吴磊
神东煤炭集团布尔台煤矿 内蒙古 鄂尔多斯 017000
摘要：神东布尔台煤矿喷雾降尘系统具有一些缺陷和不足，例如在井下粉尘浓度不超标情况也会自动喷雾洒水，导致水资源严重浪费，从而造成掘进巷道中产生很严重的积水情况，极大增加排水系统压力，最终使得防尘效率大幅降低，这一问题亟需解决。需要在已有安全监控监测系统基础上，联动粉尘浓度传感器和自动喷雾装置，发挥降尘自动喷雾作用，增加防尘喷雾的智能自动化，还能在线监控粉尘浓度，并且有利于节约大量水资源，使产尘点不利情况得到有效改善。
关键词：煤矿；监测监控系统；自动喷雾
引言：对于煤矿而言，其产生的主要自然灾害之一就是粉尘危害，如果作业环境被粉尘污染后，就会给煤矿工人带来很多身体健康隐患。现代化机械生产程度不断提高，大幅度增加煤矿巷道内的粉尘含量，但是，对煤矿粉尘进行管理和监测的系统和方法仍然不够先进，当前亟需一种科学有效的方法，对矿井生产过程中出现的煤尘污染进行解决。
一、神东布尔台煤矿发展情况
通过研究分析神东布尔台煤矿测尘显示结果可知，掘进工作面、综采工作面等是其主要产尘地点。对于掘进工作面而言，开展防尘处理工作时主要利用除尘风机进行长压短抽，同时用机械式喷雾进行辅助。对于综采工作面而言，在进行防尘处理工作中需要借助机械式喷雾及防尘纱网，对于各个水平石门而言，在处理防尘时需要运用自动喷雾系统。然而，在具体防尘实践中，采用的相关措施通常具有较低防尘效率，导致粉尘往往超出规定范围。神东布尔台煤矿比较特殊，井下排水系统具有繁重任务，压力也较大。采用传统形式洒水喷雾形式往往产生长喷水问题，这就导致极大增加排水系统压力，使排水量不断增多[1]。
二、粉尘传感器及自动联动喷雾系统的架构
此系统是在神东布尔台煤矿已有监控系统基础功能之上，使远动开关与粉尘传感器相互连接，利用粉尘传感器传输数据，使其到达系统上位机中，然后进行设定，将远动开关的被控开关确定为自动喷雾控制箱。
将降尘喷雾剂粉尘监测控制板块增加到监控系统软件中，这样就可以实现实时在线监测粉尘浓度目标，一旦粉尘超出标准范围，监控系统分站就会接收到粉尘传感器信号，同时有指令从该系统上位机中输出，充分利用远动开关，能够实现控制自动喷雾系统的目标，开启自动喷水后的自动喷雾系统，在喷雾作用下直到将巷道内粉尘降至到标准浓度后，才会停止喷雾工作，这样就能够在线对井下粉尘进行监控，同时对数据进行自动化管理和分析[2]。
三、系统中主要功能分析
（一）对粉尘浓度实施采集、检测数据及报警传输
将散射光原理应用于粉尘浓度传感器中，粉尘颗粒对光有散射作用，对其进行充分利用，粉尘颗粒在大小、形状、数量等方面的差异都会造成散射效果的不同，越高的粉尘浓度，就会产生越大的光散射度。促进光信号强度值向电信号的转化，以算法为根据，将实时粉尘浓度值计算出来。由粉尘浓度传感器输出的频率信号与浓度值相对应，在电源控制箱或者分站中接入频率信号，能够对粉尘浓度进行全过程监测。一旦粉尘浓度超过规定范围，系统上位机就会将警报发出。
（二）实时显示及控制功能的远程监测
从神东布尔台煤矿数据监测报告可知，想要远程监测喷雾装置，就要对系统上粉尘监测浓度进行设置，使其达到标准值10mg/g3，一旦粉尘浓度超过该数值时，就会启动自动喷雾设施持续喷雾，待到粉尘浓度下降到报警值以下时，喷雾就自动停止，同时解除警报。自动定时喷雾控制：就是以地面软件为依据，将定时时间设置出来，实现定时控制目标；手动控制：需要充分利用上位软件，能够对喷雾进行强行控制，或者使其被迫停止喷雾；运用地面计算机，能够联网监测和控制粉尘浓度和设备状况[3]。
（三）分析管理数据功能
