CN108868868A - 一种矿井内智能除尘***及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿井内智能除尘***及其使用方法，包括巷道墙；喷洒箱体在巷道墙上的竖向轨道上有规律的上下行走，并在规定处暂停，通过灰尘监测仪对矿井巷道内的灰尘量进行探测，一旦灰尘量超过设定的阈值，则温度传感器对喷洒箱体水平高度一致处的温度进行探测传输到主控器当中，主控器根据温度值来对喷洒头进行喷洒物控制，使得喷洒头根据温度值喷洒出相应的除尘物质，利用高度传感器探测喷洒箱体与地面的高度来控制喷洒头喷洒物体的压力，通过灰尘量大小控制喷洒物的量；能根据矿井自身条件进行调整，使得矿井内灰尘清洁及时；智能化效果好，能对矿井内各个不同高度进行除尘，有对除尘机构的保护且除尘效果好。
Description
技术领域
本发明涉及矿井清洁技术领域，具体为一种矿井内智能除尘***及其使用方法。
背景技术
矿井是形成地下煤矿生产***的井巷、硐室、装备、地面建筑物和构筑物的总称。有时把矿山地下开拓中的斜井、竖井、平硐等也称为矿井。每一个矿井的井田范围大小、矿井生产能力和服务年限的确定，是矿井自体设计中必须解决好的关键问题之一。
矿井粉尘是矿井生产过程中产生的固体物质细微颗粒的总称。简称矿尘。煤矿在生产、贮存、运输及巷道掘进等各个环节中都会向空气中排放大量的粉尘。对人体的危害对人体健康危害严重的是呼吸性粉尘，如果人长期吸人呼吸性粉尘,将会引起肺部纤维性病变，导致患尘肺病(硅肺病、煤肺病、煤硅肺病)，这是一种危害较大的矿工职业病。井下煤尘在一定条件下，能发生煤尘***,造成人员伤亡和矿井设备严重破坏，酿成严重的矿井灾害。
基于上述，需要我们针对矿井内条件，制定出除尘方法，现在的除尘装置在矿井中使用时，存在以下难点：第一，难以根据矿井自身条件进行喷洒物的调整，使得矿井内灰尘清洁不到位；第二，智能化效果差，不能对矿井内各个不同高度进行除尘，没有对除尘机构的保护且除尘效果差；第三，难以对矿井内灰尘进行监测，井上人员无法判断井下灰尘情况。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种矿井内智能除尘***及其使用方法，根据矿井自身条件进行喷洒物的调整，使得矿井内灰尘清洁到位；智能化效果好，能对矿井内各个不同高度进行除尘，有对除尘机构的保护且除尘效果好；可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种矿井内智能除尘***，其特征在于，包括巷道墙；
降尘喷洒机构，所述降尘喷洒机构包括喷洒箱体和喷洒头，所述喷洒箱体沿着巷道墙上的竖向轨道上下运动；所述喷洒头安装在喷洒箱体内，并通过主控器的控制指令进出于喷洒箱体内；
灰尘监测仪，所述灰尘监测仪用于检测喷洒箱体周围灰尘量值；
高度传感器，所述高度传感器用于检测喷洒箱体底面与地面距离；
温度传感器，所述温度传感器用于检测巷道内与喷洒箱体水平高度一致处的温度；
主控器，所述主控器接收灰尘监测仪、高度传感器、温度传感器的信号；
主控器根据喷洒箱体的高度控制喷洒头的喷洒压力，主控器根据当前喷洒箱体所处高度的灰尘量和温度共同决定喷洒头的喷洒物和喷洒量。
喷洒箱体在竖向轨道上有规律的上下行走，并在规定处暂停，通过灰尘监测仪对矿井巷道内的灰尘量进行探测，一旦灰尘量超过设定的阈值，则温度传感器对喷洒箱体水平高度一致处的温度进行探测传输到主控器当中，主控器根据温度值来对喷洒头进行喷洒物控制，使得喷洒头根据温度值喷洒出相应的除尘物质，利用高度传感器探测喷洒箱体与地面的高度来控制喷洒头喷洒物体的压力，通过灰尘量大小控制喷洒物的量。
作为本发明一种优选的技术方案，所述主控器、温度传感器和高度传感器均设置在喷洒箱体上；
所述主控器接收高度传感器信号判断当前喷洒箱体离地面高度，用于控制喷洒头的喷洒压力，当高度越高，喷洒压力越大；
在主控器接收到灰尘量值大于设定灰尘阈值时，所述主控器接收温度传感器的信号，当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头喷洒出干冰，干冰吸走热量，使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比。
