李 莉

（同煤集团云冈矿液压车间， 山西 大同 037017）

1 采煤机滚筒常用喷嘴存在问题

当前煤矿井下工作环境十分恶劣，在井下进行煤矿开采时，滚筒采煤机会产生大量的粉尘，为了确保井下工作人员的健康安全以及采煤工作的顺利进行，灭尘和降尘设备在采煤机中占据不可或缺的位置，利用滚筒采煤机中的喷雾降尘装置，使喷雾喷向煤尘飞扬的方向，使煤尘变湿，增加煤尘重量使其迅速降落，达到灭尘和降尘的作用。在同煤集团现有煤矿中，MG2100/455-BWD 型交流电牵引采煤机中常见的灭尘或者降尘措施有内外喷雾两种方式，大多数喷嘴的形状为圆柱状，喷嘴外露在叶片上，并使用U 形卡进行固定，此种常见的喷嘴在井下灭尘和降尘时，由于喷雾系统压力小、流量小，喷雾除尘效果不理想，同时如果喷雾质量不好，滚筒喷嘴容易堵塞，而且由于喷雾角度不适当等原因，也会发生滚筒喷嘴被砸坏的情况，灭尘和降尘效果较差。另外在现有的方法中也有采用在采煤机摇臂上增加外喷雾块的方法进行降尘，但因无法冷却滚筒截齿齿尖，应用效果不理想。

2 可旋转喷嘴的设计

2.1 可旋转喷嘴结构分析

采煤机滚筒优化改造设计的可旋转喷嘴结构如图1 所示，该可旋转喷嘴包括固定座、进水槽、底座、可调节球体、网状喷雾芯、固定块、螺纹定位块、弹性垫圈、滚筒主体等。

从图中可知，固定座内的喷嘴机构通过定位机构固定在固定座内；固定座的中部开设有供喷嘴机构安装的第一安装槽，第一安装槽的顶部开设有第二安装槽，第二安装槽的横截面积大于第一安装槽的横截面积。

图1 可旋转喷嘴结构示意图

喷嘴机构包括设置在第一安装槽槽底的底座、设置在底座内的可调节球体和安装在可调节球体内的网状喷雾芯，底座的中部开设有供可调节球体安装的第三安装槽，可调节球体的直径大于第一安装槽的高度；可调节球体的内部开设有供网状喷雾芯安装的通孔，网状喷雾芯的外表面上设置有外螺纹，通孔的下部开设有与外螺纹配合的内螺纹；网状喷雾芯的高度与通孔的深度相等，网状喷雾芯的顶部与可调节球体的上部平齐，网状喷雾芯的底部与可调节球体的下部齐平且二者均设置在第三安装槽的槽底[1-2]。

定位机构包括设置在固定座和可调节球体之间且布设在底座上方的固定块和设置在固定块顶部且布设在第二安装槽内的螺纹定位块，底座的高度和固定块的高度之和大于第一安装槽的高度[3]。

在底座的顶面和固定块的底面之间设置有弹性垫圈；固定座为立方体固定座，固定块和螺纹定位块均为环形固定块；在第二安装槽的内侧面开设有与螺纹定位块相配合的内螺纹；在第一安装槽的槽底开设有进水槽，且进水槽的纵截面形状为等腰梯形。

2.2 可旋转喷嘴的技术特征

1）该可旋转喷嘴通过设置固定座和设置在固定座内的喷嘴机构，喷嘴机构通过定位机构固定在固定座内；利用定位机构能实现对喷嘴机构位置的调节和固定，根据采煤机滚筒上截齿齿尖的不同位置，任意调节网状喷雾芯的方向，起到降低截齿齿尖温度的效果，结构简单、实用性强，便于推广使用。

2）该可旋转喷嘴网状喷雾芯的外表面上设置有外螺纹，可调节球体的内部开设有供网状喷雾芯安装的通孔，通孔的下部开设有与外螺纹配合的内螺纹，利用螺纹连接使网状喷雾芯固定在可调节球体内；同时利用螺纹定位块将可调节球体固定在固定座内，防止在工作过程中网状喷雾芯的位置发生变动，避免本可旋转喷嘴被矸石砸坏。

