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摘要：随着煤矿开采强度、开采深度的增加以及机械化程度的提高，在采煤过程中产生的粉尘也越来越多，粉尘的存在严重威胁着井下人员的健康及矿山的安全，为了满足安全矿山和绿色矿山建设的需求，必须对煤矿井下的粉尘加以有效的防治，综采工作面是粉尘产生的主要源头，必将是粉尘防治的重点之处。综采面尘源跟踪喷雾降尘系统应运而生，高效率，节能，高可靠性，必将形成多元化的产品格局，服务社会.
关键词：综采面尘源跟踪喷雾降尘系统;研发
一，综采面尘源跟踪喷雾降尘系统的研发背景
众所周知，我国富煤贫油，煤炭一直以来都是我国的主体能源，占我国一次能源消费总量的65%左右，并且在之后的很长一段时间内，煤炭都将是我国的支柱能源之一。近年来，随着煤矿产业的不断发展，井下生产环境的安全问题逐渐凸显出来。其中，煤矿井下粉尘对生产安全的危害不容忽视。
井下粉尘是指弥漫在井下巷道、转载点、运煤路径等生产作业面中，长时间悬浮在空气中的煤尘颗粒。粉尘的产生在煤炭的开采运输过程中是不可避免的，但如何防止粉尘对生产环境安全和生产人员的安全造成危害，是煤矿安全生产中亟待解决的重要问题。
首先，煤矿井下粉尘对井下生产人员的人身健康危害极大。由于工作环境中的煤粉尘浓度过高，生产人员在工作过程中会吸入大量煤尘，逐渐患上呼吸道疾病甚至尘肺病。尘肺病给国家和个人造成巨大的经济损失和不良的政治影响，据不完全统计，尘肺病每年造成的直接经济损失可达80亿元。国内外的调查数据显示，尘肺病的至死数据远远大于安全生产的死亡数据。对此，世界各国都在对尘肺病的预防和治疗上积极地采取措施，随着国家的不断重视，现在尘肺病的预防和治疗已经有很大的进展。表1为我国安全生产监督管理总局颁布的《煤炭安全规程》中关于作业场所空气中粉尘浓度的有关规定。
其次，煤矿井下粉尘浓度过高将会给生产安全埋下隐患。煤尘属于可燃性粉尘，当煤尘浓度合适，与火花接触时即可发生爆炸。数据表明，造成煤尘爆炸的浓度下限是45g/m3，造成煤尘爆炸的浓度上限是2000g/m3。研究发现，当浓度达到300g/m3左右时爆炸力最强。煤尘爆炸造成的危害涉及面很广，主要有人员的伤亡，设备的损毁以及火灾，爆炸过程中产生的高压、高温和巨大冲击波对矿井造成的巨大影响甚至是致命性的损坏。
除了对人身安全以及安全生产造成的危害之外，井下粉尘的沉积也会造成生产设备的磨损加剧，减少精密测量仪表的使用寿命。作业設备上沉积的大量粉尘，加速了机器的磨损与老化速率。井下环境中弥漫的大量粉尘，将使生产人员的可视范围大大减小。容易造成人身安全事故，同时，煤尘进入设备机体的电路中，容易导致设备电路故障，成井下生产设备不能够正常运行。
综上所述，井下粉尘的防治工作已经迫在眉睫，解决好井下粉尘的防治问题，能够极大地提高井下生产环境的安全性。同时也能够减少开采环境对生产人员的身体健康的危害。
为了能够高效降尘，各个主要的产煤国家都对降尘技术做了大量研究。国外的一些国家采煤技术比较先进，机械化程度更高，所以产尘量也相继增加，这些国家也更加注重降尘技术的研究，并取得了一定的进步。国内对各个煤矿的降尘效果也非常重视，从多角度对降尘的效果进行研究，在学习国外先进技术的基础上，依据煤矿本身的特殊工况，也对应提高了降尘效果，出现相应提高降尘效率的技术。国内外先进的降尘方式包括煤层注水、声波雾化降尘、泡沫降尘、电荷喷雾降尘、高压喷雾降尘等。这些技术在一定程度上都能够起到降尘的作用，有一定的降尘效果。
