掘进机内喷雾系统优化设计.doc

6 掘进机内外喷雾系统优化 .1 概述 目前国内煤矿综掘工作面使用的掘进机一般都配有外喷雾和内喷雾装置，掘进机机头喷雾属于一次降尘手段，所以它在掘进工作面降尘中承担大部分的降尘任务。尽管国内外正在研究多种多样的解决掘进机粉尘问题的措施和方法，但由于种种原因，目前最广泛的措施仍是掘进机外喷雾。而这些外喷雾在实际使用中，仍存在一些问题： 现有的大多数产品主要是针对可见尘设计的，因而对呼吸尘的抑制作用不明显。有的技术适用面窄，比如荷电技术，它主要采用外加电源对水雾荷电，纵然有很好的灭尘效果，但是它仅适用于非瓦斯矿井。流量偏大，雾化效果不好，在撒水点形成水患使机器锈蚀，煤的含水量增大。设备复杂，成本太高且不易维护。供水系统的水质、水量、水压、管径不能满足喷雾需要。掘进喷雾系统因密封漏水，喷嘴堵塞而不能正常使用。掘进机外喷雾方向、角度紊乱，喷嘴数量和结构不合理，产生粉尘逆流等问题。 由于掘进机与采煤机内喷雾工作时存在破煤机理的不同导致产生的粉尘颗粒分布不同，通风方式不同导致工作面空气流场存在较大差异，截割原理的不同导致截割滚筒的差异使得喷嘴结构和布置方式不同，水路系统不同使得掘进机内喷雾的实施有更大的难度等方面的差异，使得掘进机的内喷雾由于实现和维护都比较困难，所以国内的机型几乎都没有做到这一点。而内喷雾系统除尘效率比外喷雾高出许多，因而对掘进机内喷雾系统很高的价值和意义。 王庄煤矿综掘面使用的掘进机的喷雾系统不能正常工作的主要原因是：（1）供给掘进机截割头的水路是经过电机冷却管路，而电机的耐水压力一般不超过1.5MPa，从而限制了提高内喷雾水压的可能性；（2）喷雾用水中杂质较多，极易造成管路的锈蚀，喷嘴的堵塞等问题；（3）内喷雾的水压、水管路径、喷嘴结构、水质等因素之间存在着相互制约的问题。 针对以上问题，内喷雾水路系统改造、内喷雾喷嘴优化设计.2 内外喷雾系统 如图所示为喷雾系统图。水源为矿井静压水，静压水由球阀1经过过滤器2后分成三路，一路直接经阀门10去外喷雾，压力为矿井静压水静压力，可达到2MPa；第二路经电机4带动的增压泵3增压后经过过滤器8和阀门9去内喷雾，5是溢流阀保证内喷雾系统需求压力，6是安全阀保护系统压力不超过调定安全压力，7是压力表指示系统工作压力，8是高精度过滤器，尽可能的将水中的杂质滤除掉保证水质；第三路经减压阀11去冷却系统，冷却掘进机油箱和主电机15，12是压力表，阀门13是当供水压力低于1MPa时打开不经过减压直接提供冷却水，14是安全阀，防止减压阀失灵较高压力的冷却水损坏电机，阀门16用来调整冷却水的流量。 图 喷雾系统图1——球阀2——过滤器3——增压泵4——电机5——溢流阀6、14——安全阀7、12——压力表8——高精度过滤器9、10、13、16——阀门11——减压阀 增压泵型号为WPZ50/10柱塞式喷雾泵，公称压力10MPa、公称流量50L/min，电机功率11kw，进液过滤器2过滤精度为50目，出液过滤器8过滤精度是100目。溢流阀5选用YF-B10H型，高压安全阀6选用WJF10101型，低压安全阀14选用AQF3型，减压阀11选用JQ2型。进液阀门1选用S-QJ25A球阀，其它阀门均选用QJ 10（G）球阀。如图所示掘进机雾化系统图。 图 掘进机雾化系统图1——喷雾泵站；2——冷却水管；3——外喷雾水管；4——外喷雾架；5——内喷雾水管；6——外喷雾组 .3 内喷雾水路系统改造 掘进机自1989年设计有内喷雾以来，内喷雾系统在实际生产中几乎没有利用起来，其中原因是多方面的，但主要有三个：一是喷嘴极易堵塞；二是旋转密封寿命短；三是水路系统容易出故障。内喷雾用水需由机身穿过1m多长的减速器摇臂，为保护管路在掘进机切割工作中不被掉下来的煤快砸坏，原来设计的内喷雾水路系统是将供水胶管沿截割减速器内腔边缘铺设。 图 开在减速器壳体中的水路1——水道入口；2、3、4——水道 当胶管在减速器内部出现故障或损坏时，喷雾水泄露，一方面，内喷雾系统无法正常工作，另一方面高压水泄露进人减速器内部影响传动机构正常运转，严重的是减速器在内部高压水作用下使壳体鼓肚变形造成损坏。为避免这种现象，我们进行内喷雾水路系统改造，将经过减速器的内喷雾水路开在截割减速器的壳体中如图所示。水道1开在减速器箱盖中，水道2开在减速器上壳体中，高压水经高压胶管与水路人口连接输送进人水道1，过弯道进人水道2，然后输送到掘进机炮头内。 图 减速器剖面图和炮头水道1——水腔；2——水道；3——水道 如图所示，经减速器壳体中水道输送过来的高压水再由炮头沿壳体中心加强筋中的水道3进入炮头中心水腔4中，然后水流分成两路分别沿减速器左右输出齿轮轴中心的水道5和6输送到左右切割头。在减速器输出轴中心孔中有不旋转的连接管，一端与炮头内水腔4连接，另一端