作为本发明一种优选的技术方案，所述主控器控制电机对安装于喷洒箱体背面的滚轮，使喷洒箱体在竖向轨道上移动和固定；所述巷道墙上竖向设置有多个供氧口，所述喷洒箱体为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口均与喷洒箱体停留处位置对应，喷洒箱体在停留处的停留时间通过计时器控制；
所述喷洒箱体在某一处停留时，进行灰尘量、高度和温度检测；所述喷洒箱体上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口的供氧值；每个供氧口在每次喷洒箱体运动到与该供氧口水平位置一致处时进行供氧值的重新设置。
作为本发明一种优选的技术方案，所述喷洒箱体前端开有缺口，该缺口处安装有保护喷洒头的挡板组件。
作为本发明一种优选的技术方案，所述挡板组件包括挡板、齿轮、齿条、水平轨道、运动轮和连接杆；
所述喷洒头通过其上的运动轮沿着设置在喷洒箱体内的水平轨道进出喷洒箱体，主控器控制安装在喷洒头底部的电机对所述运动轮进行驱动；
所述喷洒头沿水平轨道运动方向的两侧均设置有齿条，每根齿条啮合有下端通过连接杆与喷洒箱体连接的齿轮，所述齿轮下端与连接杆转动连接，齿轮上端与挡板固定连接，当喷洒头前进伸出喷洒箱体时，齿轮在齿条上转动，带动两块挡板张开，当喷洒头后退进入喷洒箱体时，齿轮在齿条上转动，带动两块挡板合起对喷洒头进行保护，挡板为L型，合起时能够对喷洒头的两侧和前端进行包边保护。
作为本发明一种优选的技术方案，所述巷道墙上固定有箱体，箱体内放置有相互通过隔热板隔开的干冰和水，干冰内保证干冰的颗粒状态。水和干冰通过不同的单向阀进行控制，并且水通过单向阀流入到喷洒头处的过程中经过相应管道流通，在该管道上设置有水分加热器来控制水温。所述主控器通过控制箱体内相应的单向阀对喷洒头提供相应物质。
本发明还提供了一种矿井内智能除尘***的使用方法，
喷洒箱体在竖向轨道上有规律的上下行走，并在规定处暂停，通过灰尘监测仪对矿井巷道内的灰尘量进行探测，一旦灰尘量超过设定的阈值，则温度传感器对喷洒箱体水平高度一致处的温度进行探测传输到主控器当中，主控器根据温度值来对喷洒头进行相应喷洒物控制。
作为本发明一种优选的技术方案，根据温度进行相应喷洒物控制的具体操作为：当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头喷洒出干冰，干冰吸走热量使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比；
其中，当喷洒头前进伸出喷洒箱体时，齿轮在齿条上转动，带动两块挡板张开，当喷洒头后退进入喷洒箱体时，齿轮在齿条上转动，带动两块挡板合起对喷洒头进行保护，挡板为L型，合起时能够对喷洒头的两侧和前端进行包边保护；
同时，利用高度传感器探测喷洒箱体与地面的高度来控制喷洒头喷洒物体的压力；
并且，在巷道墙上竖向设置有多个供氧口，所述喷洒箱体上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口的供氧值；每个供氧口在每次喷洒箱体运动到与该供氧口水平位置一致处时进行供氧值的重新设置；所述喷洒箱体为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口均与喷洒箱体停留处位置对应，喷洒箱体在停留处的停留时间通过计时器控制；当矿井内灰尘量超过设定灰尘量峰值时，警报器开始报警，并通过通信模块将主控器接收到的信号传输到地面控制台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
第一，根据矿井自身条件进行喷洒物的调整，使得矿井内灰尘清洁到位；
第二，智能化效果好，能对矿井内各个不同高度进行除尘，根据高度进行喷洒水压的调节。有对除尘机构的保护且除尘效果好；
第三，能对矿井内整体环境进行监测，井上人员可以判断井下情况。
附图说明
图1为本发明***电路连接框图；
图2为本发明***安装示意图；
图3为本发明喷洒头未工作示意图；
图4为本发明喷洒头工作时示意图；
图5为本发明喷洒箱体结构示意图。
图中：1-巷道墙；2-箱体；3-供氧口；4-竖向轨道；5-喷洒箱体；6-缺口；7-挡板组件；71-挡板；72-齿轮；73-齿条；74-水平轨道；75-运动轮；76-连接杆；8-喷洒头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例：
