微喷雾及自动隔爆装置在矿井中的应用

2022-10-18王冰冰闫春来

煤矿现代化 2022年5期

王冰冰，马超，闫春来

（山东省大统矿业有限公司，山东兖州 273155）

1 概述

山东省兖州市大统矿业有限公司杨庄煤矿现在主采3煤，经资质单位鉴定煤体具有强煤尘爆炸性，井下掘进工作面为了有效的减少运输环节采用单轨吊代替绞车运输。

煤巷掘进工作面使用的净化喷雾喷出的雾粒大，雾化效果较差，不能有效的对工作面进行降尘，且受井下防尘水质的影响喷雾经常堵塞。采用横担与纵担钢管吊挂的隔爆水棚，对于单轨吊运输的巷道来说，挪移与安装均受到单轨吊机车运行的影响，不能满足安全生产的需要。

微喷雾出水量小，雾化效果好，不影响人员通过，自动隔爆水棚安装与挪移方便，不影响单轨吊运输，通过使用微喷雾代替传统净化水幕、自动隔爆水棚代替传统隔爆水棚，有效解决了传统方式带来的难题。

2 微喷雾安装与应用

微喷雾装置由喷头、前置过滤器、连接件、各配件等组成。微喷雾装置的前置过滤器适用压力范围为0.1～0.4 MPa，要使用井上专门加工的护套对过滤器进行防护，并在护套附件显眼位置悬挂“严禁私自拆卸”的标识牌，防止前置过滤器承压不足裂开伤人。

2.1 微喷雾简介

1）微喷雾装置组成：喷头、前置过滤器、连接件、各配件等。

2）微喷雾装置的前置过滤器适用压力范围为0.1M～0.4 MPa，要使用井上专门加工的护套对过滤器进行防护，并在护套附件显眼位置悬挂“严禁私自拆卸”的标识牌，防止前置过滤器承压不足裂开伤人。

2.2 微喷雾安装及检修

1）根据相关标准要求微喷雾安设在距离迎头不大于100 m的位置。

2）微喷雾装置的喷头间距控制在800 mm左右，现场可根据雾化断面进行调整。

3）利用帮部固定点（原拉设架空线的固定点）拉设一根铁丝（10号铁丝），作为微喷雾装置的固定点。微喷雾装置与10号铁丝之间利用16号铁丝或绑扎带进行固定。

4）微喷雾装置与供水管之间，利用φ10 mm胶管（不少于2根）进行连接。

5）安装微喷雾装置过程中执行好工作监护制度，“一人操作、一人监护”，做好自保互保，确保施工安全。

6）严禁在未关闭供水阀门的情况下，对微喷雾装置的前置过滤器进行拆卸。

7）每天早班安排人员对微喷雾装置的前置过滤器进行清洗，清洗前必须将供水阀门关闭并且确定管路及过滤器无压。

图1 微喷雾安装示意图

3 自动隔爆装置安装与应用

自动隔爆装置采用锚杆固定的方式固定在巷道顶板上。井下发生爆炸时形成空气冲击波和火焰，当冲击波达到冲击波接收板，机械脉冲通过推杆传到锁紧装置并且15 ms内引发灭火粉喷发。120 ms的时间在巷道中形成浓度为110 g/m3、长度超过35 m的可靠灭火粉雾状区域。并无盲区布满整个保护区域，此雾状区域阻碍并扑灭火焰锋面，能迅速使爆炸在巷道中的传播过程停止。

3.1 安装自动隔爆装置安装架

1）掘进迎头后60～200 m或其他巷道顶板选择合适的外露的锚杆或锚索，将自动隔爆装置安装架安装在锚杆或锚索上，调整安装架保证安装自动隔爆装置安装完毕后不影响单轨吊运行，并将安装架固定牢靠。

2）安装架安装完毕后，使用8号钢丝绳或水棚吊链将安装架固定在顶板外露的锚杆或锚索上，并将拉紧固定。

3.2 安装自动隔爆装置主体

1）将安装架留设的安装孔拧上螺母，拧至安装处露出10 cm左右，在螺母下方安置垫圈。

2）起吊利用原巷道外露的锚杆或锚索作为起吊点，使用前应先检查锚杆或锚索是否失效，当检查合格后方可使用。若原巷道外露的锚杆或锚索不能作为吊点，必须重新在巷道顶板支护完好处打设起吊锚杆，锚杆采用φ22～1 200 mm的锚杆作为起吊点进行起吊设备，并使用1根MSK2550树脂锚固剂。

3）将2个不小于1t的手拉葫芦挂在顶板安装位置处作为起吊点的原巷道外露的锚杆或锚索上，用于起吊自动隔爆装置主体；起吊时2个葫芦均匀起吊，严禁出现主体倾斜情况，防止主体起吊时摆动碰撞帮部及其他设备。

