微噴霧及自動隔爆裝置在礦井中的應用

王冰冰，馬 超，閆春來

（山東省大統礦業有限公司，山東 兗州 273155）

1 概述

山東省兗州市大統礦業有限公司楊莊煤礦現在主采3煤，經資質單位鑒定煤體具有強煤塵爆炸性，井下掘進工作面為了有效的減少運輸環節采用單軌吊代替絞車運輸。

煤巷掘進工作面使用的凈化噴霧噴出的霧粒大，霧化效果較差，不能有效的對工作面進行降塵，且受井下防塵水質的影響噴霧經常堵塞。采用橫擔與縱擔鋼管吊掛的隔爆水棚，對于單軌吊運輸的巷道來說，挪移與安裝均受到單軌吊機車運行的影響，不能滿足安全生產的需要。

微噴霧出水量小，霧化效果好，不影響人員通過，自動隔爆水棚安裝與挪移方便，不影響單軌吊運輸，通過使用微噴霧代替傳統凈化水幕、自動隔爆水棚代替傳統隔爆水棚，有效解決了傳統方式帶來的難題。

2 微噴霧安裝與應用

微噴霧裝置由噴頭、前置過濾器、連接件、各配件等組成。微噴霧裝置的前置過濾器適用壓力范圍為0.1～0.4 MPa，要使用井上專門加工的護套對過濾器進行防護，并在護套附件顯眼位置懸掛“嚴禁私自拆卸”的標識牌，防止前置過濾器承壓不足裂開傷人。

2.1 微噴霧簡介

1）微噴霧裝置組成：噴頭、前置過濾器、連接件、各配件等。

2）微噴霧裝置的前置過濾器適用壓力范圍為0.1M～0.4 MPa，要使用井上專門加工的護套對過濾器進行防護，并在護套附件顯眼位置懸掛“嚴禁私自拆卸”的標識牌，防止前置過濾器承壓不足裂開傷人。

2.2 微噴霧安裝及檢修

1）根據相關標準要求微噴霧安設在距離迎頭不大于100 m的位置。

2）微噴霧裝置的噴頭間距控制在800 mm左右，現場可根據霧化斷面進行調整。

3）利用幫部固定點（原拉設架空線的固定點）拉設一根鐵絲（10號鐵絲），作為微噴霧裝置的固定點。微噴霧裝置與10號鐵絲之間利用16號鐵絲或綁扎帶進行固定。

4）微噴霧裝置與供水管之間，利用φ10 mm膠管（不少于2根）進行連接。

5）安裝微噴霧裝置過程中執行好工作監護制度，“一人操作、一人監護”，做好自保互保，確保施工安全。

6）嚴禁在未關閉供水閥門的情況下，對微噴霧裝置的前置過濾器進行拆卸。

7）每天早班安排人員對微噴霧裝置的前置過濾器進行清洗，清洗前必須將供水閥門關閉并且確定管路及過濾器無壓。

圖1 微噴霧安裝示意圖

3 自動隔爆裝置安裝與應用

自動隔爆裝置采用錨桿固定的方式固定在巷道頂板上。井下發生爆炸時形成空氣沖擊波和火焰，當沖擊波達到沖擊波接收板，機械脈沖通過推桿傳到鎖緊裝置并且15 ms內引發滅火粉噴發。120 ms的時間在巷道中形成濃度為110 g/m3、長度超過35 m的可靠滅火粉霧狀區域。并無盲區布滿整個保護區域，此霧狀區域阻礙并撲滅火焰鋒面，能迅速使爆炸在巷道中的傳播過程停止。

3.1 安裝自動隔爆裝置安裝架

1）掘進迎頭后60～200 m或其他巷道頂板選擇合適的外露的錨桿或錨索，將自動隔爆裝置安裝架安裝在錨桿或錨索上，調整安裝架保證安裝自動隔爆裝置安裝完畢后不影響單軌吊運行，并將安裝架固定牢靠。

