煤礦井下掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置及其應用的分析

王永永

（山西潞安礦業集團慈林山煤業有限公司李村煤礦綜掘一隊， 山西 長子 046000）

引言

掘進機截割過程中會產生大量的粉塵，掘進機上的噴霧系統能有效降低粉塵濃度，消除火花，在李村煤礦井下多個掘進工作面中主要采用EBZ150A掘進機，該掘進機出廠時未配裝機組噴霧加壓泵，而后期因井下供水水壓達不到《煤礦安全規程》規定的“外噴霧裝置的工作壓力不得小于4 MPa”，因此需在掘進機外部加裝一套外噴霧裝置。該裝置加裝后，由于其控制電路開關與掘進機控制電路相獨立，而井下掘進作業中，經掘進工作面風筒吹出的濕煤粉易黏結在工人面部及工作服上，導致工人抵觸心理嚴重。不啟動外噴霧裝置則不能徹底解決粉塵這一污染源和危險源，不但嚴重影響工人身體健康，還嚴重影響煤礦井下的安全生產。因此，針對這一情況需要設計一種加裝在煤礦井下掘進機切割部外，并能隨切割部一起工作和停止的噴霧保護裝置。

1 煤礦井下掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置分析

李村煤礦技術科針對EBZ150A 掘進機外噴霧裝置控制電路開關與掘進機控制電路相獨立的情況，設計了掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置，用來控制外噴霧裝置和掘進機切割部同時作業和同時停止作業[1-3]。

1.1 裝置電路結構分析

圖1 掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置電路結構示意圖

煤井下掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置電路結構示意圖如圖1 所示，圖中KM2 為礦用隔爆控制開關自保接點，KM1 為外噴霧加壓泵隔爆開關接觸器常開接點，KM 為外噴霧加壓泵隔爆開關接觸器線圈，SB1 為掘進機切割部急停常閉接點，KA1 為外噴霧加壓泵開關中間繼電器常開接點，KA 為外噴霧加壓泵隔爆開關中間繼電器線圈。裝置中外噴霧加壓泵的啟動按鈕與礦用隔爆控制開關自保接點KM2并聯后，再與外噴霧加壓泵的停止按鈕、外噴霧加壓泵隔爆開關中間繼電器線圈KA 串聯，共同組成電源右側先導回路；然后外噴霧加壓泵隔爆開關接觸器線圈KM與外噴霧加壓泵開關中間繼電器常開接點KA1 串聯，共同組成電源左側控制回路；所述先導回路與控制回路并聯接入電源；外噴霧加壓泵隔爆開關接觸器常開接點KM1 與掘進機切割部急停常閉接點SB1 通過Φ2.5 mm2信號電纜串聯構成與門電路。

1.2 工作原理

在EBZ150A 掘進機外部加設外噴霧加壓泵，可對井下供水壓力不足4 MPa 起到增壓的作用。隔爆開關按鈕可遠程控制外噴霧加壓泵的開停，并安裝在機組司機側，方便操作。外噴霧加壓泵隔爆開關接觸器常開接點與掘進機切割部急停常閉接點通過Φ2.5 mm2信號電纜串聯構成與門電路，只有在二者同時接通信號的情況下，切割部才能啟動。實現了不先啟動掘進機機載噴霧加壓泵，不能啟動掘進機切割電機，不能割煤的效果。機組除切割部外的其他行走電機、油泵電機等啟動時，可不需啟動機載噴霧加壓泵。真正實現了割煤先開噴霧，而不是啟動掘進機即開噴霧的效果。

1.3 工作過程分析

掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置具體工作過程為：按下礦用隔爆控制開關啟動鍵，啟動外噴霧加壓泵。礦用隔爆控制開關自保接點KM2 閉合，KA 線圈得電，常開接點KA1 閉合，接通KM 線圈得電接觸器吸合，外噴霧加壓泵開關接觸器常開接點KM1閉合。解除切割電機閉鎖，SB1 常閉接點接通信號，掘進機可啟動割煤。反之，按下礦用隔爆控制開關停止鍵，噴霧加壓泵停止工作。KA 線圈失電，KA1 接點打開，KM線圈失電，外噴霧加壓泵開關接觸器常開接點KM1 打開，此時無論掘進機切割部急停常閉接點SB1 打開還是閉合，都不能滿足與門電路“二者同時閉合接通”的條件，因此切割部電機閉鎖，掘進機不能進行割煤。但為安全起見，仍需按下掘進機切割部急停SB1。

1.4 裝置優點分析

掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置具有以下優點：結構簡單、連接方便、成本低廉；強制外噴霧系統與切割部聯動，確保外噴霧裝置對割煤產生的粉塵進行霧化，降低粉塵污染，確保生產安全；除切割部以外各部分與外噴霧裝置獨立，確保檢修機組送電后，只要是不啟動切割部，噴霧加壓泵就不需要啟動，避免噴霧開啟后干擾正常的檢修工作；真正實現先開噴霧后割煤，先停止割煤后停噴霧的目的[4-6]。

2 實踐應用及效果分析

該掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置由李村煤礦技改科完成設計，由潞安礦業集團機電裝備公司進行生產。裝置在李村煤礦8817 掘進工作面EBZ150A 掘進機上進行了安裝調試，并投入到了現場實踐應用。該裝置運行半年時間內，整體運行穩定，強制外噴霧系統與切割部聯動，確保噴霧裝置對粉塵進行霧化，降低粉塵污染，確保生產安全。同時裝置的應用實現了開噴霧后割煤，先停止割煤后停噴霧，噴霧降塵效果相比之前有了較大的提高。有效解決現有EBZ150A 掘進機在井下供水壓力小，煤粉污染環境，影響健康，易發生安全事故的問題，裝置的電路系統與除切割部外各部分獨立，不會干擾到設備的檢修和保養工作。掘進機切割部聯動外噴霧保護裝置的研制和應用是成功有效的，可以在各大煤礦掘進機上得到廣泛應用，市場價值效益明顯。