CN106351683B - 基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置及其控制方法，该装置包括：主控制器、品位检测装置、水雾化喷嘴装置和距离检测装置；水雾化喷嘴装置安装在溜井口上方；水雾化喷嘴装置连接供水管路，该供水管路上安装有电动控制装置；品位检测装置安装在溜井口前方，距离检测装置分别安装在溜井口前方和后方；品位检测装置的输出端、距离检测装置的输出端分别连接主控制器的输入端，主控制器的输出端连接电磁控制装置的输入端。本发明有效地将粉尘抑制在溜井的一定范围内。通过检测矿石和岩石的比例并将其作为控制电动阀开度大小的参考度量，提高水资源利用率，进行高效快速降尘，改善矿井下工作环境，有效防止粉尘对人体的侵害。
Description
技术领域
本发明属于地下矿山喷雾降尘控制技术领域，特别涉及一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置及其控制方法。
背景技术
一直以来矿井粉尘是矿山开采行业最主要的污染物之一，不仅直接危害矿井一线工人的身体健康，而且粉尘也严重影响着矿井众多大型设备的运转，影响矿井生产安全。由于矿井开采和掘进面产生大量粉尘，因此现阶段对矿井除尘抑尘的研究大多集中在开采和掘进面。而对于矿井生产过程的重要环节——矿车卸矿过程中产生的粉尘往往被忽视。
由机车牵引矿车，驶向本水平面溜井，经过溜井口时，矿车将采出矿石卸载到溜井中，通过溜井将采出矿石卸载到破碎室。采出矿石中含有矿石和岩石，矿石坚硬，比例大时不易产生粉尘，而岩石松软，比例大时容易产生粉尘。每次卸采出矿石时，都会有不同比例的岩石被卸载，由此会产生大量粉尘，粉尘会随着气流迅速扩散，危害一线工人的身体健康。
抑制这些粉尘需要提前在溜井放矿口形成水雾，才能达到良好的降尘效果。而现有的降尘装置大多采用粉尘浓度传感器来检测粉尘浓度，根据设定的阀值控制降尘装置。
但是粉尘浓度传感器量程范围有限，易受粉尘污染，零点偏移严重，需要经常清理，检测精度低，误差可达20％。同时由于溜井口气流较强，粉尘扩散快，当粉尘浓度传感器检测到粉尘浓度高于设定阀值时，再控制装置喷雾时大部分粉尘已经扩散，因此采用粉尘浓度传感器作为控制降尘装置的检测机构，存在一定的滞后性，无法及时进行降尘作业，降尘效果差，资源利用率低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置及其控制方法。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置，包括：主控制器、品位检测装置、水雾化喷嘴装置和距离检测装置；
水雾化喷嘴装置安装在溜井口上方形成喷雾；
水雾化喷嘴装置连接供水管路和供气管路，该供水管路上安装有电动控制装置；
品位检测装置安装在溜井口前方，距离检测装置分别安装在溜井口前方和后方；
品位检测装置的输出端、距离检测装置的输出端分别连接主控制器的输入端，主控制器的输出端连接电动控制装置的输入端。
所述水雾化喷嘴装置包括第一水雾化喷嘴组、第二水雾化喷嘴组，对向安装在溜井口两侧上方，第一水雾化喷嘴组、第二水雾化喷嘴组连接的供水管路上均安装有电动控制装置。
所述电动控制装置包括第一电动调节阀和第二电动调节阀，第一电动调节阀安装在第一水雾化喷嘴组连接的供水管路上，第二电动调节阀安装在第二水雾化喷嘴组连接的供水管路上。
所述距离检测装置包括第一接近开关和第二接近开关，分别安装在溜井口前方和后方，且第一接近开关位于品位检测装置与溜井口之间。
所述的基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、机车牵引着载矿的矿车经过品位检测装置时，品位检测装置检测该矿车所载矿石品位，得到矿石与岩石的比例；
步骤2、矿石与岩石的比例信息传输至主控制器，主控制器根据矿石与岩石的比例计算喷雾量，并确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水电动控制装置的开度；
步骤3、当距离检测装置检测到机车驶近溜井口时，开始喷雾降尘作业；
步骤4、当距离检测装置检测到机车驶离溜井口时，延时设定的时间后，结束喷雾降尘作业。
步骤3所述的喷雾降尘作业通过主控制器控制电动控制装置打开到与所计算的喷雾量大小相对应的电动控制装置的开度，水雾化喷嘴装置将水滴雾化到10微米级别进行降尘作业。