2）安裝架安裝完畢后，使用8號鋼絲繩或水棚吊鏈將安裝架固定在頂板外露的錨桿或錨索上，并將拉緊固定。

3.2 安裝自動隔爆裝置主體

1）將安裝架留設的安裝孔擰上螺母，擰至安裝處露出10 cm左右，在螺母下方安置墊圈。

2）起吊利用原巷道外露的錨桿或錨索作為起吊點，使用前應先檢查錨桿或錨索是否失效，當檢查合格后方可使用。若原巷道外露的錨桿或錨索不能作為吊點，必須重新在巷道頂板支護完好處打設起吊錨桿，錨桿采用φ22～1 200 mm的錨桿作為起吊點進行起吊設備，并使用1根MSK2550樹脂錨固劑。

3）將2個不小于1t的手拉葫蘆掛在頂板安裝位置處作為起吊點的原巷道外露的錨桿或錨索上，用于起吊自動隔爆裝置主體；起吊時2個葫蘆均勻起吊，嚴禁出現主體傾斜情況，防止主體起吊時擺動碰撞幫部及其他設備。

4）起吊作業前檢查手拉葫蘆掛鉤是否閉鎖，掛鉤是否牢固，只有在確認合格安全后方可起吊作業。起吊時專人指揮，并安排專人操作手拉葫蘆把主體起吊至安裝位置處。

5）將自動隔爆裝置主體上的右吊掛部件與安裝架連接，并將螺母擰緊固定。確認自動隔爆裝置主體安裝牢固后方可拆除手拉葫蘆。

3.3 安裝圓形接收板與推桿1

1）將圓形接收板安裝在推桿1上，并將螺母擰緊固定。

2）圓形接收板與推桿1安裝連接后，與自動隔爆裝置主體螺紋連接（見圖2）。

圖2 自動隔爆裝置主體螺紋連接圖

3.4 安裝推桿2

先將左吊掛套連接在推桿2的外圓上，再將推桿2與推桿1螺紋連接，最后將左吊掛套與頂板錨桿連接固定。（見圖3）

圖3 安裝推桿2示意圖

3.5 安裝推桿3

先將2個左吊掛套連接在推桿3的外圓上，再將推桿3與推桿2螺紋連接，最后將左吊掛套分別與頂板錨桿連接固定（見圖4）。

圖4 安裝推桿3示意圖

3.6 安裝方形接收板

將方形接收板與推桿3螺紋連接（見圖5）。

圖5 安裝方形接收板示意圖

3.7 自動隔爆裝置挪移

1）拆卸推桿及接收裝置：拆卸前將自動隔爆裝置觸發螺栓擰緊使其處于閉鎖狀態。推桿與推桿及接收板之間使用螺紋連接，拆卸時先拆卸方形接收板，再拆卸推桿3，再拆卸推桿2，最后拆卸推桿1及圓形接收板。

2）拆卸自動隔爆裝置主體：起吊利用原巷道外露的錨桿或錨索作為起吊點，使用前應先檢查錨桿或錨索是否失效，當檢查合格后方可使用。若原有支護錨桿或錨索不能作為吊點，必須重新在巷道頂板支護完好處打設起吊錨桿，采用φ22～1 200 mm的錨桿作為起吊點進行起吊設備，并使用1根MSK2550樹脂錨固劑。將2個不小于1t的手拉葫蘆掛在頂板安裝位置處作為起吊點的原巷道外露錨桿或錨索上，用于起吊、下放安裝架及自動隔爆裝置主體；各掛鉤連接處閉鎖，起吊、下放時2個葫蘆均勻松放，嚴禁出現主體傾斜情況，防止主體起吊時擺動碰撞幫部及其他設備。自動隔爆主體拆卸后裝入原木箱，并固定在底腳螺栓上，防止運輸過程中裝置擺動損壞主體。