（1）煤层注水。煤层注水利用预先打的眼将水注进煤层，通过不断地将煤层湿润，降低粉尘的产生量，最终能够降低粉尘。煤层注水能够将原生煤尘变得更加潮湿，增加煤尘本身的质量，降低了煤尘的飘逸程度;能够有效地包裹煤体的每个部分，水渗透到煤体的各个部分，当产煤进行破碎煤层时，降低了浮沉的产生;能够将煤本身的物理力学性质改变，提高煤层塑性，对煤层进行破碎时，降低煤体破碎为颗粒的可能，所以煤层注水能够起到很好的降尘效果，降尘效率能够接近60%一90%。但我国的煤层注水的煤矿覆盖率比较低，由于每个煤矿的实际开采情况的不同，所需技术和设备可能不足，更有些煤矿不能够进行煤层注水。
（2）声波雾化降尘。此项降尘方式应用了声波的方式进行凝聚、在空气中将水雾化的工作原理，使粉尘和粉尘之间、雾滴与粉尘之间更加迅速的凝结，能够进一步地进行降尘。声波雾化降尘技术耗水量低，雾化效果好，雾化时雾粒的密度也比较大，技术比较先进，降尘效果比较好。但设备运行时，在一定的范围内，声波会在产生比较大的噪声，影响工作人员正常工作，并且雾化后的雾粒会受风流的影响比较大。
（3）泡沫降尘。泡沫降尘技术是通过在水管中加入一定量的添加剂，再利用压缩空气，通过特制的发泡装置，形成细小的泡沫，通过喷嘴喷洒到尘源，泡沫具有很好的粘性，能够对粉尘进行良好的湿润与覆盖，从根本上阻止了粉尘的扩散。泡沫降尘技术已经被多个国家广泛使用，根据尘源的不同，泡沫降尘的设备和添加剂的成份也不相同。
（4）磁化喷雾降尘。随着技术的进步，喷雾降尘逐步发展起来了磁化喷雾降尘，它能够改善水的表面张力，使其与粉尘充分结合。通过压力的作用将磁化喷雾装置中的水挤压出去，水能够和空气进行混合，最终形成雾状颗粒，雾滴和粉尘充分接触，能够将粉尘吸附住，粉尘总质量增加，抑制了粉尘的扩散，使其能够迅速的沉降下去。
（5）高压喷雾降尘。此种技术近些年被我国大部分矿井广泛使用，其是通过提高喷雾装置的供水压力，使喷雾的雾化程度更高，雾滴的颗粒度更小，喷嘴喷雾的范围更广，能够全面的覆盖粉尘，与粉尘进行充分的碰撞，最终使粉尘沉降。此喷雾降尘技术实施起来比较简单，喷雾效果也相对不错，所以受到普遍的认可。
（6）智能监控喷雾降尘。智能监控喷雾降尘是结合高压喷雾的喷嘴，依据煤矿的产尘源，掌握产尘规律，在产尘源处安装检测装置，实现自动启动与停止高压喷雾喷水的目的，实现了无人操作化，能够降低水资源的浪费，以及造成矿井地面泥泞等现象。 煤层注水技术依据不同的煤矿，技术的各项工作参数也不相同，很难能够广泛应用，声波、磁化降尘技术降尘效果比较好，但对于经济的要求也相对较高。相比较而言，智能监控喷雾降尘是监控技术与高压喷雾技术的结合，有效地降低了高压喷雾中水资源浪费，更有效地提高了系统的自动化程度，提高了喷雾降尘效率，可以大范围采用此技术进行煤矿的降尘。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统能够定位采煤机在工作面的运行位置，根据运行位置确定尘源所在位置，实现工作面的精准灭尘。