有益效果：
与现有技术相比，本发明的基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置及其控制方法，有效地将粉尘抑制在溜井的一定范围内并降尘。通过检测矿石和岩石的比例并将其作为控制电动调节阀开度大小的参考度量，避免了现有浓度传感器误差较大的问题。提高水资源利用率，进行高效快速降尘，改善铁矿井下工作环境，有效防止粉尘对人体的侵害。整个装置由主控制器自动控制，提高矿山井下矿生产的安全性和自动化水平。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的基于矿石品位的地下铁矿溜井自动降尘装置的结构示意图，其中，1-主控制器，2-品位检测装置，3-第一接近开关，4-第一喷雾喷嘴组，5-第二喷雾喷嘴组，6-第一电动调节阀，7-第二电动调节阀，8-第二接近开关，9-供水管路，10-供气管路，11-溜井口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置，如图1所示，包括：主控制器1、品位检测装置2、水雾化喷嘴装置和距离检测装置；主控制器1选用C8051F120芯片，品位检测装置2选用DF-5735品位检测仪。
水雾化喷嘴装置安装在溜井口11上方形成喷雾；水雾化喷嘴装置包括第一水雾化喷嘴组4、第二水雾化喷嘴组5，对向安装在溜井口11两侧上方，第一水雾化喷嘴组4、第二水雾化喷嘴组5连接的供水供气管路上均安装有电动控制装置。第一水雾化喷嘴组4、第二水雾化喷嘴组5均由两个水雾化喷嘴组成，在溜井口11上方形成喷雾，水雾化喷嘴选用MA/ADG型雾化喷嘴。
水雾化喷嘴装置连接供水管路9和供气管路10，该供水管路9上安装有电动控制装置；电动控制装置包括第一电动调节阀6和第二电动调节阀7，第一电动调节阀6安装在第一水雾化喷嘴组4连接的供水管路9上，第二电动调节阀7安装在第二水雾化喷嘴组5连接的供水管路9上。调节喷雾量大小主要是调节出水量的大小，因此只在供水管上安装电动调节阀用于调节出水量。而为保证雾化效果，对进入的风压保持最大，因此无须在供气管路上安装调节阀。第一电动调节阀6和第二电动调节阀7均选用400X电动调节阀。
品位检测装置2安装在溜井口前方30米机车轨道上方(距离可根据实际情况适当调节)，也可以根据实际情况相应调整安装位置。
距离检测装置包括第一接近开关3和第二接近开关8，分别安装在溜井口11前方和后方，且第一接近开关3位于品位检测装置2与溜井口11之间，为了在矿车卸矿前形成有效的水雾墙，保证降尘效果，在溜井口11前方十米安装第一接近开关3，也可以根据实际情况相应调整安装位置，当第一接近开关3在检测到机车驶进溜井口后，主控制器发送控制指令，调节第一电动调节阀和第二电动调节阀到相应的开度，第一水雾化喷嘴组4、第二水雾化喷嘴组5开始喷雾。第二接近开关8的安装位置与机车车身长度有关，应该确保被检测到时机车已经通过溜井口11完成卸矿作业；当第二接近开关8检测到机车驶离溜井口11后，主控制器1延时10秒(时间可根据实际情况适当调节)关闭电动调节阀6和7，保证降尘效果，结束降尘作业。
第一接近开关3和第二接近开关8均选用GUD8接近开关。
品位检测装置2用于检测机车牵引着载矿的矿车中的矿石品位，品位检测装置2的输出端、距离检测装置的输出端分别连接主控制器1的输入端，主控制器1的输出端连接电动控制装置的输入端。
基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置的控制方法，包括以下步骤：
步骤1、机车牵引着载矿的矿车经过品位检测装置时，品位检测装置检测该矿车所载矿石品位，得到矿石与岩石的比例；
步骤2、矿石与岩石的比例信息传输至主控制器，主控制器根据矿石与岩石的比例由公式(1.1)计算喷雾量，并根据公式(1.2)确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度；
其中，主控制器根据矿石与岩石的比例计算喷雾量所采用的计算公式(1.1)为：
Z＝-ax2+b (1.1)
其中a和b为系数，b＞a＞0，b的物理含义为当所检测的矿石比例为0时的最大喷雾量，a和b根据具体实际情况取值，x为矿石与岩石的比例，Z为喷雾量；
与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度的计算公式(1.2)为：
