一种煤矿开采工作面智慧除尘系统和方法技术方案

本申请属于煤矿开采工作面智能化领域，公开了煤矿开采工作面智慧除尘系统，其中的每个液压支架上均设置有相连接的工作面支架电液控制器和喷雾装置，至少一部分工作面支架电液控制器还连接有工作面粉尘传感器和风速传感器，回风巷道内设置有相连接的回风巷道支架电液控制器和回风巷道粉尘传感器，进风巷道内设置有监控中心，监控中心用于根据工作面粉尘数据、风速数据和预设模型找到粉尘浓度聚集点，并控制喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘，根据回风巷道粉尘数据是否达到预设阈值决定是否停止工作面喷雾除尘，这样能够对逸散出工作面的总尘量进行控制，改善煤矿整体的作业环境。本申请还公开了煤矿开采工作面智慧除尘方法。慧除尘方法。慧除尘方法。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿开采工作面智慧除尘系统和方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下除尘
，特别是涉及一种煤矿开采工作面智慧除尘系统和方法。

技术介绍

[0002]煤尘是矿井的5大灾害之一，其中，采掘作业产生的煤尘量占80％。煤尘的危害主要为尘肺病、粉尘燃爆、加速机械设备磨损老化和生产环境污染等，其中，尘肺病对职工职业健康的危害最为突出。在煤炭行业，每年因为尘肺病造成的直接经济损失高达亿元。煤矿粉尘还使井下视觉能见度降低，影响作业的正常进行，还会引起粉尘爆炸，造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此，必须对煤矿井下进行降尘作业，以有效降低粉尘浓度，保护井下工作人员的身体健康，保障煤矿开采的安全性。
[0003]目前，我国的煤矿都在积极开展煤尘治理研究，构建了抑尘、降尘、除尘、防尘治理体系，2016版煤矿安全规程也将煤尘的总成量从10g/m3提升到4g/m3，但从大量的现场运行情况和文献资料上来看，现有煤矿很少有能达到该指标的，煤尘治理达标也成为关乎煤矿工人健康，影响煤矿安全生产的重大难题，这是亟待解决的问题。
[0004]在现有技术中，有一种综采工作面抑尘与除尘装置，通过在采煤机的两个截割部的后方、靠近采煤机控制部的位置处，分别安装有一组气幕喷嘴进行气流喷射，使得在采煤机的两个滚筒上，分别形成包裹在采煤机内外喷雾除尘设备所形成的雾场的气墙，并在每个支架上分别安装支架喷雾除尘装置和支架吸尘净化装置，以有效沉降或吸收移架过程中从支架两侧和前方遗落的大量粉尘及从采煤机控除尘系统中溢出的粉尘。该方法主要是针对产尘处进行最大化的降尘，没有对飘逸的煤尘进行后续的管控。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种煤矿开采工作面智慧除尘系统和方法，能够对逸散出工作面的总尘量进行控制，避免工作面生产过程中的粉尘逸散到煤矿工作面以外的其它作业场所，改善煤矿整体的作业环境，避免煤矿工人遭受粉尘的侵害。
[0006]本专利技术提供的一种煤矿开采工作面智慧除尘系统，所述煤矿开采工作面包括设置在进风巷道与回风巷道之间的刮板输送机、采煤机以及排成一列的液压支架，每个所述液压支架上均设置有相连接的工作面支架电液控制器和喷雾装置，至少一部分所述工作面支架电液控制器还连接有工作面粉尘传感器和风速传感器，所述回风巷道内设置有相连接的回风巷道支架电液控制器和回风巷道粉尘传感器，所述进风巷道内设置有同时与所述工作面支架电液控制器和所述回风巷道支架电液控制器相连并进行数据传输的监控中心，所述监控中心用于根据从所述工作面粉尘传感器采集的工作面粉尘数据、从所述风速传感器采集的风速数据和预设模型找到粉尘浓度聚集点，并控制粉尘浓度聚集点位置的所述喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘，并且根据从所述回风巷道粉尘传感器采集的回风巷道粉尘数据是否达到预设阈值决定是否停止工作面喷雾除尘。
[0007]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘系统中，所述监控中心包括内置所述预设模型的计算机服务器，所述预设模型为多种多参量粉尘浓度智能分析计算模型中的一个。
[0008]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘系统中，所述计算机服务器具有三维动态显示部件，用于显示在工作面既定的风速条件下粉尘浓度的聚散情况，动态显示工作面上的所述喷雾装置的喷雾过程，以及显示粉尘浓度的变化过程。
[0009]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘系统中，所述工作面粉尘传感器设置有多组，每组包括设置在至少两个相邻的所述液压支架上的工作面粉尘传感器，且每组之间相隔1个至2个所述液压支架；
[0010]所述风速传感器在所述工作面的头部和尾部各设置一个，且在所述头部和尾部之间的区域至少设置三个。
[0011]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘系统中，所述回风巷道内的50米至100米的位置设置有所述回风巷道支架电液控制器和所述回风巷道粉尘传感器。
[0012]本专利技术提供的一种煤矿开采工作面智慧除尘方法，利用如上面任一项所述的煤矿开采工作面智慧除尘系统，包括：
[0013]基于除尘指令，所述监控中心通过所述支架电液控制器控制所述工作面粉尘传感器采集各自位置的工作面粉尘数据；
[0014]通过所述支架电液控制器控制所述风速传感器采集各自位置的风速数据；