我公司与多家煤炭开采企业，如晋煤集团、阳煤集团、平顶山煤业集团、昊华能源、川煤集团等局矿，一直保持着良好的合作关系，是多家煤炭开采企业唯一指定供货商，占据着我国至少60%的综采面尘源跟踪喷雾降尘系统市场。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统产品的成功研制将为井下除尘提供了一套智能、高效、多用途、多功能的尘源跟踪喷雾降尘系统，该系统能够可靠地在井下环境中运行，降低了工作面的粉尘浓度、提高了工作面的能见度，从而减少了尘肺病的发生率、提高采煤速度和生产效率，对保障矿井安全生产，减少重、特大安全事故的发生具有重要作用，经济效益无法估量。该系统的推广应用，对改善煤矿井下的劳动卫生条件、保障矿井安全生产具有极其重要的作用，社会效益显著，具有广阔的推广应用前景。
二、产品/服务。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统相对于市场同类竞争产品在质量、性能、功能等方面的特点和优势。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统除自动控制技术外，涉及的关键技术包括采煤机位置检测技术、隔爆型高压电磁阀以及高风速条件下高效降尘喷嘴。
（1）采煤机位置检测技术研究
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统要求采煤机运行到工作面任一位置，安装在支架上的传感器均应可靠地识别到采煤机目标而非其他任何异物，并通过控制器控制喷雾的开启和延时。选取的传感原理必须满足井下恶劣条件下的使用，主要包括风流、水雾、湿度、粉尘、电磁波、可见光、煤壁片等因素的影响。
目前移动目标识别主要包括红外光控（对射）型、超声对射型、超声多普勒型、微波多普勒型以及无线射频等。在对各种传感器理论分析的基础上，针对超声波传感、无线射频传感、微波传感以及红外对射传感进行实验室模拟试验。根据试验结果，我公司以红外对射传感技术作为系统检测手段，同时为了提高传感器的可靠性，红外发射器内设置有编码器，红外接收传感器内设置与编码器相应的解码器，并采用多组发射和接收探头的结构。此外，针对传感器恶劣的工作环境，使用高性能的密封材料与保护镜面，在使用过程中只需定期对镜头进行清洁保养便可保证系统的正常使用。
通过实验室试验，在粉尘浓度为5000mg/m3的情况下，即使在喷雾、可见光等的干扰下，传感器有效探测距离仍然达到5m，动作灵敏，无误动作。
（2）隔爆型高压电磁阀的研发
目前矿用电磁阀及电动球阀适用水压范围普遍在6.3MPa以下，且后者使用寿命短，响应时间滞后15s左右，不能满足本系统的要求。适用于综采面尘源跟踪喷雾降尘系统高压喷雾的常闭式高压电磁阀，最高承压需要达10MPa以上。
我公司研制的新型防爆电磁阀主要由防爆壳、线包、线缆、阀芯、上阀体、中阀体、下阀体、主活塞、阀针和先导孔等部分组成。
我公司研制的新型防爆电磁阀具有以下几个方面的特点：
①承压可达到10MPa以上。采用先导式的结构，直流电流激磁方式，使用不锈钢活塞代替通用的先导式电磁阀的皮碗，使阀的承压能力大大提高;
②性能可靠，使用寿命长。不锈钢活塞上有一活塞环，该环是可伸缩的氟橡胶圈，由于氟橡胶圈在工作中同时受到径向压力，改变了以往活塞的受力状况，从结构和材质上解决了先导式电磁阀使用水压范围小以及高压关不住、低压打不开的问题，而且能够延长了阀的使用寿命，测试结果显示在10MPa时使用寿命超过了50000次。
③开启及关闭迅速。测试其开启时间0.48s，关闭时间0.74s，远远优于标准规定的电磁阀开启小于2s，关闭小于10s的要求。
（3）高风速条件下高效降尘喷嘴的优化设计