请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
一种矿井内智能除尘***，包括：
巷道墙1；
降尘喷洒机构，所述降尘喷洒机构包括喷洒箱体5和喷洒头8，所述喷洒箱体5沿着巷道墙1上的竖向轨道4上下运动；所述喷洒头8安装在喷洒箱体5内，并通过主控器的控制指令进出于喷洒箱体5内；
灰尘监测仪，所述灰尘监测仪用于检测喷洒箱体5周围灰尘量值；
高度传感器，所述高度传感器用于检测喷洒箱体5底面与地面距离；
温度传感器，所述温度传感器用于检测巷道内与喷洒箱体5水平高度一致处的温度；
主控器，所述主控器接收灰尘监测仪、高度传感器、温度传感器的信号；
主控器根据喷洒箱体5的高度控制喷洒头8的喷洒压力，主控器根据当前喷洒箱体5所处高度的灰尘量和温度共同决定喷洒头8的喷洒物和喷洒量。
优选的，所述主控器、温度传感器和高度传感器均设置在喷洒箱体5上；
所述主控器接收高度传感器信号判断当前喷洒箱体5离地面高度，用于控制喷洒头8的喷洒压力，当高度越高，喷洒压力越大；保证喷洒的过程中，能在高处覆盖大范围的地面，除尘效果好。
在主控器接收到灰尘量值大于设定灰尘阈值时，所述主控器接收温度传感器的信号，当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头8喷洒出干冰，干冰吸走热量，使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头8喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头8喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比。
优选的，所述主控器控制电机对安装于喷洒箱体5背面的滚轮，使喷洒箱体5在竖向轨道4上移动和固定；所述巷道墙1上竖向设置有多个供氧口3，所述喷洒箱体5为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口3均与喷洒箱体5停留处位置对应，喷洒箱体5在停留处的停留时间通过计时器控制；
所述喷洒箱体5在某一处停留时，进行灰尘量、高度和温度检测；所述喷洒箱体5上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体5所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体5停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口3的供氧值。
优选的，所述喷洒箱体5前端开有缺口6，该缺口6处安装有保护喷洒头8的挡板组件7。
优选的，所述挡板组件7包括挡板71、齿轮72、齿条73、水平轨道74、运动轮75和连接杆76；
所述喷洒头8通过其上的运动轮75沿着设置在喷洒箱体5内的水平轨道74进出喷洒箱体5，主控器控制安装在喷洒头8底部的电机对所述运动轮75进行驱动；
所述喷洒头8沿水平轨道74运动方向的两侧均设置有齿条73，每根齿条73啮合有下端通过连接杆76与喷洒箱体5连接的齿轮72，所述齿轮72下端与连接杆76转动连接，齿轮72上端与挡板71固定连接，当喷洒头8前进伸出喷洒箱体5时，齿轮72在齿条73上转动，带动两块挡板71张开，当喷洒头8后退进入喷洒箱体5时，齿轮72在齿条73上转动，带动两块挡板71合起对喷洒头8进行保护。
优选的，所述巷道墙1上存储有内置水和干冰的箱体2，所述主控器通过控制相应的单向阀对喷洒头8提供相应物质。
本发明还提供了一种矿井内智能除尘***的使用方法，
喷洒箱体5在竖向轨道4上有规律的上下行走，并在规定处暂停，通过灰尘监测仪对矿井巷道内的灰尘量进行探测，一旦灰尘量超过设定的阈值，则温度传感器对喷洒箱体5水平高度一致处的温度进行探测传输到主控器当中，主控器根据温度值来对喷洒头8进行相应喷洒物控制。
