綜采工作面是井下粉塵的重要產生點，其防塵工作直接關系到井下工作人員的身體健康及礦井生產安全。綜采面生產過程中采用的防塵技術手段有噴霧降塵，支架隨采煤機或隨人噴霧降塵，其中液壓支架大規模噴霧降塵容易實現，但是隨采煤機或隨人自動噴霧降塵在實踐過程中運用較為困難。經過現場分析，對綜采工作面液壓支架隨采煤機或者隨人噴霧降塵裝置進行設計，并進行現場實踐應用。同時由于井下巷道狹長且拐彎較多，引起井下噴霧降塵高壓水管路阻力大，高壓供水管路到達綜采工作面時存在水壓低、水壓不穩定等問題，影響工作面降塵效果，有針對性的設計一套自動補壓裝置。

 

1支架隨采煤機自動噴霧降塵

    將井下綜采工作面液壓支架每10個劃分成一組，并安裝電磁閥、控制器，用以對支架的噴霧進行控制，在電磁閥旁安裝一個采用RFID射頻技術的遠距離標簽閱讀器，用以控制電磁閥開狀態，遠距離標簽閱讀器設定識別距離在20m左右，并在采煤機上安設識別卡，具體示意圖如圖1所示。當采煤機行走到端頭支架位置時，1~10號支架上安裝的遠距離標簽閱讀器識別采煤機上的識別卡，將1~10號支架上的電磁閥開啟，1~10號支架自動開始噴霧降塵；當采煤機行走到11~20號支架位置時，由于1~10號支架以及11~20號支架上安裝的遠距離標簽閱讀器均可以對采煤機上的識別卡進行識別，則1~20號支架同時噴霧；隨著采煤機的推進，當采煤機推進到21號支架位置時，由于識別卡已經脫離1~10號支架遠距離標簽閱讀器識別范圍，則1~10號支架間的電磁閥關閉，停止噴霧，同時安裝在21~30號支架間的遠距離標簽閱讀器識別到識別卡信號，開始自動噴霧降塵。依次類推，實現液壓支架隨采煤機移動自動噴霧降塵。

 

 

2支架隨人自動噴霧

    將井下綜采工作面液壓支架每10個分成一組，每一組安裝一個型號為KBH-5/127V電磁閥、型號為ZP-12C紅外感應裝置以及型號為ZP127-Z控制主機。一般情況下電磁閥處于關閉狀態，當有工作人員經過時，紅外感應裝置將檢測到的信號傳輸給控制主機，控制主機控制電磁閥開啟，從而實現自動噴霧。具體工作流程為：設定采煤機機組從機頭1號支架位置開始推進，采煤機開始運行后，1~10號液壓支架開始自動噴霧降塵，當采煤機推進至11號支架位置時，安裝到在11~20號支架間的紅外感應裝置能感應到采煤機機尾工作人員，則1~20號支架同時進行噴霧；采煤機推進至21號支架位置時，若在1~10號支架范圍內有工作人員走動，則紅外感應裝置將監測的信息傳輸給控制器，保持1~10號支架上的噴霧裝置繼續運行，若無人員走動時，控制器關閉電磁閥，停止支架噴霧，從而實現支架隨人自動降塵噴霧功能。

 

3支架隨采煤機、隨人自動噴霧特征分析

3.1支架隨采煤機自動噴霧

    采用RFID射頻技術，能夠對采煤機的運行位置進行監測，僅能起到對采煤機司機的防塵保護，由于無法識別支架工位置，因此無法對支架工進行有效保護。因此，采用支架隨采煤機自動噴霧適合薄煤層綜采工作面。主要是因為薄煤層工作面人員行走不方便，甚至需要爬行前進，同時薄煤層綜采工作面在支架移動過程中產生的粉塵量較小。采用支架隨采煤機自動噴霧會降低回采面的積水，便于回采工作的開展。

3.2支架隨人自動噴霧

    支架隨人自動噴霧時采用紅外感應技術，只要紅外感應裝置監測到有行人通過，便會通過控制器開啟電磁閥，進行噴霧降塵。采用這種方式會電磁閥頻繁的開啟，使用壽命會有所降低，單回采面的降塵效果明顯。因此，支架隨人自動噴霧常常用在中厚煤層綜采工作面，液壓支架移架時會產生大量粉塵，采用支架隨人自動噴霧方式，只要有工作人員通過，就自動開始噴霧，減少采面粉塵產生量，提高降塵效果，同時為井下采面工作人員提供一個相對好的工作環境。

    支架隨采煤機或者隨人自動噴霧，都wuxu人工控制，自動進行噴霧降塵，噴霧效果以及噴霧時機都滿足采面生產需要，降低人員投入。同時將10個液壓支架編制成一組，既可以增加噴霧降塵范圍，又降低了自動噴霧降塵系統的成本投入。

 

4噴霧降塵供水系統自動補壓裝置設計

    隨著礦井開采范圍的不斷增加，井下自動噴霧降塵供水系統管路鋪設長度越來越長，同時由于管路拐彎處多，管路阻力高，等管路鋪設到用水點時，水壓底且不穩定，影響降塵效果。若增加地面高壓供水壓力，則會增加供水管路以及自動噴霧降塵裝置負荷，影響管路及設備的使用壽命。針對上述問題，在供水管路較長的綜采工作面增設高壓泵，穩定供水壓力穩定。具體做法如下。

    （1）在供水管路上安裝壓力變送器，根據供水壓力需要，設定壓力變送器動作范圍。當檢測到供水壓力低于變送器動作的下限值時，變送器發出信號，高壓泵開始工作，當系統壓力達到變送器設定的上限值時，高壓泵停機，具體控制高壓水泵運行的電路如圖2所示。

 

    （2）在高壓泵出口位置安裝逆流閥，當高壓水泵停機運行時，供水管路中的水不能逆流值高壓水泵泄壓，保證噴霧降塵的水壓，確保噴霧降塵效果。

    如圖2所示，當供水管路上安裝的壓力變送器Y測定的壓力值在設定的范圍內時，Y下限及Y上限、ZJ2均不動作，高壓泵不運行；當壓力變送器檢測到供水管路壓力值低于下限時，Y下限、Y上限均處于常開狀態，不動作，中間繼電器ZJ無供電，通過常閉狀態的ZJ2，接觸器KM供電，高壓泵啟動，給供水管路供水。

    當供水管路中的水壓超過壓力變送器設定下限時，Y下限閉合，當供水管路壓力繼續上升達到壓力變送器設定上限值時，Y上限閉合，此時中間繼電器ZJ得電，常開狀態下的ZJ1閉合，形成互保，ZJ2常閉打開，接觸器KM斷電，高壓水泵停止運行。    當壓力變送器測定到供水管路壓力降低至設定下限時，Y下限常開點打開，中間繼電器ZJ斷電，ZJ1常開點打開，ZJ2常閉點閉合，接觸器KM通電，高壓水泵運行補壓。往復循環，實現對供水管路補壓穩壓作用，提高噴霧降塵效果。

    通過在供水管理較長的綜采工作面布置自動補壓裝置，穩定自動噴霧降塵供水水壓，提高降塵效果。同時降低供水管理及供水設備負荷，提高設備的使用壽命。

 

 

5 結語

    采用液壓支架隨采煤機或者隨人自動噴霧降塵，并配合供水管路補壓穩裝置，可以較好的適應各種條件的綜采工作面，滿足回采工作面的降塵、防塵需要，具有較好的應用效果。