運輸大巷光電自動噴霧降塵水幕

江山

摘要：運輸大巷是實際應(yīng)用過程中主要的進(jìn)風(fēng)巷，在煤礦開采過程中，運輸車輛的來往會導(dǎo)致巷道內(nèi)的積塵在一定程度上發(fā)生振動，這樣一來就會造成一定的粉塵隨風(fēng)流動，很可能會進(jìn)入到各個工作區(qū)域當(dāng)中。

關(guān)鍵詞：運輸大巷;光電控制;降塵水幕

1、前言

運輸大巷在煤礦運輸過程中占據(jù)主要進(jìn)風(fēng)巷的地位，在其運行過程中可能會有粉塵進(jìn)入到工作區(qū)域?qū)е鹿ぷ鳝h(huán)境的污染，因而礦井設(shè)置了光電噴霧降塵水幕設(shè)備來盡量減少污染。

2、背景概述

降塵水幕運行期間人員通過時會淋濕礦服，給職工帶來不便。在降塵水幕操作過程中也容易出現(xiàn)早開和遲關(guān)的現(xiàn)象，導(dǎo)致水源浪費且持續(xù)供水降塵期間需要大量用水，水倉需要經(jīng)常排水，增加了一定用水和用電成本。

3、現(xiàn)有技術(shù)

自動除塵裝置主要用于地下風(fēng)道、巷道、工作面、回風(fēng)巷道、堆場、漏斗等需要定期除塵或灑水的場所。凈化風(fēng)量，改善工作環(huán)境，防止粉塵危害工人健康。工作面有防塵自動噴涂裝置和機(jī)架兩種。系統(tǒng)主要由煤塵傳感器、防爆多電源、電磁閥、噴嘴水管等組成，當(dāng)監(jiān)測點粉塵濃度達(dá)到或超過報警值時，設(shè)置粉塵傳感器和粉塵傳感器觸發(fā)控制信號的產(chǎn)生其中傳輸?shù)椒辣瑑?nèi)部安全多路電源、防爆和本安多路電源的有線電視。繼電器打開電磁閥，向工作場所噴水，以減少工作場所的灰塵。當(dāng)灰塵傳感器恢復(fù)正常工作時，噴嘴停止工作。

4、自動噴霧降塵水幕運行

紅外監(jiān)控框噴霧系統(tǒng)主要由霧化噴嘴、紅外探頭、控制器、電磁閥和管路組成。前后飛濺由同一個電磁閥控制。設(shè)置旁路手動開關(guān)。一旦控制器發(fā)生故障，可以手動操作噴霧。手動設(shè)置噴灑裝置前管道上的手動開關(guān)。下風(fēng)卸煤時，可關(guān)閉進(jìn)煤口，防止煤進(jìn)入采煤機(jī)傳動裝置。煤礦用軟管可隨時更換和補(bǔ)充。該自動液體混合裝置具有在噴嘴上實時添加集塵器的功能。根據(jù)文丘里管的工作原理，設(shè)計了一種抽氣裝置。泵流量控制閥用于確定淡水與粉塵的比例。水壓只能作為動力，以滿足無動力自動混合液體的要求。當(dāng)熱釋電紅外傳感器檢測到車身釋放的紅外信號并發(fā)送給控制器時，控制器驅(qū)動電磁閥打開噴淋水源，噴淋裝置開始噴淋粉塵。因此，控制機(jī)架間噴灑系統(tǒng)的開關(guān)是操作員的位置。紅外探測頭安裝在支架頂梁下方，探測方向與支架中間位置比較。經(jīng)過處理的支架位于兩個后支架的中間。當(dāng)用支架操縱車把移動支架或放煤時，紅外探測器不可避免地檢測到支架的手，噴霧系統(tǒng)開始工作。當(dāng)移頻器退出時，紅外光源消失?？刂破骺刂齐姶砰y關(guān)閉水源。噴灑裝置立即停止工作。為了完全簡化系統(tǒng)，每個機(jī)架僅提供一套監(jiān)控設(shè)備。前后飛濺由電磁閥控制框和后飛濺同時操作。前噴管安裝在前立柱前，用于檢測橫梁的下風(fēng)方向。在支架前半部分和機(jī)架之間的主氣流通道中可能會形成灰塵。在風(fēng)的影響下，很容易向風(fēng)側(cè)擴(kuò)散。此外，應(yīng)在前支架后面操作支架，而不是噴射減震。當(dāng)機(jī)架同時移動時，同時開始噴灑，以消除機(jī)架移動后落在爐頂?shù)拿簤m。支架前的噴霧不僅可以減少支架移動過程中的粉塵，還可以在主風(fēng)管內(nèi)形成防霧屏。截割煤時，截割裝置產(chǎn)生的粉塵不進(jìn)入或離開裝置，而是通過氣流沉積。當(dāng)卡車操作要放置的煤時，卡車必須站在支架的后腳之間以操作控制手柄。此時，煤處理機(jī)的手都在紅外探測范圍內(nèi)。紅外探測器可以探測人體?？刂破黩?qū)動紅外信號后，打開電磁閥，打開噴水架，噴水裝置開始噴水。

