CN108266220B - 一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，打开电源启动阀使采煤机开启割煤工作，信号集成器Ⅰ控制电磁阀Ⅰ、变频电源开关、水压传感器、流量传感器开启，信号集成器Ⅰ通过调节变频电源开关来调节采煤机内外喷雾装置所需要的水量及压力，使采煤机内外喷雾装置形成较好的水雾来高效降尘。采煤机割煤信号传至信号集成器Ⅱ，在采煤机割煤信号与液压传感器信号同时具备的条件下，电磁阀Ⅱ控制的五架喷雾同时开启，电磁阀Ⅰ打开2min后自动关闭，同时上风侧紧邻的电磁阀Ⅱ开启，对所产粉尘进行全方位的水雾覆盖。该系统能有效对产尘源进行实时水雾覆盖，避免因喷雾不及时造成的粉尘飘散，同时提高水雾利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于煤矿井下综采工作面的降尘系统，具体是一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，属于矿井粉尘防治技术领域。
背景技术
煤炭作为中国主要的能源，大部分为井下开采，随着井下综采机械化水平的提高，其产尘量大幅度增加，特别是悬浮于工作环境中的7.07um以下呼吸性粉尘，使得综采工作面环境日趋恶劣，且呼吸性粉尘能沉积于肺泡，对人体危害很大，给井下职工的身心健康带来了严重威胁。
目前，煤矿井下综采工作面主要产尘源为采煤机割煤产尘，为治理尘源，普遍采用采煤机内外喷雾与架间喷雾相结合的方式，但以上喷雾装置一般采用人为控制其开关，无法实现自动喷雾，往往会造成在采煤机割煤过程中，由于采煤机内外喷雾与综采支护架架间喷雾未及时开启情况的发生，而导致大量粉尘飘散到风流中，影响工作环境。
近年来针对这一问题，有采用红外线发射、接收装置来定位采煤机位置，进而自动控制采煤机附近综采支护架喷雾的技术，如中国实用新型专利2010年5月12日公开的一种公开号为CN201460957U的“矿用采煤机尘源智能跟踪喷雾降尘系统”，然而该红外发射及接收装置很容易受到外界的影响，如粉尘沉积覆盖在红外发射与接收装置上，以及人员阻挡红外发射与接收装置等，而使其无法正常开启综采支护架喷雾。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，该系统操作简单，便于维修，能有效对产尘源进行实时水雾覆盖，避免由于喷雾不及时造成的粉尘飘散，同时能够提高水雾利用率，避免水量的浪费。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，包括进水管，进水管通过水质过滤器连接三通的一端，三通的另外两个端口分别连接采煤机内外喷雾控制系统的采煤机喷雾供水管路的一端、液压综采支护架架间喷雾控制系统的综采支护架进水管的一端；所述的采煤机内外喷雾控制系统还包括电磁阀Ⅰ、水箱、高压泵、变频电源开关、水压传感器、流量传感器、电源启动阀、信号集成器Ⅰ和采煤机内外喷雾装置，液压综采支护架架间喷雾控制系统还包括信号集成器Ⅱ、中转信号集成器、电磁阀Ⅱ、液压传感器、液压胶管、护帮板和喷雾装置，
所述的采煤机喷雾供水管路的另一端分别连接水箱、电磁阀Ⅰ的一端，水箱的另一端通过管路连接高压泵的一端，高压泵的另一端通过管路连接采煤机内外喷雾装置；电磁阀Ⅰ的另一端通过光纤连接信号集成器Ⅰ的一端，信号集成器Ⅰ的另一端分别通过光纤连接变频电源开关的一端、水压传感器的一端、流量传感器的一端、电源启动阀的一端、信号集成器Ⅱ的一端，变频电源开关的另一端连接高压泵，水压传感器的另一端、流量传感器的另一端依次连接在高压泵与采煤机电器系统连接的管路上，电源启动阀的另一端连接采煤机电器系统；信号集成器Ⅱ的另一端通过光纤连接中转信号集成器的一端，中转信号集成器的另一端分别通过光纤连接液压传感器、电磁阀Ⅱ的一端，所述的液压传感器安装在控制护帮板开启的液压胶管上；电磁阀Ⅱ的另一端连接在与综采支护架进水管连接的管路上，电磁阀Ⅱ控制与其连接的管路上的喷雾装置。