优选的，根据温度进行相应喷洒物控制的具体操作为：当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头8喷洒出干冰，干冰吸走热量使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头8喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头8喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头8喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比；
其中，当喷洒头8前进伸出喷洒箱体5时，齿轮72在齿条73上转动，带动两块挡板71张开，当喷洒头8后退进入喷洒箱体5时，齿轮72在齿条73上转动，带动两块挡板71合起对喷洒头8进行保护，挡板71为L型，合起时能够对喷洒头8的两侧和前端进行包边保护；
同时，利用高度传感器探测喷洒箱体5与地面的高度来控制喷洒头8喷洒物体的压力；
并且，在巷道墙1上竖向设置有多个供氧口3，所述喷洒箱体5上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体5所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体5停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口3的供氧值；每个供氧口3在每次喷洒箱体5运动到与该供氧口3水平位置一致处时进行供氧值的重新设置；所述喷洒箱体5为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口3均与喷洒箱体5停留处位置对应，喷洒箱体5在停留处的停留时间通过计时器控制；当矿井内灰尘量超过设定灰尘量峰值时，警报器开始报警，并通过通信模块将主控器接收到的信号传输到地面控制台。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矿井内智能除尘***，其特征在于，包括：
巷道墙(1)；
降尘喷洒机构，所述降尘喷洒机构包括喷洒箱体(5)和喷洒头(8)，所述喷洒箱体(5)沿着巷道墙(1)上的竖向轨道(4)上下运动；所述喷洒头(8)安装在喷洒箱体(5)内，并通过主控器的控制指令进出于喷洒箱体(5)内；
灰尘监测仪，所述灰尘监测仪用于检测喷洒箱体(5)周围灰尘量值；
高度传感器，所述高度传感器用于检测喷洒箱体(5)底面与地面距离；
温度传感器，所述温度传感器用于检测巷道内与喷洒箱体(5)水平高度一致处的温度；
主控器，所述主控器接收灰尘监测仪、高度传感器、温度传感器的信号；
主控器根据喷洒箱体(5)的高度控制喷洒头(8)的喷洒压力，主控器根据当前喷洒箱体(5)所处高度的灰尘量和温度共同决定喷洒头(8)的喷洒物和喷洒量。
2.根据权利要求1所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述主控器、温度传感器和高度传感器均设置在喷洒箱体(5)上；
所述主控器接收高度传感器信号判断当前喷洒箱体(5)离地面高度，用于控制喷洒头(8)的喷洒压力，当高度越高，喷洒压力越大；
在主控器接收到灰尘量值大于设定灰尘阈值时，所述主控器接收温度传感器的信号，当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头(8)喷洒出干冰，干冰吸走热量，使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头(8)喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头(8)喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比。
3.根据权利要求1所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述主控器控制电机对安装于喷洒箱体(5)背面的滚轮，使喷洒箱体(5)在竖向轨道(4)上移动和固定；所述巷道墙(1)上竖向设置有多个供氧口(3)，所述喷洒箱体(5)为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口(3)均与喷洒箱体(5)停留处位置对应，喷洒箱体(5)在停留处的停留时间通过计时器控制；