利用有限元软件对不同风速、不同喷雾压力条件下的雾流形状进行模拟，发现高瓦斯、大风量工作面，风速高达4～5m/s，采用一般中、低压喷雾，喷雾雾粒运动速度低，雾粒粒径大，且受风流影响，喷雾的有效射程短，喷雾还没有到达尘源就迅速向下风扩散，喷雾降尘效果差。为此，研制了2种高风速条件下喷雾降尘用喷嘴，在设计上把喷嘴出口改成具有圆锥形过流断面的型式，改变喷嘴导流螺线的角度与数量，保证了喷嘴出口具有最大的流速、过水量和速度压头。在高风速条件下（4m/s），2种喷嘴均具有较强的抗风能力、足够的有效射程及良好的雾流性能（雾流形状、雾流水量分布、雾粒粒度分布、雾粒运动速度及雾流的荷电性）。
2.综采面尘源跟踪喷雾降尘系统相对于市場同类竞争产品在质量、性能、功能等方面的特点和优势
从表2中可见，本项目研制综采面尘源跟踪喷雾降尘系统也已处于国内领先水平。通过该项目的成功实施，可将我国综采面尘源跟踪喷雾降尘达到世界一流水平，为我国的综采面尘源跟踪喷雾降尘、保障采煤工人的身心健康做出突出贡献。
三、阶段目标。
1.创新目标
①为了更好地利用喷雾技术高效沉降煤矿生产中作业场所的高浓度粉尘，对喷雾降尘机理进行了深入研究，以综采面煤矿沉降浮尘为研究对象，分析影响粉尘沉降效率的因素，建立了数学模型，构建水雾粒径、供水压力与降尘效率关系，优化水雾粒度、供水压力。
②采煤机位置检测传感器在粉尘浓度为5000mg/m3的情况下，即使在喷雾、可见光等的干扰下，传感器有效探测距离仍然达到7m，动作灵敏，无误动作，批量生产。
③新型防爆电磁阀，开启及关闭迅速，开启时间<0.4s，关闭时间<0.6s，批量生产。
④综采面尘源跟踪喷雾降尘系统，除尘效率>95%，批量生产。
2.主要工作与产业化目标
结语：综采面尘源跟踪喷雾降尘系统提高了防尘技术与降尘效果，能很好解决好井下粉尘的防治问题，能够极大地提高井下生产环境的安全性。同时也能够减少开采环境对生产人员的身体健康的危害，望综采面尘源跟踪喷雾降尘系统的研发与产业化很好的服务于社会，服务人类.
关键词：综采面尘源跟踪喷雾降尘系统;研发
一，综采面尘源跟踪喷雾降尘系统的研发背景
众所周知，我国富煤贫油，煤炭一直以来都是我国的主体能源，占我国一次能源消费总量的65%左右，并且在之后的很长一段时间内，煤炭都将是我国的支柱能源之一。近年来，随着煤矿产业的不断发展，井下生产环境的安全问题逐渐凸显出来。其中，煤矿井下粉尘对生产安全的危害不容忽视。
井下粉尘是指弥漫在井下巷道、转载点、运煤路径等生产作业面中，长时间悬浮在空气中的煤尘颗粒。粉尘的产生在煤炭的开采运输过程中是不可避免的，但如何防止粉尘对生产环境安全和生产人员的安全造成危害，是煤矿安全生产中亟待解决的重要问题。
首先，煤矿井下粉尘对井下生产人员的人身健康危害极大。由于工作环境中的煤粉尘浓度过高，生产人员在工作过程中会吸入大量煤尘，逐渐患上呼吸道疾病甚至尘肺病。尘肺病给国家和个人造成巨大的经济损失和不良的政治影响，据不完全统计，尘肺病每年造成的直接经济损失可达80亿元。国内外的调查数据显示，尘肺病的至死数据远远大于安全生产的死亡数据。对此，世界各国都在对尘肺病的预防和治疗上积极地采取措施，随着国家的不断重视，现在尘肺病的预防和治疗已经有很大的进展。表1为我国安全生产监督管理总局颁布的《煤炭安全规程》中关于作业场所空气中粉尘浓度的有关规定。