以相关测点信息为根据，如水幕喷雾状态、粉尘传感器等，实现对历史数据进行查询的目的；除此之外，系统的其他功能如针对粉尘浓度等测点进行查询和打印检测日报功能。这样就可以提供便利，随时查询和存储尘点历史数据信息，同时对数据信息进行研究和分析，将科学合理的资料提供出来，从而对降尘工作进行改进和优化。
（四）拓展系统功能
应用采煤机和综掘机在现场工作时，通常会因为现场具有复杂多变的条件，经常发生中断传输线的情况。这时可以无需连通系统上位机与粉尘传感器，现场可以独立连接粉尘传感器、降尘喷雾装置及远程控制开关，可以实现在极限外进行喷雾和出现灰尘再喷雾的目标[4]。
四、分析系统工作特征
第一，喷雾装置能够能够促进微小雾化颗粒的形成，使其能够在空气中停留较长时间。工作原理是借助压缩空气，加压静压水，从而可以让汽化状态的雾化颗粒从雾化嘴中喷出来。雾化水气具有一定优势，能够提高水气与空气中粉尘的结合度，从而共同降至地面，井巷空气流动时雾化水气也会随之流动，这样可以促进井巷内部降尘率的提升，与此同时，防止井巷内水资源浪费。第二，粉尘浓度传感器和无线触控传感器控制喷雾装置，在运输皮带工作后，就进行喷淋，或者在粉尘超过限制范围后进入工作状态，第一时间对粉尘浓度进行控制，使人工和维护成本降低，还能对井水进行节省。第三，矿井中人员及相关运输仪器会一定会程度上受到喷雾工作影响，系统可以借助光控传感器对设备和人员进行感知，从而对达到范围内的人员和车辆进行自动关闭喷雾装置操作，防止人员和车辆受到影响。第四，对于矿井中各个监测分站及粉尘传感器而言，可以被监测点粉尘浓度和喷雾装置现场工作情况借助环网数据传输至地面控制系统中，这样地面监测系统就可以对矿井内浓度及施工情况进行了解和掌握，同时能够对矿井中喷雾设置的开关进行有效控制[5]。
五、自动联动系统与粉尘传感器的优势分析
第一，联动矿井监控系统和自动喷雾可以对井下各个超限制粉尘点的粉尘浓度进行全过程动态监测，从而第一时间解决问题，将损失降至最低。第二，现场系统能够对粉尘浓度数据进行收集和储存，可以借助远程控制方式，对自动喷雾开关进行设置。第三，促进水资源利用率的大幅提升，使矿井排水系统压力得到缓解。
结束语：综上所述，完成系统的建设工作后，以神东布尔台煤矿相关粉尘浓度报告为依据，为满足环保部门要求，需要对系统上喷雾降尘数值进行设定，将其监测浓度标准确定为10mg/m3，综合利用多种形式进行试验，如果粉尘浓度在4mg/m3 以上时，系统的报警装置就会警报，自动开启喷雾装置进行工作；若粉尘浓度降至标准范围后，喷雾装置的喷水就会自动停止，同时警报结束。此防尘系统对联动设计需求已经能够很好满足，同时可以全面检测和治理矿井粉尘超限制区域，还能保持良好运行状态。此外，系统还具有实时监测矿井粉尘浓度功能，并将数据汇总，提供出动态分析图表，有效指导井下防尘工作的开展，同时对员工身体健康进行保障。
参考文献：
[1]李权,蒋栋,常立华,等. 煤矿监测监控系统联动自动喷雾的研究与应用[J]. 神华科技,2019,17(11):87-89.
[2]董金梅. KJ73X煤矿安全监测监控系统软件的应用[J]. 机械管理开发,2020,35(2):205-207.
[3]王卫波. 矿井监测监控系统应急联动功能探析[J]. 机电工程技术,2020,49(1):177-179.
[4]田晓波. 煤矿监测监控系统应急联动功能[J]. 煤,2019,28(4):83-84.
[5]谭成. 中心桥煤矿区域联动压风机监控系统[J]. 煤矿安全,2019,50(5):103-104,108.