作为本发明的进一步改进，电磁阀Ⅱ控制至少一个喷雾装置。
作为本发明的进一步改进，所述的电磁阀Ⅱ与液压传感器安装在同一个综采支护架上。
作为本发明的进一步改进，水压传感器、流量传感器、电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ能承受的水压范围为10-15Mpa，所述的液压传感器能承受的压力范围为40-50Mpa。
作为本发明的进一步改进，水质过滤器、三通、水箱、高压泵、采煤机内外喷雾装置、喷雾装置两端均设有快速接头。
作为本发明的进一步改进，采煤机喷雾供水管路、综采支护架进水管、管路均为耐压胶管。
作为本发明的进一步改进，电磁阀Ⅰ、变频电源开关、水压传感器、流量传感器、电源启动阀、信号集成器Ⅰ、信号集成器Ⅱ、中转信号集成器、电磁阀Ⅱ为防爆型。
与现有技术相比，本发明液压综采支护架架间喷雾控制系统安装在护帮板液压胶管上的液压传感器，通过感知护帮板支撑力的大小来控制综采支护架架间喷雾，实现采煤机割煤时下风侧架间喷雾的自动开启，对风流中飘散粉尘进行及时地二次水雾捕捉，其液压传感器、电磁阀、中转信号集成器、信号集成器构成的自动控制系统，根据采煤机割煤前进的速度，实现下风侧架间喷雾在开启0-5min后自动关闭，具体时间可以调节，防止喷雾水量的浪费。本发明操作简单，便于维修，可以实现随采煤机开停而自动喷雾，对采煤机割煤滚筒做到及时喷雾封闭降尘，同时控制液压综采支护架架间喷雾控制系统在采煤机下风侧形成水雾帘，高效沉降采煤机割煤时所产生的粉尘，实现了对综采面采煤机割煤主要产尘点的一体化自动喷雾控制，能有效对产尘源进行实时水雾覆盖，避免由于喷雾不及时造成的粉尘飘散，提高了水雾降尘效率，避免水量的浪费。
附图说明
图1是本发明的工作原理示意图。
图中：1、进水管，2、水质过滤器，3、三通，4、采煤机喷雾供水管路，5、电磁阀Ⅰ，6、水箱，7、高压泵，8、变频电源开关，9、水压传感器，10、流量传感器，11、采煤机电器系统，12、采煤机内外喷雾装置，13、电源启动阀，14、信号集成器Ⅰ，15、综采支护架进水管，16、信号集成器Ⅱ，17、中转信号集成器，18、光纤，19、电磁阀Ⅱ，20、液压传感器，21、液压胶管，22、液压支柱，23、护帮板，24、喷雾装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，包括进水管1，进水管1通过水质过滤器2连接三通3的一端，三通3的另外两个端口分别连接采煤机内外喷雾控制系统的采煤机喷雾供水管路4的一端、液压综采支护架架间喷雾控制系统的综采支护架进水管15的一端；所述的采煤机内外喷雾控制系统包括还电磁阀Ⅰ5、水箱6、高压泵7、变频电源开关8、水压传感器9、流量传感器10、电源启动阀13、信号集成器Ⅰ14和采煤机内外喷雾装置12，液压综采支护架架间喷雾控制系统还包括信号集成器Ⅱ16、中转信号集成器17、电磁阀Ⅱ19、液压传感器20、液压胶管21、护帮板23和喷雾装置24，
所述的采煤机喷雾供水管路4的另一端分别连接水箱6、电磁阀Ⅰ5的一端，水箱6的另一端通过管路连接高压泵7的一端，高压泵7的另一端通过管路连接采煤机内外喷雾装置12，进水管1与高压泵7之间采用水箱6连接，由于煤矿井下静压水管水压不稳定，如果直接将进水管4连接在高压泵7上，容易导致高压泵7的损坏，水箱6起到了调节水压的作用，使进水管1中的水压在水箱6中变为零，接着采用高压泵7加压使压力增加至采煤机内外喷雾装置12所需的稳定压力；电磁阀Ⅰ5的另一端通过光纤18连接信号集成器Ⅰ14的一端，信号集成器Ⅰ14的另一端分别通过光纤18连接变频电源开关8的一端、水压传感器9的一端、流量传感器10的一端、电源启动阀13的一端、信号集成器Ⅱ16的一端，变频电源开关8的另一端连接高压泵7，水压传感器9的另一端、流量传感器10的另一端依次连接在高压泵7与采煤机电器系统11连接的管路上，电源启动阀13的另一端连接采煤机电器系统11；信号集成器Ⅱ16的另一端通过光纤18连接中转信号集成器17的一端，中转信号集成器17的另一端分别通过光纤18连接液压传感器20、电磁阀Ⅱ19的一端，所述的液压传感器20安装在控制护帮板23开启的液压胶管21上；电磁阀Ⅱ19的另一端连接在与综采支护架进水管15连接的管路上，电磁阀Ⅱ19控制与其连接的管路上的喷雾装置24。
