摘 要： 煤矿井下生产过程中易产生大量的矿尘，矿尘悬浮在空中，严重危害矿工的身体健康，同时也影响矿井的生产安全。目前已采取巷道喷雾等措施对煤矿粉尘加以治理，虽取得了一定的效果，但雾化效果不理想，而且用水量较大，既降低防尘的能力，又造成巷道积水现象。原喷雾装置的喷嘴容易堵塞，造成喷雾失效，为解决此类问题，研制了风水联动喷雾装置，该装置具有较强的雾化效果，形成较大的扩散区域，使矿尘吸附足量的水分，增加悬浮矿尘的质量，达到降尘的效果。
关键词： 净化防尘；风水联动；喷雾装置
0 引言
目前，大型矿井采煤工作面采用滚筒采煤机割煤，煤巷掘进工作面采用悬臂式掘进机掘进，岩巷掘进工作面为提高生产效率采用岩巷掘进机掘进。矿井在提高生产效率的同时，粉尘量相应加大。为降低粉尘,采煤工作面采用液压支架移架喷雾和采煤机内外喷雾，煤岩巷掘进工作面采用掘进机内外喷雾，巷道内设置除尘风机、喷雾装置、防尘帘等。
为确保巷道除尘效果，丁集煤矿将原有的喷雾装置改进为风水联动喷雾装置，既避免了喷嘴堵塞，提高了雾化效果，又有效地提高了除尘效率，避免了巷道积水等现象。
1 风水联动喷雾装置的结构及工作原理
1.1 主要结构
风水联动喷雾装置结构如图1所示,其由喷嘴组件、风包、过滤器、单向阀、球阀、软管、水量节流件等组成,其中风包、风水过滤器、单向阀、水量节流件等集成组装在控制箱体内，悬挂在墙壁，便于操作；喷嘴组件悬挂于顶板上巷道中部；供水管、供风管分别引入控制箱体内；风包引出的球阀用于排除风包内的积水。整个风水联动喷雾装置结构简单，操作安装方便[1-3]。
1-喷嘴组件;2-Φ19软管;3-Φ19球阀;4-节流元件;5-Y型过滤器;6-单向阀;7-控制箱;8-Φ10软管;9-Φ10球阀
图1 风水联动喷雾装置结构原理图
1.2 工作原理
风水联动喷雾装置工作原理如图2所示。该风水联动喷雾装置运用风压提高喷雾的雾化效果，利用风扩散能力较强的特点，增加喷雾的扩散区域，同时该装置设置前级过滤装置，减少喷嘴易被堵塞的现象，使净化防尘喷雾的效果得到有效的提高。该装置使用的风、水均从巷道内布置的压风管和供水管路上取得。风通过胶管引入到风包，经过风过滤器、单向阀到三通与水混合。水通过胶管引入控制箱，经过水过滤器、水量节流件到三通与风混合。风水混合后通过球阀控制开闭，通过喷嘴组件喷出。
1-弯头;2-螺纹接头;3-Y型过滤器;4-中间接头;5-节流元件;6-箱体;7-三通;8-单向阀;9-风包;10-球阀
图2 风水联动喷雾工作原理图
风水联动喷雾装置的制造、安装、操作均简单方便。开启时，首先在风水干管上分别开启供风、供水阀门，然后开启控制箱的球阀，喷雾组件便开始喷雾。关闭时，分别关闭控制箱的球阀和风、水干管上的供风、供水阀门。
2 装置结构的主要特点
1) 风水联动喷雾装置主要以风作为喷雾的动力，辅以少量水的配给，从而形成较强的雾化喷雾能力。同时，为保证风水联动喷雾装置形成强风、弱水的要求，对风水管径选择上有所不同，风管选择Φ19的胶管，水管选择Φ10的胶管。
2) 喷嘴组件布置4只喷嘴，以2只喷嘴为一个供风水的单元，两端进风水，4只喷嘴供压距离相等，压力分配均衡，每个喷嘴喷雾能力相同，避免从一端进风水时因远端喷嘴失压而失去喷雾效果。
3) 风包用DN159无缝钢管制成，形成风量的储存，能为喷嘴提供连续的风量，使喷嘴不会因风量不足而失去压力，或造成喷嘴堵塞。
4) 单向阀设置在风路上，主要是防止喷雾系统在风压下降时，水回流进入风管内，造成风管及风包进水。
5) 水量节流件主要是对供水量进行控制，为喷雾提供合适的水量。
6) 风、水2只过滤器的设置，可以过滤风管及水管内的杂质，防止杂质进入喷嘴，造成堵塞。
7) 该装置除喷嘴组件及进、回液管路外，其他部件均集成在控制箱体内，安装、操作、检修方便。
3 结论
实际应用表明，该风水联动喷雾装置解决了原喷雾雾化效果不强的缺点，减少了杂质堵塞喷嘴造成的喷雾失效现象。该装置增强了雾化效果，加大了喷雾在巷道内的扩散范围，喷雾滞留时间长，能充分湿润矿尘，从而有效降低井下空气中的悬浮矿尘的浓度，提高喷雾净化除尘的作用。该装置减少了用水量，节约了成本。同时，避免了喷雾造成的巷道积水现象的发生。