Z＝ky (1.2)
其中Z为喷雾量，y为调节阀开度，k为调节常数，k的取值根据具体实际情况取值；
步骤3、当距离检测装置检测到机车驶近溜井口时，开始喷雾降尘作业；所述的喷雾降尘作业通过主控制器控制电动控制装置打开到与所计算的喷雾量大小相对应的电动控制装置的开度，水雾化喷嘴装置将水滴雾化到10微米级别进行降尘作业；
步骤4、当距离检测装置检测到机车驶离溜井口时，延时10秒(时间可根据实际情况适当调节)后，结束喷雾降尘作业。
Claims (5)
1.一种基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置，包括：主控制器、水雾化喷嘴装置和距离检测装置；
水雾化喷嘴装置安装在溜井口上方形成喷雾；
水雾化喷嘴装置连接供水管路和供气管路，该供水管路上安装有电动控制装置；
其特征在于，还包括品位检测装置，品位检测装置安装在溜井口前方，距离检测装置分别安装在溜井口前方和后方机车架线上；品位检测装置的输出端、距离检测装置的输出端分别连接主控制器的输入端，主控制器的输出端连接电磁控制装置的输入端；
所述距离检测装置包括第一接近开关和第二接近开关，分别安装在溜井口前方和后方，且第一接近开关位于品位检测装置与溜井口之间；
主控制器根据矿石与岩石的比例计算喷雾量，并确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度；
计算喷雾量的公式为：Z=-ax2+b，其中a和b为系数，b＞a＞0，b的物理含义为当所检测的矿石比例为0时的最大喷雾量，a和b根据具体实际情况取值，x为矿石与岩石的比例，Z为喷雾量；
确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度的计算公式为：Z=ky，其中，y为调节阀开度，k为调节常数，k的取值根据具体实际情况取值。
2.根据权利要求1所述的基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置，其特征在于，所述水雾化喷嘴装置包括第一水雾化喷嘴组、第二水雾化喷嘴组，对向安装在溜井口两侧上方，第一水雾化喷嘴组、第二水雾化喷嘴组连接的供水管路上均安装有电动控制装置。
3.根据权利要求2所述的基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置，其特征在于，所述电动控制装置包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀安装在第一水雾化喷嘴组连接的供水管路上，第二电磁阀安装在第二水雾化喷嘴组连接的供水管路上。
4.如权利要求1所述的基于井下采出矿石品位的溜井自动降尘装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、机车牵引着载矿的矿车经过品位检测装置时，品位检测装置检测该矿车所载矿石品位，得到矿石与岩石的比例；
步骤2、矿石与岩石的比例信息传输至主控制器，主控制器根据矿石与岩石的比例计算喷雾量，并确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度；
计算喷雾量的公式为：Z=-ax2+b，其中a和b为系数，b＞a＞0，b的物理含义为当所检测的矿石比例为0时的最大喷雾量，a和b根据具体实际情况取值，x为矿石与岩石的比例，Z为喷雾量；
确定与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度的计算公式为：Z=ky，其中，y为调节阀开度，k为调节常数，k的取值根据具体实际情况取值；
步骤3、当距离检测装置检测到机车驶近溜井口时，开始喷雾降尘作业；
步骤4、当距离检测装置检测到机车驶离溜井口时，延时达到设定的时间后，结束喷雾降尘作业。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，步骤3所述的喷雾降尘作业通过主控制器控制供水电动控制装置，将其打开到与所计算的喷雾量大小相对应的供水管路电动控制装置的开度进行，水雾化喷嘴装置将水滴雾化到10微米级别进行降尘作业。
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