所述的电磁阀Ⅱ19控制至少一个喷雾装置24。
电磁阀Ⅱ19与液压传感器20安装在同一个综采支护架上。
水压传感器9、流量传感器10、电磁阀Ⅰ5、电磁阀Ⅱ19能承受的水压范围为10-15Mpa，所述的液压传感器20能承受的压力范围为40-50Mpa。
为了便于各个部件之间的快速安装与拆卸，在水质过滤器2、三通3、水箱6、高压泵7、采煤机内外喷雾装置12、喷雾装置24的两端均设有快速接头。
为了提高整个系统的使用寿命，将采煤机喷雾供水管路4、综采支护架进水管15、管路均优选使用耐压胶管，将电磁阀Ⅰ5、变频电源开关8、水压传感器9、流量传感器10、电源启动阀13、信号集成器Ⅰ14、信号集成器Ⅱ16、中转信号集成器17、电磁阀Ⅱ19均优选选用防爆型产品。
所述信号集成器Ⅱ16设置有顺风割煤与逆风割煤情况下控制液压综采支护架架间喷雾控制系统的两套程序，具体如下：
工作过程一：
在顺风割煤过程中，信号集成器Ⅱ16启用顺风割煤来控制液压综采支护架架间喷雾控制系统的程序，同时调整采煤机顺风侧割煤滚筒位置，使其距离下风侧最近的综采支护架电磁阀Ⅱ19有五架综采支护架的距离，打开电源启动阀13使采煤机开启割煤工作，其电信号传输至信号集成器Ⅰ14、信号集成器Ⅱ16，信号集成器Ⅰ14控制电磁阀Ⅰ5、变频电源开关8、水压传感器9、流量传感器10同时开启，并且结合水压传感器9、流量传感器10显示的数值，信号集成器Ⅰ14通过调节变频电源开关8来调节采煤机内外喷雾装置12所需要的水量及压力，使采煤机内外喷雾装置12形成较好的水雾来高效降尘。采煤机割煤信号传至信号集成器Ⅱ16，同时安装在护帮板23液压支柱上的压力传感器20在感知液压支柱22上的压力减少幅度超过20Mpa后其信号经中转信号集成器17传至信号集成器Ⅱ16，在采煤机割煤信号与液压传感器20信号两者同时具备的条件下，电磁阀Ⅱ19所控制的五架喷雾同时开启，其开启时间在2min后自动关闭(开启时间根据采煤机割煤通过五架支架的时间而定)。在采煤机内外喷雾装置12与下风侧综采支护架五架喷雾同时作用下，对所产粉尘进行全方位的水雾覆盖，大幅度减少风流中的粉尘浓度。
工作过程二：
在逆风割煤过程中，信号集成器Ⅱ16启用逆风割煤来控制液压综采支护架架间喷雾控制系统的程序，同时调整采煤机逆风侧割煤滚筒位置，使其距离下风侧最近的综采支护架电磁阀Ⅱ19有五架综采支护架的距离，打开电源启动阀13使采煤机开启割煤工作，其电信号传输至信号集成器Ⅰ14、信号集成器Ⅱ16，信号集成器Ⅰ14控制电磁阀Ⅰ5、变频电源开关8、水压传感器9、流量传感器10同时开启，并且结合水压传感器9、流量传感器10显示的数值，信号集成器Ⅰ14通过调节变频电源开关8来调节采煤机内外喷雾装置12所需要的水量及压力，使采煤机内外喷雾装置12形成较好的水雾来高效降尘。采煤机割煤信号传至信号集成器Ⅱ16，同时安装在护帮板23液压支柱上的压力传感器20在感知液压支柱22上的压力减少幅度超过20Mpa后其信号经中转信号集成器17传至信号集成器Ⅱ16，在采煤机割煤信号与液压传感器20信号两者同时具备的条件下，电磁阀Ⅱ19所控制的五架喷雾同时开启，电磁阀Ⅰ5打开2min以后自动关闭，同时上风侧紧邻的电磁阀Ⅱ19开启，依次类推，保证采煤机内外喷雾装置12与下风侧综采支护架五架喷雾同时作用下，对所产粉尘进行全方位的水雾覆盖，大幅度减少风流中的粉尘浓度。
Claims (7)