4）起吊作业前检查手拉葫芦挂钩是否闭锁，挂钩是否牢固，只有在确认合格安全后方可起吊作业。起吊时专人指挥，并安排专人操作手拉葫芦把主体起吊至安装位置处。

5）将自动隔爆装置主体上的右吊挂部件与安装架连接，并将螺母拧紧固定。确认自动隔爆装置主体安装牢固后方可拆除手拉葫芦。

3.3 安装圆形接收板与推杆1

1）将圆形接收板安装在推杆1上，并将螺母拧紧固定。

2）圆形接收板与推杆1安装连接后，与自动隔爆装置主体螺纹连接（见图2）。

图2 自动隔爆装置主体螺纹连接图

3.4 安装推杆2

先将左吊挂套连接在推杆2的外圆上，再将推杆2与推杆1螺纹连接，最后将左吊挂套与顶板锚杆连接固定。（见图3）

图3 安装推杆2示意图

3.5 安装推杆3

先将2个左吊挂套连接在推杆3的外圆上，再将推杆3与推杆2螺纹连接，最后将左吊挂套分别与顶板锚杆连接固定（见图4）。

图4 安装推杆3示意图

3.6 安装方形接收板

将方形接收板与推杆3螺纹连接（见图5）。

图5 安装方形接收板示意图

3.7 自动隔爆装置挪移

1）拆卸推杆及接收装置：拆卸前将自动隔爆装置触发螺栓拧紧使其处于闭锁状态。推杆与推杆及接收板之间使用螺纹连接，拆卸时先拆卸方形接收板，再拆卸推杆3，再拆卸推杆2，最后拆卸推杆1及圆形接收板。

2）拆卸自动隔爆装置主体：起吊利用原巷道外露的锚杆或锚索作为起吊点，使用前应先检查锚杆或锚索是否失效，当检查合格后方可使用。若原有支护锚杆或锚索不能作为吊点，必须重新在巷道顶板支护完好处打设起吊锚杆，采用φ22～1 200 mm的锚杆作为起吊点进行起吊设备，并使用1根MSK2550树脂锚固剂。将2个不小于1t的手拉葫芦挂在顶板安装位置处作为起吊点的原巷道外露锚杆或锚索上，用于起吊、下放安装架及自动隔爆装置主体；各挂钩连接处闭锁，起吊、下放时2个葫芦均匀松放，严禁出现主体倾斜情况，防止主体起吊时摆动碰撞帮部及其他设备。自动隔爆主体拆卸后装入原木箱，并固定在底脚螺栓上，防止运输过程中装置摆动损坏主体。

3.8 单轨吊引车注意事项

安装自动隔爆装置需要使用单轨吊进行运输，单轨吊运行期间注意事项如下：

1）机车运行前，需确认对讲机联系的可靠性、机车完好性，严禁设备不完好及对讲机联系不可靠时开车，严禁轨道线路不合格时开车。

2）严禁在设备不完好、制动装置不可靠、吊挂不牢固、驱动轮磨损超限损坏、超负荷等情况下运行，运行过程中发现机车吊挂情况、制动装置、液压系统、灯、喇叭等部件出现异常，应立即停车处理。

3）单轨吊机车在运行前，必须疏通单轨吊运行线路（车场车辆及沿途物料等），提前安排人员进行安全确认，确认无误后再运行。

4）引车人员必须对单轨吊机车运行路线的轨道及悬挂固定情况进行认真检查，尤其机车将要通过道岔和弯道前，必须对道岔的工作位置和闭锁情况认真检查确认，否则不准通行。

5）引车人员需提前观察好单轨吊轨道上有无链条、卡轨器等阻碍物，发现后立即通知机车司机停车，处理合格后，机车方可继续运行。

6）引车人员必须对单轨吊机车将要通过路线巷道内地轨车辆存放情况进行检查，尤其在地轨上存有花栏车、箱式车或其他特殊车辆的路段；引车人员要随身携带卷尺，必要时要动尺测量其高度。

7）单轨吊轨道、道岔上方有淋水的必须采取有效的防淋水措施，被淋水的轨道，单轨吊机车严禁通过。

8）机车在车场调车等特殊地段需跟车时，单轨吊机车必须减速不大于0.5 m/s，跟车人必须在牵引车前（后）方10 m以外（斜巷处，应站在斜巷上方）行走，发现异常立即警示停车，进行处理。

9）单轨吊机车遇道岔时，必须减速慢行，道岔的操作及闭锁确认工作，由引车人员负责。

10）机车遇行人时，引车人员通知开车人员，开车人员应首先鸣笛示警，停车让行，行人躲至沿途躲避硐内，然后机车继续运行。如果沿途没有合适的躲避硐躲避，机车必须停下，行人通过后，方可运行。

