ZPZ127综采(综掘)工作面用自动喷雾降尘装置实施方案

综采（综掘）工作面用自动喷雾降尘装置设计方案郑州光力科技股份有限公司ZHENGZHOUGUANGLITECHNOLOGYCO.,LTD地址：郑州市高新区长椿路十号邮编：450001电话：[phone]传真：[phone]联系人：王娟手机：[phone]二〇一二年八月二十日1目录一、概述...........................................2二、高压喷雾降尘原理...............................2三、综采（综掘）工作面用自动喷雾降尘装置性能错误!未定义书签。1．系统功能.....................................42．系统构成.....................错误!未定义书签。3．系统优势.....................错误!未定义书签。四、综采（综掘）工作面用自动喷雾降尘装置主要技术参数6五、使用成功案例...................................8六、实施方案.......................................82一、概述在煤矿井下生产过程中，粉尘污染不但危害煤矿工人的身体健康，同时存在重大的安全隐患。综采工作面是煤矿的主要产尘区域，近年来，随着煤层机械化开采程度的不断提高，综采工作面的粉尘污染程度日趋严重，采煤工作面产尘量占矿井总产尘量45%~80%；采煤机割煤时产尘是综采面最主要的尘源，其粉尘产尘量占整个采煤工作面产尘量的70~80%。所以综采工作面粉尘的控制应以采煤机滚筒为中心。采煤机滚筒降尘问题是煤炭工业面临的一个技术难题。目前采煤机滚筒降尘使用的主要方法是原有的内外喷雾系统，由于内外喷雾系统供水压力不足和易堵塞等问题，降尘效果不理想，极大地威胁煤矿生产安全和工人身体健康。郑州光力科技股份有限公司是一家专业从事煤矿瓦斯和粉尘监测与治理的高科技企业，目前主要有综采、综掘工作面高压喷雾降尘，巷道、转载点高压喷雾降尘等产品，公司产品已在多家矿业集团广泛应用。国产的自动降尘装置目前绝大部分为低压洒水降尘，雾化效果差，降尘效果低，水患严重，同时存在传感器容易失灵、电磁阀易损坏等缺点，我公司生产的ZPZ127及ZP-127系列高压自动喷雾降尘装置针对传统外喷雾存在的弊端，对喷嘴的安装位置、数量、布置方式及雾流喷射方向等进行改进，获得了良好的降尘效果。为用户加强职业危害监督管理，改善工作作业环境，提高综合防治能力提供有力的保障。二、高压喷雾降尘原理1高压喷雾降尘技术高压喷雾不同于普通中低压喷雾主要在于喷雾压力和喷嘴结构。高压喷雾的喷雾压力一般要求大于7.2MPa。普通中低压喷嘴孔径较大(孔径≧lmm)，高压喷嘴孔径则比较小(孔径≦1mm），高压喷头还有单孔和多孔组合喷头之分，普通中低压喷嘴一般多为单孔。此外，高压喷雾单位体积内的雾粒数量也远远大于中低压喷雾。高压喷雾降尘过程，可看作是一个液态雾粒与固态粉尘的凝结过程。高压喷雾降尘在很大程度上表现为惰性凝结和静电凝结。惰性凝结的实质是水雾碰撞上3粉尘并捕捉它们，雾粒的粒径越接近粉尘的粒径，其效果就越好。一定粒径的雾粒，其捕捉最小粉尘的粒径是一定的。煤矿粉尘在产生过程中，由于摩擦破碎致使其带上不同极性和不同电量的电荷。煤矿粉尘本身带一定的油性，加之水的表面张力的作用，微细粉尘雾粒很难捕捉，静电凝结就是利用特制高压喷头，产生大量带电荷的高浓度雾粒，利用电荷之间的库仑力来有效捕捉微细粉尘。惰性凝结和静电凝结的强度及喷雾降尘效果取决于一系列的因素。