3）该可旋转喷嘴在实际使用时，选用网状喷雾芯可实现扩散雾化状态，喷雾效果好，有利于完成井下工作环境的灭尘和降尘的工作。通过调整可调节球体在第三安装槽内的位置，改变网状喷雾芯的喷射方向，实现降尘、湿润、冷却截齿、扑灭滚筒截割时可能产生的火花、稀释有害气体的浓度等作用。

综上所述，本设计装置喷嘴机构通过定位机构固定在固定座内；利用定位机构能实现对喷嘴机构位置的调节和固定，根据采煤机滚筒上截齿齿尖的不同位置，任意调节网状喷雾芯的方向，起到降低截齿齿尖温度的效果，利用螺纹连接使网状喷雾芯固定在可调节球体内；同时利用螺纹定位块将可调节球体固定在固定座内，防止在工作过程中网状喷雾芯的位置发生变动，避免本可旋转喷嘴被矸石砸坏。

2.3 可旋转喷嘴实施过程

该可旋转喷嘴底座的顶面和固定块的底面之间设置有弹性垫圈。如上页图1 所示，安装弹性垫圈的目的是防止在本可旋转喷嘴使用过程中，因螺纹定位块对固定块的挤压造成固定块和底座之间的磨损。为了保证可调节球体的安装，在弹性垫圈上开设供可调节球体安装的安装孔。

该可旋转喷嘴固定座为立方体固定座，固定块和螺纹定位块均为环形固定块[4]。如图2 所示，固定座顶面的四个顶角上斜开缺口，是为了便于将本可旋转喷嘴焊接在滚筒主体上。同时为了便于固定块和螺纹定位块的安装，第一安装槽和第二安装槽的横截面均为圆形，底座选用圆柱形底座并在圆柱形底座内部开设供可调节球体安装的第三安装槽。

由图2 可知，第二安装槽的内侧面开设有与螺纹定位块相配合的内螺纹。第一安装槽的槽底开设有进水槽，进水槽的纵截面为等腰梯形。在实际使用时，开设进水槽是为网状喷雾芯提供所需的水，使进入网状喷雾芯的水经由网状喷雾芯的作用实现雾化。

图2 新型固定座的结构示意图

该装置在使用时，需要先将固定座焊接在滚筒主体上，然后将底座安装在固定座的第一安装槽内，再把安装好网状喷雾芯的可调节球体安装在底座的第三安装槽内，根据需要喷雾的地点，调整可调节球体在第三安装槽内的位置，最后依次利用定位机构中的固定块和螺纹定位块对可调节球体的位置进行固定[5]。

3 实践应用及效果分析

该新型采煤机滚筒用可旋转喷嘴完成研制后，在同煤矿集团云冈矿井下8501 综采工作面MG2100/455-BWD 型交流电牵引采煤机喷雾系统中进行了实践应用。该可旋转喷嘴代替以往的圆柱状喷嘴后，有效提高了降尘喷雾系统的压力，提高了降尘喷雾系统的流量，滚筒喷嘴无堵塞现象发生，同时可根据生产现场的情况来调整喷雾角度，保障滚筒喷嘴不被砸坏。从现场采集数据来看，可旋转喷嘴的应用有效提高了喷雾系统的降尘效果达20%。

同时该可旋转喷嘴可以利用定位机构实现对喷嘴机构位置的调节和固定，根据采煤机滚筒上截齿齿尖的不同位置，任意调节网状喷雾芯的方向，起到降低截齿齿尖温度的效果，利用螺纹连接使网状喷雾芯固定在可调节球体内；同时利用螺纹定位块将可调节球体固定在固定座内，防止在工作过程中网状喷雾芯的位置发生变动，避免本可旋转喷嘴被矸石砸坏，实践应用效果理想。该可旋转喷嘴具有较好的市场价值，可以在全社会进行推广应用。