11）机车运行到车场、道岔、维修硐室、弯道、上下坡起点处、硐室口、装卸载点前20 m必须减速不大于0.5 m/s鸣笛示警。

12）严禁任何人员在机车运行时从机车正下方通过。严禁任何人员站在吊装重物的正下方及下山方向。

13）在安全间隙不足、高度不足的地点严禁运行单轨吊机车。严禁在巷道支护不好的巷道内运行。

14）单轨吊运输物料等时，采用以下信号联络方式：单轨吊机车运行时，专职引车工采用对讲机与司机进行联络，无对讲机时机车不得运行；单轨吊机车运行时，机车司机只有收到引车人员或现场指挥人员发出的开车信号后，单轨吊机车方可开车运行；单轨吊机车发车时，引车工与单轨吊司机之间应使用对讲机进行确认；单轨吊机车在运行途中或装车站等地点遇异常情况时，如有任何人员晃灯示意，单轨吊司机应立即停车查明情况，待隐患处理完毕后方可运行机车。

15）利用箱体车装运物料，单轨吊机车运行至卸料地点附近人行道侧适当位置，引车人员联系司机停车，停车后，由引车人员或机车司机将物料箱降至底板，箱体车降至底板后要稳固、牢靠。装有物料的箱体车降至底板并保证箱体车稳定牢靠后，单轨吊机车熄火，通防工区卸料人员进入箱体车内，将物料卸至人行道侧适当位置。

3.9 其他注意事项

1）作业期间，当巷道高度大于3 500 mm时，操作人员需搭设平台进行操作。平台搭设后，其上平面距离巷道顶板不得大于2 800 mm；斜巷段平台上面要平整，不得歪斜。

2）平台搭设采用脚手架配合钢管、木板组合而成。采用钢管作为横梁，横梁上铺设木板，横梁使用不小于φ89 mm钢管，木板厚度不小于80 mm。马腿要放置平稳，马腿与横梁，横梁与木板，木板与木板之间使用双股8号铁丝或扒钉进行联锁固定。保证操作平台整体牢固。操作平台下端必须垫牢、垫实，保证平稳。正常情况下平台长度不低于4 m，宽度不低于2 m，已满足施工要求。搭设平台时，严禁将手、脚放在容易被挤压的两物体之间。

3）施工过程中，当发现操作平台倾斜时，应立即停止施工，人员立即下架进行处理，处理后方可使用。严禁使用弯曲变形有裂纹的钢管。

4）钻机施工过程中平台下方严禁行人穿过，人员经过时应停止钻机工作后方可过人，平台下5 m范围不得堆放物料。登高超过2 m时（平台至平台下底板高度），人员要系好安全带，安全带连接在钢筋网、锚杆或锚索吊鼻上方，连接必须牢固可靠，在使用以前要先进行试吊，并要对比安全带与作业地点距巷道底板的高度，以确定安全带有效。

5）使用梯子作业时，支撑必须牢固；梯子与支撑面之间角度以60°左右为宜，使用梯子等工具时要看好路况，找好落脚点，应安排专人扶梯。扶梯人员必须确保退路畅通并防止高处物体掉落伤人，严禁站在不安全环境下工作。站在梯上的作业人员要站稳站牢，并且用力均匀，不能出猛力，严禁站在梯子边缘位置，以防失手滑脱造成坠落伤害，严禁站在不稳定、不完好的登高工具上作业。

6）现场施工人员利用锚杆钻机进行钻孔时，注意力要集中，首先利用锚杆钻机进行慢速找眼，正常钻进过程中，当听到异响或感觉到钻进受阻，要更换找眼位置，重新施工钻孔，防止钻进过程中支护锚杆损坏钻具造成危险。

7）锚杆钻机的推进速度和推动力要适度，不要一味加大气腿的推力，操作者与辅助人员要注意站位，尤其在平台上施工时，移动要清理好脚下，站稳站牢，时刻观察好钻机状态，保持警惕。锚杆钻机周围5 m范围内不得有闲杂人员及影响施工的物料。

8）安装锚杆前，先将孔内煤岩粉冲洗干净，然后将1支MSCK2535树脂锚固剂放入眼内，再把1支MSCK2550树脂锚固剂放入眼内，最后把锚杆插入眼内，利用锚杆将树脂锚固剂送到眼底，使锚杆顶住树脂锚固剂，锚杆外端头套上螺帽；用带有专用套筒的气动钻机卡住螺帽，开动锚杆钻机，使之带动杆体旋转并旋入眼孔内，对锚固剂搅拌6～15 s，直至锚杆达到设计深度后，继续搅拌5s，搅拌停止5～15 s后方可撤去锚杆钻机，锚固180 s后方可进行上钩子与螺帽。