风端，为控制器提供采煤机位置信号。5.4、集中控制器一套。2、系统设备名称、数量名称规格单位数量备注监控系统软件JKPW001套1JKPW-001集中控制器KXP127套1自动喷洒控制器KXP127套87X1#-X87#落架压控发送器FYF10C台174X1Y1-X174Y1移架压控发送器FYF10C台174X1Y1-X174Y1煤机位置发送器FYF10C台1架间电缆MY-0.38/0.66- 612根88通讯电缆MY-0.38/0.66- 6米500网线5米条1进水管高压胶管108根87出水管高压胶管104.5根87防堵

10、雾化喷头WP-6个348快接三通10个174中间节10个174弯头10个174U型卡13个348压控发送器管件13个348U型卡13个348照明综保4kw台12、系统特点2.1、系统采用集散控制，由多台喷洒控制器和一台集中控制器构成。该系统由集中控制器集中管理，可井下独立运行。同时集中控制器配备以太网接口，能与井下以太环网交换机相连，通过环网将系统各种状态及参数传送到井上，实现地面监控。2.2、系统落架、移架信号及电动阀控制信号全部采用无线通讯，使安装、使用、维护更加简单方便，比传统方式减少电缆200余条，极大程度解决了以往由于电缆过多复杂、易拉断所造成的使用、维护困难的问题。2.3、本系统对

11、液压支架的液压系统没有进行任何更改、变动，从而不会对原来的支架控制系统产生任何影响。2.4、 喷雾控制器用于该系统具有以下特点。2.4.1控制箱、红外接收器、电动球阀一体化设计，结构简单，体积小，外形美观，安装方便，由于采用电动球阀，适用于各种水质且无滴漏。2.4.2控制箱与球阀齿轮箱设计相对隔离，解决了水能进入控制器的问题。2.4.3控制器采用美国MOTOROLA单片机，电路简单，运行可靠，各种功能都可通过编程实现，系统配置灵活、方便。2.4.4控制器设计有大屏幕液晶显示。落架、移架、放煤、煤机位置等参数状态一目了然。2.4.5控制器的各种参数用红外遥控器随时设定，无需打开机箱，使用更加方便

12、，人性化。3、技术指标3.1、 额定电压：AC127V（+15%-20%），50HZ3.2、 待机功耗：每道装置3W3.3、 适用水压：0.28MPa,采用电动球阀3.4、 定位形式：红外线定位传感，精度偏差2组支架3.5、 红外发射：距离10米3.6、 面板显示： 大屏幕液晶显示。3.7、显示内容： 时钟、当前移架、煤机扫描喷雾状态。3.8、 架间通讯方式：无线射频信号或485通讯。3.9、KXP127矿用自动喷雾降尘控制器参数序号代号参数名称参数范围参数说明1A地址编码187控制器的地址编码，按照风向递增2B波特率9600当前的通讯波特率.10、KXP127矿用集中控制器参数 序号参数名称

13、代号参数范围参数说明1波特率B9600当前的通讯波特率2系统喷雾点数P1#87#系统喷雾总点数3移架喷雾量N1010上风向移架喷雾量移架喷雾量N2010下风向移架喷雾量4喷雾延时15600移架时上、下风向喷雾延时时间5落架喷雾量N3010上风向落架喷雾量落架喷雾量N4010下风向落架喷雾量6喷雾延时15600落架时上、下风向喷雾延时时间7煤机联动喷雾量N5010煤机联动上风向喷雾量煤机联动喷雾量N6010煤机联动下风向喷雾量8喷雾延时15600煤机联动上、下风向喷雾延时时间9与煤机间隔L1010煤机联动喷雾时上风向水幕与采煤机的间隔与煤机间隔L2010煤机联动喷雾时下风向水幕与采煤机的间隔10

