煤矿井下自动喷雾降尘系统设计

人行通道人体感应自动监测与喷雾功能由通道
2012 年第 10 期
汪海华：煤矿井下自动喷雾降尘系统设计
总第 202 期
上方的喷淋装置及喷洒范围外缘安装的红外人体传 感器实现。由红外人体传感器采集人行通道上的行 人信号，并将是否有行人通过的信号经 A / D 转换后 传递给 PLC 控制单元，当煤尘浓度传感器输出信号 超过设定值，但 2 个红外人体传感器之间有行人存 在时，PLC 判断并关闭行人通道上方的喷淋系统，防 止水把工人的衣服淋湿； 若煤尘浓度没有降到预设 值，煤尘来源处的喷淋系统继续运行； 若煤尘浓度降 低到设定范围内，不管行人通道上是否有人，均关闭 行人通道上方的喷雾系统。
1 系统功能分析
煤矿井下自动喷雾降尘系统主要实现 2 大功 能： 煤尘来源处的煤尘浓度自动监测与喷雾降尘； 人 行通道处人体感应自动监测与喷雾降尘。系统以
收稿日期： 2012 － 06 － 06 作者简介： 汪海华（ 1961—） ，男，辽宁彰武人，工程师，主要从事煤矿 通风安全技术管理工作，现任平煤股份七矿副总工程师。
2012 年第 10 期
中州煤炭
总第 202 期
wk.baidu.com
煤矿井下自动喷雾降尘系统设计
汪海华
（ 平煤股份 七矿，河南 平顶山 467000）
摘要：为了有效控制原煤生产运输过程中产生的大量煤尘，在对现有人工手动降尘方法研究分析的基础上，
设计了自动喷雾洒水降尘系统。该系统将来自粉尘浓度传感器和红外人体传感器的信号输入 PLC 以控制
Wang Haihua
（ No. 7 Coal Mine of Pingdingshan Tian'an Coal Co． ，Ltd． ，Pingdingshan 467000，China）
Abstract： To effectively control large amounts of coal dust during the period of raw coal production transporting，an automatic spray and dust reduction system was designed based on the analysis on existing artificial dust control method． This system can input signals from the dust concentration sensor and infrared sensor into the body to PLC to control the switching of the solenoid valve，which can enable intelligent spray and dust reduction． Practical application shows that the system has simple structure，and has reliable performance，and can control the automatic opening and closing of dust prevention device，and has gained good dust reduction effects． Keywords： coal dust； automatic spray； dust reduction system
电磁阀的通断，实现了智能化喷雾除尘。现场实践表明，该系统结构简单，性能可靠，能够自动、及时启闭喷
雾洒水装置，降尘效果良好。
关键词：煤尘； 自动喷雾； 降尘系统
中图分类号：TD714
文献标志码：A
文章编号：1003 － 0506（2012）10 － 0008 － 02
Design on Underground Automatic Spray and Dust Reduction System in Coal Mine
当自动除尘系统出现故障时，可以人工手动开 启喷水阀，进行降尘，人工手动喷水阀设置在喷淋范 围之外，人工开启后不会淋湿衣服。
2 设计原理
基于以上系统功能分析，设计出自动喷雾降尘 系统（ 图 2） 。2 个红外人体传感器分别布置在行人 通道喷洒范围边缘的两端，粉尘浓度传感器布置在 煤尘起源点的上方，雾化喷头 1 布置在煤尘起源点 处，雾化喷头 2 布置在行人通道上方。PLC 输出控 制 2 个继电器，通过继电器分别控制防爆电磁阀。 当粉尘浓度传感器输出信号超过设定值时，PLC 输 出信号使继电器 1 动作，打开防爆电磁阀 1，使雾化 喷头 1 喷雾降尘。此时，若红外人体传感器检测到 人行通道上喷洒范围内无人，则输出信号接通继电 器 2，使雾化喷头 2 喷水； 若检测到人行通道上喷洒 范围内有人，则锁定输出，继电器 2 不动作。当粉尘 浓度传感器检测到粉尘浓度降至正常范围时，将信 号输入 PLC，由 PLC 控制断开 2 个继电器，此时，2 个喷头都不工作［3-4］。
·8·
PLC 作为核心控制单元，通过粉尘浓度传感器和红 外人体传感器完成信号的采集（ 图 1） 。
图 1 系统功能结构示意
煤尘浓度自动监测与喷雾降尘功能的实现，主 要是通过判断煤尘起源点处巷道煤尘浓度是否超限 来对喷雾系统进行控制的。由粉尘浓度传感器采集 胶带机转载点等处附近巷道的粉尘浓度，并将采集 的浓度信号经 A / D 转换后传递给 PLC 控制单元，经 PLC 计算和分析后确定煤尘浓度控制方案并予以实 施。当煤尘浓度达到预定值时，PLC 发出指令信号， 开启粉尘来源处的管路电磁阀，开始喷雾； 当粉尘浓 度小于预定值时，控制单元会发出关阀信号，切断水 源，实现自动控制。
原煤开采生产和运输过程中伴有大量的煤尘产 生，高浓度煤尘不仅使作业环境恶化，危害矿工的身 体健康，同时也容易引起火灾、爆炸事故。随着国家 对职业病危害和矿井安全生产环境的重视，矿井粉 尘浓度的危害也越来越受到关注，《煤矿安全规程》 要求： 在矿井大巷、放煤口、转载点、卸煤点等，必须 安置洒水降尘装置或除尘风机。目前，煤矿主要依 靠人工手动打开截止阀喷水除尘，虽然起到了一定 的降尘效果，但存在工作人员怕水雾喷湿衣服而不 主动开启喷水阀，或忘记关闭喷水阀致使喷水过量 等现象［1-2］。针对这些问题，开发设计了煤矿井下自 动喷雾降尘系统。