3.8 單軌吊引車注意事項

安裝自動隔爆裝置需要使用單軌吊進行運輸，單軌吊運行期間注意事項如下：

1）機車運行前，需確認對講機聯系的可靠性、機車完好性，嚴禁設備不完好及對講機聯系不可靠時開車，嚴禁軌道線路不合格時開車。

2）嚴禁在設備不完好、制動裝置不可靠、吊掛不牢固、驅動輪磨損超限損壞、超負荷等情況下運行，運行過程中發現機車吊掛情況、制動裝置、液壓系統、燈、喇叭等部件出現異常，應立即停車處理。

3）單軌吊機車在運行前，必須疏通單軌吊運行線路（車場車輛及沿途物料等），提前安排人員進行安全確認，確認無誤后再運行。

4）引車人員必須對單軌吊機車運行路線的軌道及懸掛固定情況進行認真檢查，尤其機車將要通過道岔和彎道前，必須對道岔的工作位置和閉鎖情況認真檢查確認，否則不準通行。

5）引車人員需提前觀察好單軌吊軌道上有無鏈條、卡軌器等阻礙物，發現后立即通知機車司機停車，處理合格后，機車方可繼續運行。

6）引車人員必須對單軌吊機車將要通過路線巷道內地軌車輛存放情況進行檢查，尤其在地軌上存有花欄車、箱式車或其他特殊車輛的路段；引車人員要隨身攜帶卷尺，必要時要動尺測量其高度。

7）單軌吊軌道、道岔上方有淋水的必須采取有效的防淋水措施，被淋水的軌道，單軌吊機車嚴禁通過。

8）機車在車場調車等特殊地段需跟車時，單軌吊機車必須減速不大于0.5 m/s，跟車人必須在牽引車前（后）方10 m以外（斜巷處，應站在斜巷上方）行走，發現異常立即警示停車，進行處理。

9）單軌吊機車遇道岔時，必須減速慢行，道岔的操作及閉鎖確認工作，由引車人員負責。

10）機車遇行人時，引車人員通知開車人員，開車人員應首先鳴笛示警，停車讓行，行人躲至沿途躲避硐內，然后機車繼續運行。如果沿途沒有合適的躲避硐躲避，機車必須停下，行人通過后，方可運行。

11）機車運行到車場、道岔、維修硐室、彎道、上下坡起點處、硐室口、裝卸載點前20 m必須減速不大于0.5 m/s鳴笛示警。

12）嚴禁任何人員在機車運行時從機車正下方通過。嚴禁任何人員站在吊裝重物的正下方及下山方向。

13）在安全間隙不足、高度不足的地點嚴禁運行單軌吊機車。嚴禁在巷道支護不好的巷道內運行。

14）單軌吊運輸物料等時，采用以下信號聯絡方式：單軌吊機車運行時，專職引車工采用對講機與司機進行聯絡，無對講機時機車不得運行；單軌吊機車運行時，機車司機只有收到引車人員或現場指揮人員發出的開車信號后，單軌吊機車方可開車運行；單軌吊機車發車時，引車工與單軌吊司機之間應使用對講機進行確認；單軌吊機車在運行途中或裝車站等地點遇異常情況時，如有任何人員晃燈示意，單軌吊司機應立即停車查明情況，待隱患處理完畢后方可運行機車。

15）利用箱體車裝運物料，單軌吊機車運行至卸料地點附近人行道側適當位置，引車人員聯系司機停車，停車后，由引車人員或機車司機將物料箱降至底板，箱體車降至底板后要穩固、牢靠。裝有物料的箱體車降至底板并保證箱體車穩定牢靠后，單軌吊機車熄火，通防工區卸料人員進入箱體車內，將物料卸至人行道側適當位置。

3.9 其他注意事項

1）作業期間，當巷道高度大于3 500 mm時，操作人員需搭設平臺進行操作。平臺搭設后，其上平面距離巷道頂板不得大于2 800 mm；斜巷段平臺上面要平整，不得歪斜。