1.一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，包括进水管(1)，进水管(1)通过水质过滤器(2)连接三通(3)的一端，三通(3)的另外两个端口分别连接采煤机内外喷雾控制系统的采煤机喷雾供水管路(4)的一端、液压综采支护架架间喷雾控制系统的综采支护架进水管(15)的一端；其特征在于，所述的采煤机内外喷雾控制系统还包括电磁阀Ⅰ(5)、水箱(6)、高压泵(7)、变频电源开关(8)、水压传感器(9)、流量传感器(10)、电源启动阀(13)、信号集成器Ⅰ(14)和采煤机内外喷雾装置(12)，液压综采支护架架间喷雾控制系统还包括信号集成器Ⅱ(16)、中转信号集成器(17)、电磁阀Ⅱ(19)、液压传感器(20)、液压胶管(21)、护帮板(23)和喷雾装置(24)，
所述的采煤机喷雾供水管路(4)的另一端分别连接水箱(6)、电磁阀Ⅰ(5)的一端，水箱(6)的另一端通过管路连接高压泵(7)的一端，高压泵(7)的另一端通过管路连接采煤机内外喷雾装置(12)；电磁阀Ⅰ(5)的另一端通过光纤(18)连接信号集成器Ⅰ(14)的一端，信号集成器Ⅰ(14)的另一端分别通过光纤(18)连接变频电源开关(8)的一端、水压传感器(9)的一端、流量传感器(10)的一端、电源启动阀(13)的一端、信号集成器Ⅱ(16)的一端，变频电源开关(8)的另一端连接高压泵(7)，水压传感器(9)的另一端、流量传感器(10)的另一端依次连接在高压泵(7)与采煤机电器系统(11)连接的管路上，电源启动阀(13)的另一端连接采煤机电器系统(11)；信号集成器Ⅱ(16)的另一端通过光纤(18)连接中转信号集成器(17)的一端，中转信号集成器(17)的另一端分别通过光纤(18)连接液压传感器(20)、电磁阀Ⅱ(19)的一端，所述的液压传感器(20)安装在控制护帮板(23)开启的液压胶管(21)上；电磁阀Ⅱ(19)的另一端连接在与综采支护架进水管(15)连接的管路上，电磁阀Ⅱ(19)控制与其连接的管路上的喷雾装置(24)。
2.根据权利要求1所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，所述的电磁阀Ⅱ(19)控制至少一个喷雾装置(24)。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，所述的电磁阀Ⅱ(19)与液压传感器(20)安装在同一个综采支护架上。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，水压传感器(9)、流量传感器(10)、电磁阀Ⅰ(5)、电磁阀Ⅱ(19)能承受的水压范围为10-15Mpa，所述的液压传感器(20)能承受的压力范围为40-50Mpa。
5.根据权利要求3所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，所述的水质过滤器(2)、三通(3)、水箱(6)、高压泵(7)、采煤机内外喷雾装置(12)、喷雾装置(24)两端均设有快速接头。
6.根据权利要求4所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，所述的采煤机喷雾供水管路(4)、综采支护架进水管(15)、管路均为耐压胶管。
7.根据权利要求5所述的一种用于煤矿井下综采工作面喷雾联动一体化降尘系统，其特征在于，所述的电磁阀Ⅰ(5)、变频电源开关(8)、水压传感器(9)、流量传感器(10)、电源启动阀(13)、信号集成器Ⅰ(14)、信号集成器Ⅱ(16)、中转信号集成器(17)、电磁阀Ⅱ(19)为防爆型。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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