14、开始时间24小时设备定时运行的开始时间11关闭时间24小时设备定时运行的关闭时间12系统运行设备开始工作运行13系统停止设备停止工作运行4、系统功能4.1、随采煤机联动追踪喷雾降尘功能。当煤机割煤移动过程中，装在煤机上的红外位置传感器可根据移动方向和位置，向控制器发射信号。控制器根据这些信号，确定采煤机的位置，控制相应的电动阀，在采煤机的上、下风端形成数条水幕随采煤机移动，同时打开水幕的条数、水幕距离采煤机的间隔支架的数量、喷洒时间，可通过集中控制器用红外遥控器设定。从而对采煤机作业产生的大量粉尘进行有效的阻隔和降尘。4.2、落架、移架自动喷雾除尘功能当落架、移架时，压控发射器工作，向控制器发

15、射无线触发信号，控制器收到信号后，控制落架、移架作业支架下风端水幕打开，煤机下风端可以同时打开水幕条数、喷洒时间，用户可根据现场情况通过集中控制器用红外遥控器设定。4.3、井上通讯监控功能控制器配备485通讯接口，可与系统中的集中控制器进行通讯。各种参数通过集中控制器设置，同时集中控制器还可将工作面各中信息及参数通过井下环网传到井上。监控系统能实时监测采煤机运行方向、位置和支架落架、移架作业的位置、割煤道数、喷雾除尘等工作面作业信息，并生成生产运行图表及记录等，供生产调度中心、相关职能部门和矿领导指挥决策。7、安装调试7.1、落架、移架发射器图采用检测压力原理，压力监测与发射器一体化设计，与液

16、控阀管路采用快速接口连接，系统工作更加可靠。当落架、移架时，自动发送无线信号。图1：矿用压控遥控发送器7.2、喷雾控制器安装示意图 通常控制器挂在液压支架顶端电缆和水管托架上，靠近液压支柱处，并用螺丝锁紧，液晶显示窗向前。7.3、采煤机定位发射器的安装及供电将发射器箱体安装在采煤机下风端机体上（发射器支架与采煤机体通过强磁吸合），发射端朝向控制器的液晶显示窗口；适当调整发射的仰角及角度，让控制器有利于接收发射器的信号。定位发射器的供电电源为交/直流12-36V。8、系统供电本系统要求配置独立的AC127V/4KVA的照明综保，为其专门供电。9、系统监控界面综采工作面智能喷雾井上监控系统界面 (

17、系统运行图)三、综采面水净化系统15206面的主供水管道为六寸，流量为150-180升每秒，水压为1.5兆帕。水质很差，不能适应喷雾系统的要求。为了使二次负压降尘系统及综采面降尘系统长期有效的工作故加装反冲洗过滤站一套。（选型中）反冲洗过滤站过滤能力等同于或高于工作面主管道的水流量，同时根据所选型号水压衰减状况，适当的加装管道增压泵。四、预期效果以上方案可以使综采面的主要粉尘，即采煤机产生的粉尘有百分之六十可以被二次负压装置所消除，扩散在采面的粉尘浓度可由综采面降尘系统在次降低到百分之85左右，最快速的在粉尘的产生区域消除粉尘。在两套系统完全开启30分钟后，能达到综采面全尘浓度低于100毫克每

18、立方米，呼尘浓度低于50毫克每立方米。整个系统稳定设计运行时间为10年，在综采面移动后所有设备可以二次利用，可极大的降低矿方的使用成本。五、喷雾对煤碳含水量的影响全系统用水量为85L/min（采煤机二次负压降尘装置60L/min，综采面喷雾降尘系统25L/min）,以每小时三千吨的艾柯夫SL100采煤机计算。每分钟约开采50吨煤碳，全部用水量85KG约占采煤总重量的0.0017。全套降尘系统的用水量不足以对煤碳的含水量造成影响。六、补充说明我公司在风水联动降尘装置的基础上开发出更简单、实用的ZPX-400矿用细水喷雾降尘装置，完全能够替代风水联动降尘装置，其功能如下：ZPX-400矿用细水喷雾降尘装置1. 概述1.1产品特点ZPX-400矿用细雾抑尘装置（以下简称装置）结构简单、使用可靠，安装方便。装置通过喷嘴喷出微米或纳米级水雾，能够有效扑捉粉尘，无需提供气源，能够达到风水联动降尘装置相同的效果，