2）平臺搭設采用腳手架配合鋼管、木板組合而成。采用鋼管作為橫梁，橫梁上鋪設木板，橫梁使用不小于φ89 mm鋼管，木板厚度不小于80 mm。馬腿要放置平穩，馬腿與橫梁，橫梁與木板，木板與木板之間使用雙股8號鐵絲或扒釘進行聯鎖固定。保證操作平臺整體牢固。操作平臺下端必須墊牢、墊實，保證平穩。正常情況下平臺長度不低于4 m，寬度不低于2 m，已滿足施工要求。搭設平臺時，嚴禁將手、腳放在容易被擠壓的兩物體之間。

3）施工過程中，當發現操作平臺傾斜時，應立即停止施工，人員立即下架進行處理，處理后方可使用。嚴禁使用彎曲變形有裂紋的鋼管。

4）鉆機施工過程中平臺下方嚴禁行人穿過，人員經過時應停止鉆機工作后方可過人，平臺下5 m范圍不得堆放物料。登高超過2 m時（平臺至平臺下底板高度），人員要系好安全帶，安全帶連接在鋼筋網、錨桿或錨索吊鼻上方，連接必須牢固可靠，在使用以前要先進行試吊，并要對比安全帶與作業地點距巷道底板的高度，以確定安全帶有效。

5）使用梯子作業時，支撐必須牢固；梯子與支撐面之間角度以60°左右為宜，使用梯子等工具時要看好路況，找好落腳點，應安排專人扶梯。扶梯人員必須確保退路暢通并防止高處物體掉落傷人，嚴禁站在不安全環境下工作。站在梯上的作業人員要站穩站牢，并且用力均勻，不能出猛力，嚴禁站在梯子邊緣位置，以防失手滑脫造成墜落傷害，嚴禁站在不穩定、不完好的登高工具上作業。

6）現場施工人員利用錨桿鉆機進行鉆孔時，注意力要集中，首先利用錨桿鉆機進行慢速找眼，正常鉆進過程中，當聽到異響或感覺到鉆進受阻，要更換找眼位置，重新施工鉆孔，防止鉆進過程中支護錨桿損壞鉆具造成危險。

7）錨桿鉆機的推進速度和推動力要適度，不要一味加大氣腿的推力，操作者與輔助人員要注意站位，尤其在平臺上施工時，移動要清理好腳下，站穩站牢，時刻觀察好鉆機狀態，保持警惕。錨桿鉆機周圍5 m范圍內不得有閑雜人員及影響施工的物料。

8）安裝錨桿前，先將孔內煤巖粉沖洗干凈，然后將1支MSCK2535樹脂錨固劑放入眼內，再把1支MSCK2550樹脂錨固劑放入眼內，最后把錨桿插入眼內，利用錨桿將樹脂錨固劑送到眼底，使錨桿頂住樹脂錨固劑，錨桿外端頭套上螺帽；用帶有專用套筒的氣動鉆機卡住螺帽，開動錨桿鉆機，使之帶動桿體旋轉并旋入眼孔內，對錨固劑攪拌6～15 s，直至錨桿達到設計深度后，繼續攪拌5s，攪拌停止5～15 s后方可撤去錨桿鉆機，錨固180 s后方可進行上鉤子與螺帽。

4 總結

1）在滿足煤巷掘進工作面行人與單軌吊機車運行的前提下，微噴霧和自動隔爆水棚有效的代替了傳統安設方式。

2）減少了傳統隔爆水棚安裝與挪移頻繁、工作量大的難題，自動隔爆裝置完全能夠滿足安全生產的需要。同時單軌吊運輸自動隔爆裝置大大減輕了作業環節與人工勞動量。

3）安裝微噴霧的掘進迎頭經過分析人工粉塵采樣監測數據和粉塵傳感器數據與未使用微噴霧的掘進頭相比，粉塵濃度明顯下井，降塵效果明顯。