其次，煤矿井下粉尘浓度过高将会给生产安全埋下隐患。煤尘属于可燃性粉尘，当煤尘浓度合适，与火花接触时即可发生爆炸。数据表明，造成煤尘爆炸的浓度下限是45g/m3，造成煤尘爆炸的浓度上限是2000g/m3。研究发现，当浓度达到300g/m3左右时爆炸力最强。煤尘爆炸造成的危害涉及面很广，主要有人员的伤亡，设备的损毁以及火灾，爆炸过程中产生的高压、高温和巨大冲击波对矿井造成的巨大影响甚至是致命性的损坏。
除了对人身安全以及安全生产造成的危害之外，井下粉尘的沉积也会造成生产设备的磨损加剧，减少精密测量仪表的使用寿命。作业設备上沉积的大量粉尘，加速了机器的磨损与老化速率。井下环境中弥漫的大量粉尘，将使生产人员的可视范围大大减小。容易造成人身安全事故，同时，煤尘进入设备机体的电路中，容易导致设备电路故障，成井下生产设备不能够正常运行。
综上所述，井下粉尘的防治工作已经迫在眉睫，解决好井下粉尘的防治问题，能够极大地提高井下生产环境的安全性。同时也能够减少开采环境对生产人员的身体健康的危害。
为了能够高效降尘，各个主要的产煤国家都对降尘技术做了大量研究。国外的一些国家采煤技术比较先进，机械化程度更高，所以产尘量也相继增加，这些国家也更加注重降尘技术的研究，并取得了一定的进步。国内对各个煤矿的降尘效果也非常重视，从多角度对降尘的效果进行研究，在学习国外先进技术的基础上，依据煤矿本身的特殊工况，也对应提高了降尘效果，出现相应提高降尘效率的技术。国内外先进的降尘方式包括煤层注水、声波雾化降尘、泡沫降尘、电荷喷雾降尘、高压喷雾降尘等。这些技术在一定程度上都能够起到降尘的作用，有一定的降尘效果。
（1）煤层注水。煤层注水利用预先打的眼将水注进煤层，通过不断地将煤层湿润，降低粉尘的产生量，最终能够降低粉尘。煤层注水能够将原生煤尘变得更加潮湿，增加煤尘本身的质量，降低了煤尘的飘逸程度;能够有效地包裹煤体的每个部分，水渗透到煤体的各个部分，当产煤进行破碎煤层时，降低了浮沉的产生;能够将煤本身的物理力学性质改变，提高煤层塑性，对煤层进行破碎时，降低煤体破碎为颗粒的可能，所以煤层注水能够起到很好的降尘效果，降尘效率能够接近60%一90%。但我国的煤层注水的煤矿覆盖率比较低，由于每个煤矿的实际开采情况的不同，所需技术和设备可能不足，更有些煤矿不能够进行煤层注水。
（2）声波雾化降尘。此项降尘方式应用了声波的方式进行凝聚、在空气中将水雾化的工作原理，使粉尘和粉尘之间、雾滴与粉尘之间更加迅速的凝结，能够进一步地进行降尘。声波雾化降尘技术耗水量低，雾化效果好，雾化时雾粒的密度也比较大，技术比较先进，降尘效果比较好。但设备运行时，在一定的范围内，声波会在产生比较大的噪声，影响工作人员正常工作，并且雾化后的雾粒会受风流的影响比较大。
（3）泡沫降尘。泡沫降尘技术是通过在水管中加入一定量的添加剂，再利用压缩空气，通过特制的发泡装置，形成细小的泡沫，通过喷嘴喷洒到尘源，泡沫具有很好的粘性，能够对粉尘进行良好的湿润与覆盖，从根本上阻止了粉尘的扩散。泡沫降尘技术已经被多个国家广泛使用，根据尘源的不同，泡沫降尘的设备和添加剂的成份也不相同。
（4）磁化喷雾降尘。随着技术的进步，喷雾降尘逐步发展起来了磁化喷雾降尘，它能够改善水的表面张力，使其与粉尘充分结合。通过压力的作用将磁化喷雾装置中的水挤压出去，水能够和空气进行混合，最终形成雾状颗粒，雾滴和粉尘充分接触，能够将粉尘吸附住，粉尘总质量增加，抑制了粉尘的扩散，使其能够迅速的沉降下去。