所述喷洒箱体(5)在某一处停留时，进行灰尘量、高度和温度检测；所述喷洒箱体(5)上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体(5)所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体(5)停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口(3)的供氧值。
4.根据权利要求3所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述喷洒箱体(5)前端开有缺口(6)，该缺口(6)处安装有保护喷洒头(8)的挡板组件(7)。
5.根据权利要求4所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述挡板组件(7)包括挡板(71)、齿轮(72)、齿条(73)、水平轨道(74)、运动轮(75)和连接杆(76)；
所述喷洒头(8)通过其上的运动轮(75)沿着设置在喷洒箱体(5)内的水平轨道(74)进出喷洒箱体(5)，主控器控制安装在喷洒头(8)底部的电机对所述运动轮(75)进行驱动；
所述喷洒头(8)沿水平轨道(74)运动方向的两侧均设置有齿条(73)，每根齿条(73)啮合有下端通过连接杆(76)与喷洒箱体(5)连接的齿轮(72)，所述齿轮(72)下端与连接杆(76)转动连接，齿轮(72)上端与挡板(71)固定连接，当喷洒头(8)前进伸出喷洒箱体(5)时，齿轮(72)在齿条(73)上转动，带动两块挡板(71)张开，当喷洒头(8)后退进入喷洒箱体(5)时，齿轮(72)在齿条(73)上转动，带动两块挡板(71)合起对喷洒头(8)进行保护。
6.根据权利要求3所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述巷道墙(1)上固定有箱体(2)，箱体(2)内放置有相互通过隔热板隔开的干冰和水，所述主控器通过控制箱体内相应的单向阀对喷洒头(8)提供相应物质。
7.根据权利要求3所述的一种矿井内智能除尘***，其特征在于：所述主控器还连接有通信模块和警报器。
8.一种矿井内智能除尘***的使用方法，其特征在于：
喷洒箱体(5)在竖向轨道(4)上有规律的上下行走，并在规定处暂停，通过灰尘监测仪对矿井巷道内的灰尘量进行探测，一旦灰尘量超过设定的阈值，则温度传感器对喷洒箱体(5)水平高度一致处的温度进行探测传输到主控器当中，主控器根据温度值来对喷洒头(8)进行相应喷洒物控制。
9.根据权利要求8所述的一种矿井内智能除尘***的使用方法，其特征在于：
根据温度进行相应喷洒物控制的具体操作为：当温度超过设定高温阈值，控制喷洒头(8)喷洒出干冰，干冰吸走热量使水蒸气液化成水滴，灰尘吸附在水滴上落入地面；当温度在合适温度内，控制喷洒头(8)喷洒出水分；当温度低于设定低温阈值时，控制喷洒头(8)喷洒出水分并利用水分加热器对喷洒头(8)喷洒的水分进行加热处理，喷洒出温水；干冰喷洒量与水喷洒量均与灰尘量成正比；
其中，当喷洒头(8)前进伸出喷洒箱体(5)时，齿轮(72)在齿条(73)上转动，带动两块挡板(71)张开，当喷洒头(8)后退进入喷洒箱体(5)时，齿轮(72)在齿条(73)上转动，带动两块挡板(71)合起对喷洒头(8)进行保护，挡板(71)为L型，合起时能够对喷洒头(8)的两侧和前端进行包边保护；
同时，利用高度传感器探测喷洒箱体(5)与地面的高度来控制喷洒头(8)喷洒物体的压力；
并且，在巷道墙(1)上竖向设置有多个供氧口(3)，所述喷洒箱体(5)上安装有氧含量传感器，所述氧含量传感器接收当前喷洒箱体(5)所处水平位置处的氧含量；所述主控器根据喷洒箱体(5)停留处氧含量传感器的值控制对应供氧口(3)的供氧值；每个供氧口(3)在每次喷洒箱体(5)运动到与该供氧口(3)水平位置一致处时进行供氧值的重新设置；所述喷洒箱体(5)为间歇性上下往返运动，每个所述供氧口(3)均与喷洒箱体(5)停留处位置对应，喷洒箱体(5)在停留处的停留时间通过计时器控制。
10.根据权利要求8所述的一种矿井内智能除尘***的使用方法，其特征在于：当矿井内灰尘量超过设定灰尘量峰值时，警报器开始报警，并通过通信模块将主控器接收到的信号传输到地面控制台。
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