智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，包括粉尘探测识别装置、PLC决策控制系统、立体多维射流控尘帷幕、靶向节能除尘喷头和多级雨幕隔尘系统。粉尘探测识别装置可实时检测粉尘浓度分布情况，PLC决策控制系统根据实测粉尘数据进行综合决策，然后控制成套化控

【技术实现步骤摘要】
智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置


[0001]本专利技术智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，涉及煤矿采掘工作面高浓度粉尘治理领域。

技术介绍

[0002]煤矿安全生产的迫切任务之一，就是提高煤尘的防治技术，消除煤尘危害，预防煤尘可能造成的严重后果。煤矿开采的过程中时刻伴随着煤尘、岩尘、混合型粉尘的产生，除此之外还有噪声、有毒有害物质、水文条件、地质赋存条件、气象条件等职业危害因素。采煤、掘进或爆破过程产生的煤岩粉尘，长时间的暴露与该粉尘环境下会在人体肺内沉积，造成严重的尘肺病，并且部分粉尘具有爆炸性，高浓度聚集增大了发生爆炸事故的风险，严重威胁人员生命财产安全。
[0003]目前主要采取以风、水为主的综合防尘措施用来处理掘进工作面的粉尘问题，常用的除尘手段包括喷雾除尘、负压除尘、通风除尘和水幕除尘等，这些方式都取得一定的成就。传统喷雾除尘需手动调节工质出流的流量和喷头转向，耗费人力；巷道通风排尘对风速要求极为苛刻，且易造成二次扬尘，不能根据高粉尘位置实行定向控制；巷道的日常冲洗和刷浆，对除尘具有一定积极作用，但当前的智能化水平欠缺，需要投入较大的人力物力成本，不符合“自动化减人”科技强安目标。因此，本专利提出了智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，精准圈定采掘工作面高浓度粉尘区域治理范围，通过智能化联动控制技术控制成套化除尘设备实现精准除尘。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，包括：
[0005]粉尘探测识别装置、PLC决策控制系统、立体多维射流控尘帷幕、靶向节能除尘喷头和多级雨幕隔尘网，所述粉尘探测识别装置安装在靶向节能除尘喷头上方，所述靶向节能除尘喷头安装在掘进巷道两侧壁面，所述立体多维射流控尘帷幕安装在掘进机机身上方，所述多级雨幕隔尘网布置在掘进机后方。
[0006]所述粉尘探测识别装置包括激光探测模块、雷达探测模块以及实景图像采集模块，用以检测巷道内部粉尘浓度分布情况。
[0007]首先，实景图像采集模块采集实际掘进工作面图像；然后，开启激光探测粉尘浓度，所述PLC决策控制系统根据粉尘浓度情况开启雷达测距；之后，所述PLC决策控制系统会对三个模块传递的数据进行综合决策，一方面将结果传递给矿井综合调度室，掘进工作面现场负责人采取措施，另一方面自动控制控
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除
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隔尘设备开启，构成成套化的除尘工艺装置并实现智能化联动控制除尘。
[0008]所述立体多维射流控尘帷幕设计了三个射流出口，分别是向上、向左、向右，三个方向的射流形成更加完整的风幕形状。
[0009]进一步的，所述立体多维射流控尘帷幕射流出口处安装调流叶扇装置，根据上述
粉尘探测识别装置实测粉尘浓度分布情况动态调节不同射流方向风幕的风量。
[0010]所述靶向节能除尘喷头包括智能化远程微控端、全方位自动转动轴、进液口、进气口、喷嘴和调流装置。
[0011]可选的，所述装置的气压范围在0.4MPa以上，液压范围在0.4～0.6MPa，可以达到较好的雾化效果。
[0012]所述靶向节能除尘喷头可以接收所述PLC决策控制系统传递的信号，上述全方位自动转向轴可控制喷嘴全方位转动对准识别出的高浓度粉尘区域进行除尘，上述调流装置根据探测出的粉尘浓度情况自动调节工质流量，达到靶向除尘和节能除尘的效果。
[0013]所述多级雨幕隔尘网包括多级孔径隔尘网、智能远控滑轮、喷淋装置、感应式滑动门、导轨装置和运输皮带。
[0014]所述多级雨幕隔尘网受所述PLC决策控制系统控制，粉尘浓度异常时自动开启配套隔尘装备，所述喷淋装置自动开启喷淋，在多级孔径隔尘网上形成全断面水膜，阻挡粉尘向后运移，实现智能化联动控制隔尘装备。
[0015]进一步的，多级雨幕隔尘网在掘进巷道内采用三级平行分布，形成巷道内多级雾化智能隔尘工艺体系，在掘进机后方距迎头20
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25m安装第一道，距迎头40
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50m安装第二道，距迎头80
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100m安装第三道，形成全断面多级隔尘水膜，提高隔尘效率。