这些因素是：喷雾雾粒的运动速度及粒度，粉尘颗粒的密度，粉尘和雾粒的电荷的大小等，除此之外，降尘效果在很大程度上还取决于喷雾雾流的形式和参数，而以上因素又是由喷雾压力和喷嘴的结构等因素决定的。2ZPZ127综采工作面用自动喷雾降尘装置系统2.1进水增压装置采煤机实施高压喷雾降尘技术的关键是高压水源的供给和喷雾系统，低压水通过增压泵增至高压，供给采煤机实施高压喷雾降尘，是一种理想的降尘方式。2.2螺旋牙高压雾化水芯喷嘴技术为了有效地沉降粉尘，力求使喷嘴喷射出的水流具有较好的雾化效果，好的喷雾效果应该是水雾颗粒细小密集，能够与粉尘接触碰撞几率高。在喷嘴内设置一螺旋型导水芯，水流在喷嘴内分成至少两股水流分别沿各自的螺旋槽流动，使之产生旋转运动，并在喷嘴的喷口前汇合然后再喷射出去使射流既有较高的纵向速度，也有较大的横向速度，喷出后在空气阻力的作用下有一定扩散面积的水雾。若需要扩散角较大的雾流，喷嘴长度值应取小一些，而且出口直径不能太小;若需要较大的射程，则需将喷嘴长度值取稍大一些，出口直径小一些。因此喷嘴芯体结构和内部流道的优劣对喷嘴的雾化效果有很大的影响。新设计的喷嘴能获得好的雾化效果，增大扩散角提高单个喷嘴雾化水覆盖面积，还需容易清理，即使喷嘴堵塞也能方便清理。设计雾化性能好的喷嘴不仅能有效沉降全尘，更重要的是有利于呼吸性粉尘的沉降.4三、综采工作面用自动喷雾降尘装置系统性能1．系统构成:ZPZ127综采工作面用自动喷雾降尘装置，是煤矿生产环境粉尘监控治理系统重要组成部分；正常工作流量达到80L/min，压力12.5PMPa，最高能够达到18MPa，喷嘴口水雾流速20～30m/s；装置通过根据采煤机的开停工作状态，自动控制加压泵的工作；进水设有自动控制水位水箱和过滤器，超高水位自动断水和超低水位加压泵断电保护装置；喷头组设计成球状，距其2～3米处达到喷雾面呈同心圆环状，小径0.5～1.0米，大径2.0～3.0米范围，能够用水雾整体包裹滚筒工作区域粉尘，雾化粒度20～150μm，既能较好捕获粉尘又不易对人体造成危害。系统主要由喷雾加压装置、主控制器、电动球阀、自动补水装置、水电联动控制装置、过滤装置、围幕喷头组、高压管路等部件组成。整体外形尺寸（长×宽×高）：1950×800×1220mm，方便用户安装调试和维护。系统组成布局示意图：52、装置特点：1.设备体积小，安装运输移动方便。主要机组放置与井下设备泵站一致。2.设备控制与采煤机自动联动。感应采煤机的开、闭自动控制，喷雾与采煤机延时在15秒以内。3.实施帷幕降尘。包裹重点产尘区域，机组人员活动区域形成气流负压，净化矿工工作环境。4.采用高速雾粒与尘粒交叉撞击的机理。避免一般喷雾对难溶性粉尘降尘率低的难题。当喷雾射流撞击到煤壁时所有粉尘加速降落，提高降尘率。5.实现与不同煤矿粉尘粒度和雾化粒度配比关系。根据现场粉尘性质配置不同雾化喷头，实现粉尘粒度与雾化粒度配比更合理，降尘效果最佳化。6.实现不同煤矿粉尘总量和雾化流量配比关系。适配不同型号设备，如果水流量较小，降尘率很难提高，反之会导致煤质质量下降。7.实现不同煤矿工作面风速和雾化压力配比关系。根据现场风速配置不同型号，实现降尘帷幕最佳化，既不影响工人操作，又能最大化扑尘。8.实现设备工作时无人值守。9.降尘主要机理实现尘源治理。水流量小，降尘效果好。10.自控水箱具有过滤水质、缓解水压和控制水位的功能。缓解井下水压力，保护设备使用寿命，净化水质。11.喷嘴材质耐磨、耐腐蚀。高硬度不锈钢材质，内心为耐磨材质，避免锈蚀和水切割磨损。12.喷嘴水雾高速螺旋。较小尘粒子研磨挤出，磁化雾粒，使得与粉尘瞬间静电结合。13.三重过滤。