煤矿用粉尘浓度传感器(研发全球首台铁路“清道夫”核心部分)

Posted 2023-06-02

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煤矿用粉尘浓度传感器(研发全球首台铁路“清道夫”核心部分)

来源：重庆日报网

TX-100Ⅱ铁路道床吸污车组。(重庆煤科院供图)

前不久，世界首列具有自主知识产权的TX-100Ⅱ铁路道床吸污车组在国家能源集团朔黄铁路原平南至回凤间石河口隧道应用成功，填补了世界铁路道床积尘清理由大型机械自动化作业替代人工作业的技术空白。

值得一提的是，这台铁路“清道夫”的核心部分——吸尘除尘系统、煤尘爆炸防护系统、作业环境监测报警系统等，是由中煤科工集团重庆研究院有限公司(以下简称“重庆煤科院”)研发的。

11月18日，重庆煤科院粉尘分院副院长郭胜均向重庆日报记者介绍，运煤列车在经过铁路隧道时，因为空气的“活塞效应”，车上的煤炭会被风吹起洒落在道床上，严重影响行车安全。此外，随着运煤专线运煤量增长，传统人工清扫方式会产生作业效率低、劳动强度高等问题，研发可自动清扫、回收铁路道床煤炭的吸污车迫在眉睫。

重庆煤科院与铁路道床吸污车的“缘分”始于2018年。当年元旦刚过，重庆煤科院迎来一批特殊的客人。中国铁建高新装备股份有限公司(以下简称“中铁建装备”)受国家能源集团委托研发铁路道床吸污设备，但展开试验不久就被除尘问题困扰。于是，他们紧急向粉尘治理行业的领军企业——重庆煤科院求助，双方决定联手进行项目攻关。

虽然重庆煤科院拥有亚太地区规模最大、全长896米的爆炸模拟试验巷道，能真实模拟铁路隧道发生爆炸的状况，但因国内外没有参考手段，加上时间紧、任务重，每个研发环节困难重重。

铁路道床煤渣直径不一，大到80毫米、小到几微米，这给吸污系统开发带来挑战。此外，如何在隧道有限的空间内控制除尘系统可能发生的煤粉爆炸，并防止隧道内沉积的煤尘二次爆炸，也是研发难点。

郭胜均团队进行了1000余次试验，最终研发出可运用于现场的样机。郭胜均介绍，铁路道床吸污车配备防爆、泄爆、隔爆、防火、监测报警等安全防护装置，能对道床表面7.2米范围内的积尘进行自动清理，每小时可“吃掉”煤灰20多吨，堪称铁路上的超大“吸尘器”。

重庆煤科院设计出将重力沉降、旋风除尘、滤袋除尘3种方式结合的综合除尘系统，可较好地处理大煤块、半大煤块以及剩余的细颗粒问题。

“我们通过在重力沉降段内壁镶嵌铜板、旋风除尘段采用陶瓷旋风子，开发了新型抗静电阻燃滤袋，防止了煤渣及煤粉在除尘系统内高速运动过程中产生摩擦火花，保障了除尘系统的安全运行。”郭胜均说。

参与铁路“清道夫”设备研发，只是重庆煤科院加快技术创新的诸多探索之一。“十三五”期间，该院承担了国家重点研发计划“燃煤电厂超低排放监测仪器”“矿山职业危害防治关键技术及装备研究”“可燃性粉尘监测与爆炸防控关键技术及装备研究”等项目。其中，“矿山职业危害防治关键技术及装备研究”项目研发出的呼吸性粉尘浓度传感器系世界首创，可不间断地从颗粒群中“筛”出细颗粒进行浓度测量。煤矿大采高综采工作面粉尘综合防治成套技术及装备、综掘工作面高效控除尘技术及装备等达到国际先进水平。