[0015]利用所述工作面粉尘数据、所述风速数据和预设模型找到粉尘浓度聚集点，并控制粉尘浓度聚集点位置的所述喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘；
[0016]利用所述回风巷道粉尘传感器实时采集回风巷道粉尘数据，当所述回风巷道支架电液控制器传输过来的所回风巷道粉尘数据未达到预设阈值时则继续喷雾除尘，否则停止喷雾除尘。
[0017]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘方法中，还包括：
[0018]利用所述工作面粉尘数据对工作面喷雾效果进行评价；
[0019]利用机器学习模型改进所述预设模型，对所述多点多轮次喷雾策略进行改进。
[0020]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘方法中，所述利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘包括：
[0021]在工作面粉尘数据最高的一个或多个地点先进行喷雾除尘；
[0022]对工作面粉尘数据次高的一个或多个地点再进行喷雾除尘；
[0023]以此类推，直到完成最后的工作面粉尘数据高的地点的喷雾除尘后，继续找到当前工作面粉尘数据最高的一个或多个地点开始新一轮的喷雾除尘。
[0024]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘方法中，还包括：
[0025]利用所述监控中心里面的计算机服务器上的三维动态显示部件显示在工作面既定的风速条件下粉尘浓度的聚散情况，动态显示工作面的所述喷雾装置的喷雾过程，以及显示粉尘浓度的变化过程。
[0026]优选的，在上述煤矿开采工作面智慧除尘方法中，还包括：
[0027]当所述三维动态显示部件上显示的工作面没有明显的粉尘聚集点，但所述回风巷道内的粉尘数据仍然大于所述预设阈值时，控制在最后距离所述工作面的尾部第10个至第
20个液压支架上的喷雾装置进行多轮次喷雾，同时检查工作面是否还存在粉尘聚集点，如果存在，则停止所述工作面的尾部的第10至20个液压支架上的喷雾，继续控制所述喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘。
[0028]通过上述描述可知，本专利技术提供的上述煤矿开采工作面智慧除尘系统，由于每个所述液压支架上均设置有相连接的工作面支架电液控制器和喷雾装置，至少一部分所述工作面支架电液控制器还连接有工作面粉尘传感器和风速传感器，所述回风巷道内设置有相连接的回风巷道支架电液控制器和回风巷道粉尘传感器，所述进风巷道内设置有同时与所述工作面支架电液控制器和所述回风巷道支架电液控制器相连并进行数据传输的监控中心，所述监控中心用于根据从所述工作面粉尘传感器采集的工作面粉尘数据、从所述风速传感器采集的风速数据和预设模型找到粉尘浓度聚集点，并控制粉尘浓度聚集点位置的所述喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘，并且根据从所述回风巷道粉尘传感器采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿开采工作面智慧除尘系统，所述煤矿开采工作面包括设置在进风巷道与回风巷道之间的刮板输送机、采煤机以及排成一列的液压支架，其特征在于，每个所述液压支架上均设置有相连接的工作面支架电液控制器和喷雾装置，至少一部分所述工作面支架电液控制器还连接有工作面粉尘传感器和风速传感器，所述回风巷道内设置有相连接的回风巷道支架电液控制器和回风巷道粉尘传感器，所述进风巷道内设置有同时与所述工作面支架电液控制器和所述回风巷道支架电液控制器相连并进行数据传输的监控中心，所述监控中心用于根据从所述工作面粉尘传感器采集的工作面粉尘数据、从所述风速传感器采集的风速数据和预设模型找到粉尘浓度聚集点，并控制粉尘浓度聚集点位置的所述喷雾装置利用多点多轮次喷雾策略进行喷雾除尘，并且根据从所述回风巷道粉尘传感器采集的回风巷道粉尘数据是否达到预设阈值决定是否停止工作面喷雾除尘。2.根据权利要求1所述的煤矿开采工作面智慧除尘系统，其特征在于，所述监控中心包括内置所述预设模型的计算机服务器，所述预设模型为多种多参量粉尘浓度智能分析计算模型中的一个。3.根据权利要求2所述的煤矿开采工作面智慧除尘系统，其特征在于，所述计算机服务器具有三维动态显示部件，用于显示在工作面既定的风速条件下粉尘浓度的聚散情况，动态显示工作面上的所述喷雾装置的喷雾过程，以及显示粉尘浓度的变化过程。4.根据权利要求1所述的煤矿开采工作面智慧除尘系统，其特征在于，所述工作面粉尘传感器设置有多组，每组包括设置在至少两个相邻的所述液压支架上的工作面粉尘传感器，且每组之间相隔1个至2个所述液压支架；所述风速传感器在所述工作面的头部和尾部各设置一个，且在所述头部和尾部之间的区域至少设置三个。5.根据权利要求1
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4任一项所述的煤矿开采工作面智慧除尘系统，其特征在于，所述回风巷道内的50米至100米的位置设置有所述回风巷道支架电液控制器和所述回风巷道粉尘传感器。6.一种煤矿开采工作面智慧除尘方法，其特征在于，利用如权利要求1
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5...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛剑峰，石良希，张世洪，陈自强，耿卫东，李青云，屈刚，赵秀龙，
申请(专利权)人：上海创力集团股份有限公司浙江上创智能科技有限公司上海分公司，
类型：发明
国别省市：