第一道进入设备过滤；第二道水箱内部过滤；第三道终端管道过滤。14.增压装置核心部件进口密封。实现最长6个月更换，比通常密封多4个月更换期，延长设备维护周期和减少工作量。3、功能要求：1.降尘装置控制与采煤机随机同步开停，延时15S以内（首次运转除外）；2.喷雾增压10MPa以上，形成高压喷雾；63.总流量（可选）：a)63L/min；b)80L/min；4.电源范围380V/660V,660V/1140V；5.管路设置三级过滤以上，防止喷头阻塞；6.水箱缓解原水压力，保护泵体长时间运转安全和延长其寿命；7.无水时及时断开电源，保护装置干烧；8.全机械式自动补水装置，实现无人操作看守；9.结构模块化，实现运输和安装方便；10.针对采煤机滚筒截齿圆周帷幕压降除尘；11.具有回水溢流装置；12.雾化粒度根据煤质含水量能够调整；13.喷头实现小颗粒尘粒自动研磨排出，自动清洁功能；四、综采工作面用自动喷雾降尘装置主要技术参数1.增压装置总成主要技术参数：1)额定电压：AC660/1140V，50HZ；2)功率：15～22Kw；3)最高压力：12.5MPa；4)工作压力：8～10MPa；5)额定流量：63L/min、80L/min；6)适用介质：水或乳化液体；7)工作环境：0～35º；8)外形尺寸：长×宽×高=1800×850×1300mm；9)重量：350Kg；2.高压喷雾装置的主要技术参数：1)工作压力：8～12.5MPa。2)喷雾流量：50～80L/min。73)雾化粒度：50～200um。4)有效射程：≥3.0m。5)喷雾夹角：≥30°。6)装置输入输出电缆外径：Φ10mm～Φ13mm。3.控制器（主机）的主要技术参数：1)电源电压：AC127V。2)防爆形式：矿用隔爆兼本质安全型。3)额定输出：12VDC/460mA。4)主机的输入信号：0V/5VDC电压信号或0mA/5mA电流信号。5)工作方式：连续。4.自动控制水箱的主要技术指标：1)有效容积：240L；2)适用进水压力范围：≤3.5MPa。5.电动球阀的主要技术指标：1)水压适应范围：0～12.5MPa；2)电压：127V/AC；3)球阀开启和关闭速度：6秒～10秒；4)球阀开启通径:Φ20mm；6.防爆电机技术参数：1)额定电压：660/1140V；2)额定功率：22KW；7.过滤器技术参数：目数：≥80.8.电磁启动器1)输入电压660/1140V；2)电流：80A；六、取得整机MA标志。8五、使用成功案例蒋庄矿现场滚筒围幕喷雾实况龙煤集团采煤机司机终于摘下口罩，露出了会心的笑容9六、实施方案在采煤工作面安装一套ZPZ127综采工作面用自动喷雾降尘装置。增压装置安装于转载机落地端，出水管路采用ф19高压水管，快插式连接。水管随采煤机线槽安装至采煤机位置（总长根据矿上要求配备），分出两路ф13高压水管至左右摇臂，并各安装一个高压围幕喷头组，分别对应左右滚筒。装置正常工作流量为50～80L/min（依据采煤机规格和采煤面高度而定），压力12.5PMa，喷嘴口水雾流速20～30m；其通过水电联动控制传感器控制加压泵开停工作；进水设有自动控制水位水箱和过滤器，超高水位自动断水和超低水位加压泵断电保护装置；喷头组设计成球状，距其2～3米处达到喷雾面呈同心圆环状，小径0.5～1.0米，大径2.0～3.0米范围，能够用水雾整体包裹滚筒截齿工作区域粉尘，雾化粒度≥20，≤150μm，既能较好捕获粉尘又不易对人体造成危害，喷头具有防护保护结构，以便更好保护工作中外界物体砸损；整套设备具有结构紧凑，体积小，重量轻，单位重量水功率高等优点。结构主要组成有压力调节阀、单项溢流阀、安全阀、超压保护装置，使用安全可靠。