井下皮帶防塵噴霧的改進

高華

摘要：介紹了井下皮帶運輸防塵噴霧的重要性，目前使用的狀況，存在的一些問題，比較了一些常見防塵措施方式的優缺點，研究探索了一種新的防塵方式，結合現有方式的優點，增加了一些擴展功能，既能滿足現場使用需求，也為以后發展預留了空間。

皮帶運輸是礦山煤炭開采運輸環節的重要部分，帶式輸送機輸送量大，結構簡單，部件標準化，是礦山公司普遍采用的運輸設備。而皮帶運輸都是開放式的，在皮帶運轉過程中必然會帶來煤塵。還有在巷道掘進，煤炭開采過程中，都會有粉塵的產生。煤礦職工長期在這樣的環境中工作，很容易會患上塵肺病，這也是煤礦安全規程所禁止的。

煤礦安全規程里規定了井下工作場所所允許的揚塵濃度，煤礦對于降塵也很重視，目前采取的降塵方式有防塵噴霧，防塵簾，煤層注水等。在井下運輸大巷、掘進迎頭、采煤工作面機巷一般會沿著巷道斷面安裝防塵噴霧和防塵簾，由人工開啟的關斷。在皮帶運輸系統中會在皮帶上安裝若干個獨立的噴水閥，控制擺桿垂直于皮帶，當皮帶上有煤時，煤塊碰到擺桿，觸發閥門打開，噴水降塵。這些手段比較原始，有許多不便之處。如需要人工開啟關閉，控制方式比較粗放，有人員通過時閥門不會關閉，會淋濕人員，且人員通過時由于水霧影響視線，看不清腳下道路，容易摔倒。皮帶上的噴水，無論所運輸煤炭是干燥還是濕潤都會噴水，干燥的還好，如果本來煤就是潮濕的，再進行噴水，會產生水煤，污染運輸環境，更嚴重點還有可能造成煤倉因滯煤粘在一起，堵住落煤孔，造成生產影響。而且皮帶上的水閥也需要人工一個一個的控制，從頭走到尾，浪費體力，增加額外的工作量，遇到責任心不強的職工，可能會整個班都不去關水，造成水資源浪費。

一些廠家也開發出了一些防塵產品，對這些問題有所改進。

ZP-18R礦用熱釋紅外傳感器，該裝置主要利用人體感應的方式控制灑水，保證行人通行不被淋濕。該裝置主要由紅外熱釋傳感器、控制器、電磁閥、噴頭、水管及電纜組成。如果該裝置處于灑水狀態當行人進入手控區域，紅外熱釋傳感器檢測到由人體體溫釋放出的紅外信號，并將信號通過傳輸電纜傳至控制器，由控制器內的繼電器電磁閥停止灑水，保證行人通行不被淋濕。當行人離開受控區域后，水幕自動恢復正常灑水。這個解決了行人通過時被淋濕的問題。

ZP—18C礦用觸控傳感器適用于軌道運輸巷、皮帶巷、溜煤眼等工作場所，系統主要由觸控傳感器、控制器、電磁閥、噴頭、水管等組成。觸控傳感器由三部分組成：煤位、運煤與濕度。煤位：當輸送帶上有煤時，使觸控傳感器的檔桿位置偏轉，煤位的有煤燈亮，表示已檢測到輸送帶上有煤。運煤：當輸送帶運行時，帶動其托輥轉動，使運煤能檢測到粘于托輥上磁鋼的磁場變化，運煤指示燈亮，表示輸送帶處于運煤狀態。煤濕度：當輸送帶上有煤時，兩根探桿接觸煤中，根據濕度不同檢測到不同電阻值，由此檢測煤的濕度。當煤的濕度符合干煤標準時，傳感器干煤指示燈亮，表示檢測為干煤。只有在三個傳感器同時符合條件時，傳感器才動作。此種設計保證了皮帶上只有當運輸系統運行、運輸的煤炭干燥時才會噴水，節省了人員體力，節約了水資源。

但是以上產品并非是完美的。考慮到煤礦減人增效大環境，以及電控產品技術升級，擬對防塵產品增加通訊功能。目前井下大部分電控產品都實現了遠程控制，可在地面通過上位機控制井下電氣產品的運行。水泵、變電所大都已經實現無人值守，皮帶機巷也普遍實現了遠程監視、區域集中控制。為產品增加通訊功能后，可實現區域集中控制，后續可實現遠程集中控制。

通訊協議選擇開源的MODBUS_RTU協議，該協議介紹的資料很多，絕大多數組態軟件、硬件產品都支持該協議。電氣接口選擇RS485，這種方式下只需兩芯線，傳輸距離在9600BPS時可達1200米。通過對MODBUS協議的分析，該協議支持的功能很多，這里由于應用的比較簡單，只需要使用其中的一部分功能碼即可，這里主要使用03和06兩種功能碼，一個是讀，一個是寫。自行設計出命令碼，即可實現通訊功能。簡要介紹如下：

00 C9是代表狀態的值，00是高字節，C9是低字節，兩個字節組成狀態值，至于該值所代表的含義，可自行設計，雙方都按設計好的數值進行編寫相應的程序即可，比如1可代表停止狀態，2代表運行狀態，等等。

可在以上寫指令里自行設計啟動、停止功能碼，如AA表示啟動，BB表示停止，設備接收到該數據后，執行相應的動作。這樣，設備就具備了遠程控制的條件。保留與紅外熱釋傳感器、煤濕度傳感器、運動傳感器的接口，使設備的啟動更合理。

以與組態王的通訊為例，在通訊設備里選擇PLC-莫迪康-MODBUS_RTU協議，通訊波特率按照約定的參數設置，在上位機上設計出相應的控制畫面和顯示畫面，即可實現對井下灑水裝置的遠程控制。這樣，即可免去了因為設備多需要人工關停的問題。節省了人力，節約了水資源。