综采工作面是井下粉尘的重要产生点，其防尘工作直接关系到井下工作人员的身体健康及矿井生产安全。综采面生产过程中采用的防尘技术手段有喷雾降尘，支架随采煤机或随人喷雾降尘，其中液压支架大规模喷雾降尘容易实现，但是随采煤机或随人自动喷雾降尘在实践过程中运用较为困难。经过现场分析，对综采工作面液压支架随采煤机或者随人喷雾降尘装置进行设计，并进行现场实践应用。同时由于井下巷道狭长且拐弯较多，引起井下喷雾降尘高压水管路阻力大，高压供水管路到达综采工作面时存在水压低、水压不稳定等问题，影响工作面降尘效果，有针对性的设计一套自动补压装置。

 

1支架随采煤机自动喷雾降尘

    将井下综采工作面液压支架每10个划分成一组，并安装电磁阀、控制器，用以对支架的喷雾进行控制，在电磁阀旁安装一个采用RFID射频技术的远距离标签阅读器，用以控制电磁阀开状态，远距离标签阅读器设定识别距离在20m左右，并在采煤机上安设识别卡，具体示意图如图1所示。当采煤机行走到端头支架位置时，1~10号支架上安装的远距离标签阅读器识别采煤机上的识别卡，将1~10号支架上的电磁阀开启，1~10号支架自动开始喷雾降尘；当采煤机行走到11~20号支架位置时，由于1~10号支架以及11~20号支架上安装的远距离标签阅读器均可以对采煤机上的识别卡进行识别，则1~20号支架同时喷雾；随着采煤机的推进，当采煤机推进到21号支架位置时，由于识别卡已经脱离1~10号支架远距离标签阅读器识别范围，则1~10号支架间的电磁阀关闭，停止喷雾，同时安装在21~30号支架间的远距离标签阅读器识别到识别卡信号，开始自动喷雾降尘。依次类推，实现液压支架随采煤机移动自动喷雾降尘。

 

 

2支架随人自动喷雾

    将井下综采工作面液压支架每10个分成一组，每一组安装一个型号为KBH-5/127V电磁阀、型号为ZP-12C红外感应装置以及型号为ZP127-Z控制主机。一般情况下电磁阀处于关闭状态，当有工作人员经过时，红外感应装置将检测到的信号传输给控制主机，控制主机控制电磁阀开启，从而实现自动喷雾。具体工作流程为：设定采煤机机组从机头1号支架位置开始推进，采煤机开始运行后，1~10号液压支架开始自动喷雾降尘，当采煤机推进至11号支架位置时，安装到在11~20号支架间的红外感应装置能感应到采煤机机尾工作人员，则1~20号支架同时进行喷雾；采煤机推进至21号支架位置时，若在1~10号支架范围内有工作人员走动，则红外感应装置将监测的信息传输给控制器，保持1~10号支架上的喷雾装置继续运行，若无人员走动时，控制器关闭电磁阀，停止支架喷雾，从而实现支架随人自动降尘喷雾功能。

 

3支架随采煤机、随人自动喷雾特征分析

3.1支架随采煤机自动喷雾

    采用RFID射频技术，能够对采煤机的运行位置进行监测，仅能起到对采煤机司机的防尘保护，由于无法识别支架工位置，因此无法对支架工进行有效保护。因此，采用支架随采煤机自动喷雾适合薄煤层综采工作面。主要是因为薄煤层工作面人员行走不方便，甚至需要爬行前进，同时薄煤层综采工作面在支架移动过程中产生的粉尘量较小。采用支架随采煤机自动喷雾会降低回采面的积水，便于回采工作的开展。

3.2支架随人自动喷雾

    支架随人自动喷雾时采用红外感应技术，只要红外感应装置监测到有行人通过，便会通过控制器开启电磁阀，进行喷雾降尘。采用这种方式会电磁阀频繁的开启，使用寿命会有所降低，单回采面的降尘效果明显。因此，支架随人自动喷雾常常用在中厚煤层综采工作面，液压支架移架时会产生大量粉尘，采用支架随人自动喷雾方式，只要有工作人员通过，就自动开始喷雾，减少采面粉尘产生量，提高降尘效果，同时为井下采面工作人员提供一个相对好的工作环境。

    支架随采煤机或者随人自动喷雾，都wuxu人工控制，自动进行喷雾降尘，喷雾效果以及喷雾时机都满足采面生产需要，降低人员投入。同时将10个液压支架编制成一组，既可以增加喷雾降尘范围，又降低了自动喷雾降尘系统的成本投入。

 

4喷雾降尘供水系统自动补压装置设计

    随着矿井开采范围的不断增加，井下自动喷雾降尘供水系统管路铺设长度越来越长，同时由于管路拐弯处多，管路阻力高，等管路铺设到用水点时，水压底且不稳定，影响降尘效果。若增加地面高压供水压力，则会增加供水管路以及自动喷雾降尘装置负荷，影响管路及设备的使用寿命。针对上述问题，在供水管路较长的综采工作面增设高压泵，稳定供水压力稳定。具体做法如下。

    （1）在供水管路上安装压力变送器，根据供水压力需要，设定压力变送器动作范围。当检测到供水压力低于变送器动作的下限值时，变送器发出信号，高压泵开始工作，当系统压力达到变送器设定的上限值时，高压泵停机，具体控制高压水泵运行的电路如图2所示。

 

    （2）在高压泵出口位置安装逆流阀，当高压水泵停机运行时，供水管路中的水不能逆流值高压水泵泄压，保证喷雾降尘的水压，确保喷雾降尘效果。

    如图2所示，当供水管路上安装的压力变送器Y测定的压力值在设定的范围内时，Y下限及Y上限、ZJ2均不动作，高压泵不运行；当压力变送器检测到供水管路压力值低于下限时，Y下限、Y上限均处于常开状态，不动作，中间继电器ZJ无供电，通过常闭状态的ZJ2，接触器KM供电，高压泵启动，给供水管路供水。

    当供水管路中的水压超过压力变送器设定下限时，Y下限闭合，当供水管路压力继续上升达到压力变送器设定上限值时，Y上限闭合，此时中间继电器ZJ得电，常开状态下的ZJ1闭合，形成互保，ZJ2常闭打开，接触器KM断电，高压水泵停止运行。    当压力变送器测定到供水管路压力降低至设定下限时，Y下限常开点打开，中间继电器ZJ断电，ZJ1常开点打开，ZJ2常闭点闭合，接触器KM通电，高压水泵运行补压。往复循环，实现对供水管路补压稳压作用，提高喷雾降尘效果。

    通过在供水管理较长的综采工作面布置自动补压装置，稳定自动喷雾降尘供水水压，提高降尘效果。同时降低供水管理及供水设备负荷，提高设备的使用寿命。

 

 

5 结语

    采用液压支架随采煤机或者随人自动喷雾降尘，并配合供水管路补压稳装置，可以较好的适应各种条件的综采工作面，满足回采工作面的降尘、防尘需要，具有较好的应用效果。