5、技術(shù)原理

取向?qū)樱ń缑嫖綄樱└淖兞怂c空氣接觸時的表面分子，接觸面積大大減小，導(dǎo)致水的表面張力降低。同時，疏水堿和粉塵被空氣吸收，粉塵顆粒被去除。把它放在水里弄濕灰塵。根據(jù)化學(xué)作用機(jī)理，化學(xué)抑塵劑可分為潤濕劑、粘結(jié)劑和吸濕劑三類。抑塵機(jī)理主要包括潤濕、固結(jié)和混凝。本項目產(chǎn)品為濕化學(xué)抑塵劑。它的發(fā)展是基于化學(xué)物質(zhì)可以改善濕水粉塵的原理。傳統(tǒng)芯片的整體性能有限，影響了芯片的整體水平。隨著微控制技術(shù)的飛速發(fā)展，atmel avr系列微控制器在國內(nèi)外發(fā)達(dá)城市得到了廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的51系列單片機(jī)相比，AVR系列單片機(jī)具有更好的靈活性和性價比。本設(shè)計采用AVR系列atmegal28l單片機(jī)。Atmegal28l是一款高性能、低功耗的8位avr微處理器。工作電壓為2.7-5.5v，是基于RISC指令結(jié)構(gòu)的CMOS處理器。由于其先進(jìn)的指令集和單周期的指令執(zhí)行時間，數(shù)據(jù)吞吐量非常高。如此高的數(shù)據(jù)吞吐量可能會降低系統(tǒng)性能。處理速度和功耗之間的矛盾。Atmegal28l使用哈佛并行體系結(jié)構(gòu)獲取當(dāng)前指令，并在前一條指令執(zhí)行時循環(huán)它。對于其它RISC結(jié)構(gòu)或RISC，例如微控制器，外部振蕩器的時鐘被劃分為內(nèi)部指令執(zhí)行周期。這個分區(qū)可以劃分12次（如805l單片機(jī)）。AVR單片機(jī)是具有高速處理能力的單時鐘指令執(zhí)行周期。AVR內(nèi)核有非常豐富的指令集，包括32個通用工作寄存器。所有的寄存器都直接連接到ALU，它允許指令在一個時鐘周期內(nèi)同時訪問兩個獨立的寄存器。該結(jié)構(gòu)有效地提高了編碼效率，數(shù)據(jù)吞吐量是傳統(tǒng)復(fù)雜指令集微處理器的10倍。它可以與各種傳感器組合，提供定時、觸摸、紅外、燈光控制和聲音控制等自動控制功能。不同的傳感器可以在不同的地方使用，以滿足不同的燃煤點。該系統(tǒng)配有兩個霧化噴嘴。霧化液滴直徑小，可調(diào)2-50um，有效降低爆炸性粉塵。長期使用道路不會產(chǎn)生積水（液體噴嘴直徑大，行人會淋濕，需要及時排水）。噴霧除塵系統(tǒng)適用于任何水質(zhì)。系統(tǒng)采用空氣霧化噴嘴。負(fù)壓區(qū)形成于噴嘴直徑1米以內(nèi)。粉塵空氣吸入霧化塔和霧化細(xì)顆粒吸入系統(tǒng)。把灰塵放在霧柱里，按住，弄濕，然后用這種方法降下來。霧滴小，霧范圍大，除塵效果顯著。6、應(yīng)用自動噴霧降塵裝后取得的效益。

應(yīng)用自動噴霧降塵裝置后，皮帶機(jī)巷煤塵可得到及時降低，凈化了空氣，為職工創(chuàng)造了良好的工作環(huán)境，減少了職業(yè)病的發(fā)生。應(yīng)用此裝置后不需要崗位司機(jī)專門去開停水幕，減少了崗位司機(jī)來同行走路程;應(yīng)用此裝置后，皮帶上不再因停機(jī)后水幕不及時停而造成積水，原來因皮帶上積水造成的灑煤，跑偏打滑現(xiàn)象不再發(fā)生，確保了皮帶的安全運轉(zhuǎn)，減輕了職工的清理工作量，也保持了機(jī)巷內(nèi)的文明生產(chǎn)環(huán)境，這些使黨家河煤礦皮帶一條主運巷的120余職工受益。

6、結(jié)束語

煤塵是危害最大的煤礦開采問題之一，工人長期吸入礦塵，患呼吸道炎癥。我國煤礦塵肺病死率遠(yuǎn)高于井下事故，且大多存在煤塵爆炸的高風(fēng)險。因而需要做好自動噴霧降塵系統(tǒng)設(shè)計，避免相關(guān)問題發(fā)生。

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（作者單位：陜西富源煤業(yè)有限責(zé)任公司）