一种用于掘进面的智能阻风控尘装置及控尘方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于掘进面的智能阻风控尘装置及控尘方法，涉及煤矿掘进面粉尘治理技术领域，包括瓦斯浓度传感器、设有抽风口的湿式除尘风机、压风筒及前置阻风器；前置阻风器包括均是弧形的固定件和径向阻风件组成的管道，以及焊接在管道中的弧形阻风网，前置阻风器外周设有与弧形阻风网磁力相连的电磁铁条。本发明专利技术利用前置阻风器实现高速压风风流的有效分流，减少流向迎头前方的轴向风流风量，径向风流在附壁效应下阻止粉尘向后方扩散，同时通过瓦斯浓度传感器实时监测迎头前方瓦斯浓度，基于电磁铁原理实现前置阻风器的智能化快速启闭，确保安全环境下实现掘进截割粉尘的有效控制，具有经济性好、适用范围广、应用前景好等优点。好等优点。好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于掘进面的智能阻风控尘装置及控尘方法


[0001]本专利技术涉及煤矿掘进面粉尘治理
，尤其涉及一种用于掘进面的智能阻风控尘装置及控尘方法。

技术介绍

[0002]煤炭工业在国民经济中具有重要战略地位，煤炭能源在一次能源构成中占有较大比例。在相当长的一段时间内，煤炭在我国能源构成中仍然重要，仍将是国民经济的基础工业之一。随着开采深度和强度不断增加，机械化水平不断提高，掘进工作面截割产尘造成的污染问题日益严重。粉尘污染问题不仅会减少仪器设备的使用寿命、降低企业生产效率，严重影响从业人员身心健康，还可能引发煤尘爆炸事故，造成重大经济损失和人员伤亡。据实测，掘进工作面的粉尘浓度可高达3000mg/m3，无论是呼吸性粉尘还是总尘浓度均远高于国家制定的安全标准。改善掘进工作面环境，减少粉尘污染已成为煤炭高强度开采亟需解决的前沿技术和难题。
[0003]在不采用任何措施时，掘进工作面的粉尘浓度将达到1300mg/m3，局部区域粉尘浓度甚至超过3000mg/m3，现有的煤层注水、喷雾降尘、通风排尘、化学抑尘技术效果有限，综合降尘效率往往低于70％。传统的附壁风筒控除尘技术控除尘效果较好，但存在附壁风筒挪移频繁，附壁风筒笨重，工人劳动强度高，且迎头瓦斯易超标造成安全风险等问题。
[0004]因此，亟需研究一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，实现安全高效控除尘。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种用于掘进面的智能阻风控尘装置及控尘方法，利用前置阻风器实现高速压风风流的有效分流，减少流向迎头前方的轴向风流风量，径向风流在附壁效应下阻止粉尘向后方扩散，同时通过瓦斯浓度传感器实时监测迎头前方瓦斯浓度，具有经济性好、适用范围广、应用前景好等优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0007]根据本专利技术实施例的第一方面，提出了一种用于掘进面的智能阻风控尘装置。
[0008]在一个可选实施例中，用于掘进面的智能阻风控尘装置，包括设置在综掘机上且靠近迎头的瓦斯浓度传感器、设有抽风口的湿式除尘风机、压风筒及设置在压风筒前端的前置阻风器，瓦斯浓度传感器用于监测巷道内瓦斯浓度，前置阻风器用于将所述压风筒射出的风流分流形成巷道断面风幕，粉尘在巷道断面风幕和抽风口的负压作用下被湿式除尘风机卷吸入抽风口，实现阻风控尘；前置阻风器包括均是弧形的固定件和径向阻风件组成的管道，以及焊接在所述管道中的弧形阻风网，前置阻风器外周设有与弧形阻风网磁力相连的电磁铁条，固定件上还设有控制电磁铁条的电磁铁控制器。
[0009]可选地，所述固定件为不透风式铁质半圆柱形管道，用于增强前置阻风器的结构稳定性，径向阻风件为半圆柱形纱网，用于增加径向出风阻力。
[0010]可选地，弧形阻风网上布满通风圆孔，用于控制轴向风流和径向风流的风量，所述
通风圆孔总面积为弧形阻风网总面积的10％～30％，弧形阻风网边缘间隔嵌入多节条形磁铁，条形磁铁用于吸引电磁铁条，弧形阻风网还包括用于连接固定件的固连阻风网，固连阻风网面积占弧形阻风网总面积的15％～25％。
[0011]可选地，所述固连阻风网与固定件固定连接部分所成夹角为90
°
～110
°
。
[0012]可选地，所述电磁铁条包括铁纸内圈、铁纸外圈、以及夹在铁纸内圈和铁纸外圈之间的电磁铁，其中，铁纸内圈焊接在前置阻风器上。
[0013]可选地，所述前置阻风器上设有调节闸门，通过摩擦力紧闭在前置阻风器上，通过拉拽的方式开启，用于对风筒内结构进行检修和调节。
[0014]可选地，所述电磁铁条与径向阻风件以及除固连阻风网之外的固定件相连。
[0015]可选地，所述前置阻风器长度为1.0～1.5m。
[0016]根据本专利技术实施例的第二方面，提出了一种基于上述控尘装置的用于掘进面的智能阻风控尘方法。