（5）高压喷雾降尘。此种技术近些年被我国大部分矿井广泛使用，其是通过提高喷雾装置的供水压力，使喷雾的雾化程度更高，雾滴的颗粒度更小，喷嘴喷雾的范围更广，能够全面的覆盖粉尘，与粉尘进行充分的碰撞，最终使粉尘沉降。此喷雾降尘技术实施起来比较简单，喷雾效果也相对不错，所以受到普遍的认可。
（6）智能监控喷雾降尘。智能监控喷雾降尘是结合高压喷雾的喷嘴，依据煤矿的产尘源，掌握产尘规律，在产尘源处安装检测装置，实现自动启动与停止高压喷雾喷水的目的，实现了无人操作化，能够降低水资源的浪费，以及造成矿井地面泥泞等现象。 煤层注水技术依据不同的煤矿，技术的各项工作参数也不相同，很难能够广泛应用，声波、磁化降尘技术降尘效果比较好，但对于经济的要求也相对较高。相比较而言，智能监控喷雾降尘是监控技术与高压喷雾技术的结合，有效地降低了高压喷雾中水资源浪费，更有效地提高了系统的自动化程度，提高了喷雾降尘效率，可以大范围采用此技术进行煤矿的降尘。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统能够定位采煤机在工作面的运行位置，根据运行位置确定尘源所在位置，实现工作面的精准灭尘。
我公司与多家煤炭开采企业，如晋煤集团、阳煤集团、平顶山煤业集团、昊华能源、川煤集团等局矿，一直保持着良好的合作关系，是多家煤炭开采企业唯一指定供货商，占据着我国至少60%的综采面尘源跟踪喷雾降尘系统市场。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统产品的成功研制将为井下除尘提供了一套智能、高效、多用途、多功能的尘源跟踪喷雾降尘系统，该系统能够可靠地在井下环境中运行，降低了工作面的粉尘浓度、提高了工作面的能见度，从而减少了尘肺病的发生率、提高采煤速度和生产效率，对保障矿井安全生产，减少重、特大安全事故的发生具有重要作用，经济效益无法估量。该系统的推广应用，对改善煤矿井下的劳动卫生条件、保障矿井安全生产具有极其重要的作用，社会效益显著，具有广阔的推广应用前景。
二、产品/服务。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统相对于市场同类竞争产品在质量、性能、功能等方面的特点和优势。
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统除自动控制技术外，涉及的关键技术包括采煤机位置检测技术、隔爆型高压电磁阀以及高风速条件下高效降尘喷嘴。
（1）采煤机位置检测技术研究
综采面尘源跟踪喷雾降尘系统要求采煤机运行到工作面任一位置，安装在支架上的传感器均应可靠地识别到采煤机目标而非其他任何异物，并通过控制器控制喷雾的开启和延时。选取的传感原理必须满足井下恶劣条件下的使用，主要包括风流、水雾、湿度、粉尘、电磁波、可见光、煤壁片等因素的影响。
目前移动目标识别主要包括红外光控（对射）型、超声对射型、超声多普勒型、微波多普勒型以及无线射频等。在对各种传感器理论分析的基础上，针对超声波传感、无线射频传感、微波传感以及红外对射传感进行实验室模拟试验。根据试验结果，我公司以红外对射传感技术作为系统检测手段，同时为了提高传感器的可靠性，红外发射器内设置有编码器，红外接收传感器内设置与编码器相应的解码器，并采用多组发射和接收探头的结构。此外，针对传感器恶劣的工作环境，使用高性能的密封材料与保护镜面，在使用过程中只需定期对镜头进行清洁保养便可保证系统的正常使用。