[0016]可选的，所述多级雨幕隔尘网中的多级孔径隔尘网采用双层网设计，所述两层网可相对移动，两层网相对移动后形成的重叠隔尘网孔径缩小。
[0017]可选的，多级孔径隔尘网采用三级孔径平面布置，目数随着离巷道地面距离的增大而增加，从上到下分为10目、5目和3目三级，每级孔径隔尘网宽度为1.2m。
[0018]可选的，多级孔径隔尘网采用聚乙烯醇复合材料，聚乙烯醇具有良好的吸湿性，喷雾液滴可以很好的吸附在隔尘网上形成水膜，且强度良好，耐磨损，使用寿命长，可以较好地适应井下复杂环境。
[0019]本专利技术实施例提供的智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置布置在掘进巷道内，粉尘探测识别装置安装在靶向节能除尘喷头上方，实时检测巷道内的粉尘浓度分布情况；立体多维射流控尘帷幕安装在掘进机机身上方，根据粉尘浓度分布情况调节不同射流方向风量，加强控尘效果；靶向节能除尘喷头安装在掘进巷道内壁上，根据粉尘浓度情况自动调节流量，并旋转对准高浓度区实现精准、高效、节能除尘；多级雨幕隔尘网布置在掘进机机身后方，可自动开启进行隔尘，构成成套化控
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除
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隔尘工艺设备，上述装置均受PLC决策控制系统控制，实现智能化联动控制。
[0020]本专利技术提供的智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，为井下掘进工作面提供了更加智能、精准和高效的的粉尘治理方法。所述粉尘探测识别装置包括激光探测、雷达探测和实景图像采集三个模块。当掘进机处于未运行状态时，实景图像采集模块将工作面图像传递给矿井中控室作为粉尘初始图像，；当掘进机开始运行后，实景图像采集模块开始采集粉尘动态图像，系统一方面将动态图像传递中控室，中控室实时监测粉尘分布情况，另一方面以信号形式传递给激光探测模块作为开始检测粉尘浓度的信号。开启激光探测粉尘浓度情况后，若全尘浓度≥50mg/m3，系统会将信号传递给雷达探测模块；若全尘浓度＜50mg/m3，则重新检测粉尘浓度。雷达探测模块接收到粉尘浓度超值信号，开启雷达测距，检测粉尘与所述靶向节能除尘喷头的距离，确定粉尘是否分布在喷头的除尘范围内。当全尘浓度
≥50mg/m3且粉尘距离≤2m时，系统会报警，并将测得的粉尘浓度值和实景图象一起传输给响应装置，综合调度室接收到报警信号后，掘进工作面现场管理人会通知工人采取措施；控
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隔尘设备接收到信号自动启动，立体多维射流控尘帷幕自动调节叶扇装置，改变不同射流出口的风量，靶向节能除尘喷头自动调节流量，并将喷头自动旋转至粉尘致灾区进行喷雾除尘，多级雨幕隔尘网根据粉尘浓度自动开启，在掘进机后方形成水膜对粉尘进行阻拦，上述装置构成了成套化除尘工艺装置，整个粉尘治理过程实现了智能化联动控制，达到了精准除尘的目的。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，其特征在于，包括：粉尘探测识别装置、PLC决策控制系统、立体多维射流控尘帷幕、靶向节能除尘喷头和多级雨幕隔尘网，所述粉尘探测识别装置安装在靶向节能除尘喷头上方，所述靶向节能除尘喷头安装在掘进巷道两侧壁面，所述立体多维射流控尘帷幕安装在掘进机机身上方，所述多级雨幕隔尘网布置在掘进机后方。2.根据权利要求1所述的智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，其特征在于，粉尘探测识别装置包括激光探测模块、雷达探测模块以及实景图像采集模块，用以检测巷道内部粉尘浓度分布情况。3.根据权利要求1所述的智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置，其特征在于，首先，实景图像采集模块采集实际掘进工作面图像；然后，开启激光探测粉尘浓度，所述PLC决策控制系统根据粉尘浓度情况开启雷达测距；之后，所述PLC决策控制系统会对三个模块传递的数据进行综合决策，一方面将结果传递给矿井综合调度室，掘进工作面现场负责人采取措施，另一方面自动控制控
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隔尘设备开启，构成成套化的除尘工艺装置并实现智能化联动控制精准除尘。4.根据权利要求1所述的智能联控精准除尘技术及成套化工艺装置该装置，其特征在于，立体多维射流控尘帷幕设计了三个射流出口，分别是向上、向左、向右，三个方向的射流形成更加完整的风幕形状。5.根据权利要求4所述的立体多维射流控尘帷幕，其特征在于，射流出口处安装调流叶扇装置，通过PLC决策控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆新晓，张慧，陈一鸣，史国钰，刘金娉，李亚彪，王成岩，王明扬，张一，王路南，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：