[0017]在一个可选实施例中，用于掘进面的智能阻风控尘方法，包括如下步骤：
[0018](1)电磁铁控制器内置无线通讯芯片和PLC微处理器，通过井下5G或Wi
‑
Fi信号实时接收瓦斯浓度传感器数据，获得掘进面迎头顶板附近的瓦斯浓度，PLC微处理器判断瓦斯浓度是否超限驱动电路电流变化；
[0019](2)当瓦斯浓度正常时，电磁铁控制器向电磁铁条供电形成强磁场，弧形阻风网吸附在电磁铁条上，在弧形阻风网作用下，形成径向风流和轴向风流；流向迎头的轴向风流用于避免瓦斯的积聚，径向风流呈90
°
从前置阻风器流出，径向风流在附壁效应下，形成巷道断面风幕阻止粉尘向后方扩散，轴向风流携带粉尘后，在径向风流形成的阻尘风幕和抽风口的负压作用下，大部分粉尘被湿式除尘风机卷吸入抽风口净化排出；
[0020](3)当瓦斯浓度超标时，电磁铁控制器快速自动断电，增加轴向风流风量，迅速稀释迎头前方聚积的瓦斯；当瓦斯浓度恢复正常时，人工调节阀门，手动控制弧形阻风网恢复分流状态。
[0021]本专利技术的有益效果是，本专利技术利用前置阻风器实现高速压风风流的有效分流，减少流向迎头前方的轴向风流风量，径向风流在附壁效应下阻止粉尘向后方扩散，同时通过瓦斯浓度传感器实时监测迎头前方瓦斯浓度，借助井下5G或无线Wi
‑
Fi技术对瓦斯浓度数据进行实时传输，基于电磁铁原理实现前置阻风器的智能化快速启闭，确保安全环境下实现掘进截割粉尘的有效控制，解决了传统附壁风筒挪移频繁，附壁风筒笨重，工人劳动强度高，迎头瓦斯易超标等一系列问题，具有经济性好、适用范围广、应用前景好等优点。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一种用于掘进面的智能阻风控尘装置结构示意图；
[0023]图2为图1示出的前置阻风器结构示意图；
[0024]图3为图1示出的前置阻风器外部结构示意图；
[0025]图4为图2示出的弧形阻风网结构示意图；
[0026]图5为本专利技术中电磁铁条拆分结构示意图；
[0027]图6为本专利技术中弧形阻风网与电磁铁条连接关系示意图；
[0028]图7为一种用于掘进面的智能阻风控尘方法流程原理图。
[0029]其中，1、抽风口；2、湿式除尘风机；3、综掘机；4、前置阻风器；5、巷道；6、压风筒；7、瓦斯浓度传感器；8、固定件；9、弧形阻风网；901、固连阻风网；902、通风圆孔；903、条形磁铁；10、径向阻风件；11、电磁铁控制器；12、电磁铁条；121、铁纸内圈；122、电磁铁；123、铁纸外圈；13、调节闸门。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例1
[0032]一种用于掘进面的智能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，其特征在于，包括设置在综掘机上且靠近迎头的瓦斯浓度传感器、设有抽风口的湿式除尘风机、压风筒及设置在压风筒前端的前置阻风器，瓦斯浓度传感器用于监测巷道内瓦斯浓度，前置阻风器用于将所述压风筒射出的风流分流形成巷道断面风幕，粉尘在巷道断面风幕和抽风口的负压作用下被湿式除尘风机卷吸入抽风口，实现阻风控尘；前置阻风器包括均是弧形的固定件和径向阻风件组成的管道，以及焊接在所述管道中的弧形阻风网，前置阻风器外周设有与弧形阻风网磁力相连的电磁铁条，固定件上还设有控制电磁铁条的电磁铁控制器。2.如权利要求1所述的一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，其特征在于，所述固定件为不透风式铁质半圆柱形管道，用于增强前置阻风器的结构稳定性，径向阻风件为半圆柱形纱网，用于增加径向出风阻力。3.如权利要求1所述的一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，其特征在于，所述弧形阻风网上布满通风圆孔，用于控制轴向风流和径向风流的风量，所述通风圆孔总面积为弧形阻风网总面积的10％～30％，弧形阻风网边缘间隔嵌入多节条形磁铁，条形磁铁用于吸引电磁铁条，弧形阻风网还包括用于连接固定件的固连阻风网，固连阻风网面积占弧形阻风网总面积的15％～25％。4.如权利要求3所述的一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，其特征在于，所述固连阻风网与固定件固定连接部分所成夹角为90
°
～110
°
。5.如权利要求1所述的一种用于掘进面的智能阻风控尘装置，其特征在于，所述电磁铁条包括铁纸内圈、铁纸外圈、以及夹在铁纸内圈和铁纸外圈之间的电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海明，赵东亮，叶宇希，董慧，解森，程卫民，聂文，彭慧天，刘强，高天源，王兴杰，夏宗伟，尹慧娟，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：