通过实验室试验，在粉尘浓度为5000mg/m3的情况下，即使在喷雾、可见光等的干扰下，传感器有效探测距离仍然达到5m，动作灵敏，无误动作。
（2）隔爆型高压电磁阀的研发
目前矿用电磁阀及电动球阀适用水压范围普遍在6.3MPa以下，且后者使用寿命短，响应时间滞后15s左右，不能满足本系统的要求。适用于综采面尘源跟踪喷雾降尘系统高压喷雾的常闭式高压电磁阀，最高承压需要达10MPa以上。
我公司研制的新型防爆电磁阀主要由防爆壳、线包、线缆、阀芯、上阀体、中阀体、下阀体、主活塞、阀针和先导孔等部分组成。
我公司研制的新型防爆电磁阀具有以下几个方面的特点：
①承压可达到10MPa以上。采用先导式的结构，直流电流激磁方式，使用不锈钢活塞代替通用的先导式电磁阀的皮碗，使阀的承压能力大大提高;
②性能可靠，使用寿命长。不锈钢活塞上有一活塞环，该环是可伸缩的氟橡胶圈，由于氟橡胶圈在工作中同时受到径向压力，改变了以往活塞的受力状况，从结构和材质上解决了先导式电磁阀使用水压范围小以及高压关不住、低压打不开的问题，而且能够延长了阀的使用寿命，测试结果显示在10MPa时使用寿命超过了50000次。
③开启及关闭迅速。测试其开启时间0.48s，关闭时间0.74s，远远优于标准规定的电磁阀开启小于2s，关闭小于10s的要求。
（3）高风速条件下高效降尘喷嘴的优化设计
利用有限元软件对不同风速、不同喷雾压力条件下的雾流形状进行模拟，发现高瓦斯、大风量工作面，风速高达4～5m/s，采用一般中、低压喷雾，喷雾雾粒运动速度低，雾粒粒径大，且受风流影响，喷雾的有效射程短，喷雾还没有到达尘源就迅速向下风扩散，喷雾降尘效果差。为此，研制了2种高风速条件下喷雾降尘用喷嘴，在设计上把喷嘴出口改成具有圆锥形过流断面的型式，改变喷嘴导流螺线的角度与数量，保证了喷嘴出口具有最大的流速、过水量和速度压头。在高风速条件下（4m/s），2种喷嘴均具有较强的抗风能力、足够的有效射程及良好的雾流性能（雾流形状、雾流水量分布、雾粒粒度分布、雾粒运动速度及雾流的荷电性）。
2.综采面尘源跟踪喷雾降尘系统相对于市場同类竞争产品在质量、性能、功能等方面的特点和优势
从表2中可见，本项目研制综采面尘源跟踪喷雾降尘系统也已处于国内领先水平。通过该项目的成功实施，可将我国综采面尘源跟踪喷雾降尘达到世界一流水平，为我国的综采面尘源跟踪喷雾降尘、保障采煤工人的身心健康做出突出贡献。
三、阶段目标。
1.创新目标
①为了更好地利用喷雾技术高效沉降煤矿生产中作业场所的高浓度粉尘，对喷雾降尘机理进行了深入研究，以综采面煤矿沉降浮尘为研究对象，分析影响粉尘沉降效率的因素，建立了数学模型，构建水雾粒径、供水压力与降尘效率关系，优化水雾粒度、供水压力。
②采煤机位置检测传感器在粉尘浓度为5000mg/m3的情况下，即使在喷雾、可见光等的干扰下，传感器有效探测距离仍然达到7m，动作灵敏，无误动作，批量生产。
③新型防爆电磁阀，开启及关闭迅速，开启时间<0.4s，关闭时间<0.6s，批量生产。
④综采面尘源跟踪喷雾降尘系统，除尘效率>95%，批量生产。
2.主要工作与产业化目标
结语：综采面尘源跟踪喷雾降尘系统提高了防尘技术与降尘效果，能很好解决好井下粉尘的防治问题，能够极大地提高井下生产环境的安全性。同时也能够减少开采环境对生产人员的身体健康的危害，望综采面尘源跟踪喷雾降尘系统的研发与产业化很好的服务于社会，服务人类.