井下皮带防尘喷雾的改进

高华

摘要：介绍了井下皮带运输防尘喷雾的重要性，目前使用的状况，存在的一些问题，比较了一些常见防尘措施方式的优缺点，研究探索了一种新的防尘方式，结合现有方式的优点，增加了一些扩展功能，既能满足现场使用需求，也为以后发展预留了空间。

皮带运输是矿山煤炭开采运输环节的重要部分，带式输送机输送量大，结构简单，部件标准化，是矿山公司普遍采用的运输设备。而皮带运输都是开放式的，在皮带运转过程中必然会带来煤尘。还有在巷道掘进，煤炭开采过程中，都会有粉尘的产生。煤矿职工长期在这样的环境中工作，很容易会患上尘肺病，这也是煤矿安全规程所禁止的。

煤矿安全规程里规定了井下工作场所所允许的扬尘浓度，煤矿对于降尘也很重视，目前采取的降尘方式有防尘喷雾，防尘帘，煤层注水等。在井下运输大巷、掘进迎头、采煤工作面机巷一般会沿着巷道断面安装防尘喷雾和防尘帘，由人工开启的关断。在皮带运输系统中会在皮带上安装若干个独立的喷水阀，控制摆杆垂直于皮带，当皮带上有煤时，煤块碰到摆杆，触发阀门打开，喷水降尘。这些手段比较原始，有许多不便之处。如需要人工开启关闭，控制方式比较粗放，有人员通过时阀门不会关闭，会淋湿人员，且人员通过时由于水雾影响视线，看不清脚下道路，容易摔倒。皮带上的喷水，无论所运输煤炭是干燥还是湿润都会喷水，干燥的还好，如果本来煤就是潮湿的，再进行喷水，会产生水煤，污染运输环境，更严重点还有可能造成煤仓因滞煤粘在一起，堵住落煤孔，造成生产影响。而且皮带上的水阀也需要人工一个一个的控制，从头走到尾，浪费体力，增加额外的工作量，遇到责任心不强的职工，可能会整个班都不去关水，造成水资源浪费。

一些厂家也开发出了一些防塵产品，对这些问题有所改进。

ZP-18R矿用热释红外传感器，该装置主要利用人体感应的方式控制洒水，保证行人通行不被淋湿。该装置主要由红外热释传感器、控制器、电磁阀、喷头、水管及电缆组成。如果该装置处于洒水状态当行人进入手控区域，红外热释传感器检测到由人体体温释放出的红外信号，并将信号通过传输电缆传至控制器，由控制器内的继电器电磁阀停止洒水，保证行人通行不被淋湿。当行人离开受控区域后，水幕自动恢复正常洒水。这个解决了行人通过时被淋湿的问题。

ZP—18C矿用触控传感器适用于轨道运输巷、皮带巷、溜煤眼等工作场所，系统主要由触控传感器、控制器、电磁阀、喷头、水管等组成。触控传感器由三部分组成：煤位、运煤与湿度。煤位：当输送带上有煤时，使触控传感器的档杆位置偏转，煤位的有煤灯亮，表示已检测到输送带上有煤。运煤：当输送带运行时，带动其托辊转动，使运煤能检测到粘于托辊上磁钢的磁场变化，运煤指示灯亮，表示输送带处于运煤状态。煤湿度：当输送带上有煤时，两根探杆接触煤中，根据湿度不同检测到不同电阻值，由此检测煤的湿度。当煤的湿度符合干煤标准时，传感器干煤指示灯亮，表示检测为干煤。只有在三个传感器同时符合条件时，传感器才动作。此种设计保证了皮带上只有当运输系统运行、运输的煤炭干燥时才会喷水，节省了人员体力，节约了水资源。

但是以上产品并非是完美的。考虑到煤矿减人增效大环境，以及电控产品技术升级，拟对防尘产品增加通讯功能。目前井下大部分电控产品都实现了远程控制，可在地面通过上位机控制井下电气产品的运行。水泵、变电所大都已经实现无人值守，皮带机巷也普遍实现了远程监视、区域集中控制。为产品增加通讯功能后，可实现区域集中控制，后续可实现远程集中控制。

通讯协议选择开源的MODBUS_RTU协议，该协议介绍的资料很多，绝大多数组态软件、硬件产品都支持该协议。电气接口选择RS485，这种方式下只需两芯线，传输距离在9600BPS时可达1200米。通过对MODBUS协议的分析，该协议支持的功能很多，这里由于应用的比较简单，只需要使用其中的一部分功能码即可，这里主要使用03和06两种功能码，一个是读，一个是写。自行设计出命令码，即可实现通讯功能。简要介绍如下：

00 C9是代表状态的值，00是高字节，C9是低字节，两个字节组成状态值，至于该值所代表的含义，可自行设计，双方都按设计好的数值进行编写相应的程序即可，比如1可代表停止状态，2代表运行状态，等等。

可在以上写指令里自行设计启动、停止功能码，如AA表示启动，BB表示停止，设备接收到该数据后，执行相应的动作。这样，设备就具备了远程控制的条件。保留与红外热释传感器、煤湿度传感器、运动传感器的接口，使设备的启动更合理。

以与组态王的通讯为例，在通讯设备里选择PLC-莫迪康-MODBUS_RTU协议，通讯波特率按照约定的参数设置，在上位机上设计出相应的控制画面和显示画面，即可实现对井下洒水装置的远程控制。这样，即可免去了因为设备多需要人工关停的问题。节省了人力，节约了水资源。