CN109681255A - 一种矿山井下巷道通风装置及方法 - Google Patents

一种矿山井下巷道通风装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明的一种矿山井下巷道通风装置及方法，装置包括管体，管体包括巷道进风口和巷道出风口，进风口处设有第一风机，出风口处设有第二风机，管体顶部连接有进风管，管体内壁底部设有第一电极板，管体内壁顶部设有第二电极板，第一电极板和第二电极板相对应设置，并分别连接有电源。通风时，经风机与进风管引入的空气经过两电极板吸附杂质后，排出，完全通风，同时实现对空气的过滤净化处理，并能够对巷道内氧气进行自动检测，当氧气过低时自动补充氧气，使巷道内作业安全性大幅提高。

Description

一种矿山井下巷道通风装置及方法
技术领域：
本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种矿山井下巷道通风装置及方法。
背景技术：
采矿是自地壳内和地表开采矿产资源的技术和科学。广义的采矿还包括煤和石油的开采。采矿工业是一种重要的原料工业，金属矿石是冶炼工业的主要原料，非金属矿石是重要的化工原料和建筑材料。
现有的矿山井下巷道需要进行通风处理，传统的通风处理是通过压风机进行处理，往往处理效果一般，由于巷道内存在较多粉尘，通风装置很难清除，而且巷道内有时容易出现氧气过低等情况。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种矿山井下巷道通风装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种矿山井下巷道通风装置，包括管体，所述的管体包括巷道进风口和巷道出风口，所述的巷道进风口处设有第一风机，所述的巷道出风口处设有第二风机，所述的管体顶部连接有进风管，其中：
所述的管体内壁底部设有第一电极板，所述的管体内壁顶部设有第二电极板，所述的第一电极板和第二电极板相对应设置；
所述的第一电极板和第二电极板连接有电源，具体的，所述的第一电极板通过导线连接电源正极，第二电极板通过导线连接电源负极。
所述的第一风机和第二风机外侧均设有过滤网，所述的过滤网为金属网，所述的金属网大小根据风机尺寸设置。
所述的第一风机和第二风机通过螺栓固定在管体内壁上，所述的第一风机和第二风机平行设置。
所述的第一风机和第二风机尺寸与管体内径尺寸相适应。
所述的管体底部对称设置有两个万向轮，方便装置在巷道内移动使用。
所述的管体底部内壁垂直设有支撑板，所述的支撑板设置在第二电极板侧方，所述的支撑板连接有推杆电机，所述的推杆电机输出端连接有移动板，所述的移动板在推杆电机带动下能够在管体长度方向往复移动。
所述的支撑板与推杆电机通过螺栓固定，所述的推杆电机输出端与移动板通过焊接固定。
所述的移动板底部设有方形开口，使移动板形成n字型框架板，所述的移动板内设置有毛刷，所述的毛刷通过弹簧与移动板顶部框架梁连接。
所述的移动板顶部框架梁内侧开设有对称设置的导向槽，所述的导向槽内部滑动连接有导向杆，且导向杆的另一端与毛刷顶部连接，所述的导向杆能够延导向槽上下滑动，在工作过程中通过导向杆16与导向槽的联合作用，增加毛刷工作的的稳定性。
所述的第一电极板与支撑板之间，靠近第一电极板位置设有杂质通孔，便于排出由第一电极板表面清扫出的粉尘等带电荷杂质。
所述的管体连接有蓄氧箱，所述的蓄氧箱底部连接有出气管，所述的出气管穿过管体进入管体内，所述的出气管设置有第一阀门。
所述的管体表面设置有控制箱，所述的控制箱内设有电源和单片机，所述的箱体连接有氧气传感器，所述的单片机输入端和氧气传感器相连接，所述的单片机输入端和第一阀门相连接。
所述的单片机用于读取氧气传感器信号，以判断巷道内是否缺氧，当存在缺氧情况，通过单片机控制第一阀门打开，进行供氧。
所述蓄氧箱的顶端侧壁连接有进气管，进气管上连接有第二阀门。
采用所述的装置，进行矿山井下巷道通风的方法，包括以下步骤：
(1)将第一风机和第二风机设置为风向转向相同，管体外空气通过进风管通入管体内；
(2)启动第一风机和第二风机，在第一风机和第二风机的作用下，巷道内部空气以及由进风管进入的空气均穿过第一电极板和第二电极板之间，使管体内形成气流；
(3)启动电源，对第一电极板和第二电机板进行通电，使第一电极板和第二电极板之间形成电场区域，带有电荷的粉尘颗粒向第一电极板表面移动，落在第一电极板表面，并形成净化后空气，从第二风机出口处排出，输送至巷道内，完成巷道通风。
所述的步骤(1)中，巷道内空气成分主要包括氧气、氮气、金属颗粒、煤尘、岩尘和二氧化碳等，所述的煤尘的浓度大于3.5mg/m3。
所述的步骤(2)中，粉尘颗粒大部分带有负电荷，还包含有小部分带有正电荷粉尘颗粒，带有负电荷的粉尘颗粒移动至第一电机板，带有正电荷的粉尘颗粒移动至第二电极板进行收集。
所述的步骤(3)中，净化后空气中，金属颗粒和岩尘完全去除，煤尘去除率达到90％以上。
所述的通风过程中，当经检测，巷道氧气量过低时，开启蓄氧箱，将氧气流经管体后，输送至巷道内部。
所述的通风过程中，通过启动推杆电机，使其带动移动板移动，移动板带动毛刷对第一电极板表面粉尘颗粒等杂质进行清理，使杂质从杂质通孔排出。
本发明的有益效果：
(1)本发明的矿山井下巷道通风装置通过设置的第一风机、第二风机、过滤网、进风管、第一电极板、第二电极板、推杆电机、移动板以及毛刷之间的配合，能够对巷道进行通风处理，同时能够对巷道内的空气进行过滤净化处理；
(2)本发明的矿山井下巷道通风装置通过设置的氧气传感器、蓄氧箱以及控制箱之间的配合，能够对巷道内氧气进行自动检测，当氧气过低时自动补充氧气，提高了安全性；
(3)采用本发明的通风方法，能够对巷道进行通风处理，同时对巷道内的空气进行过滤净化处理，使烟尘去除率达到90％以上，远低于国家要求的煤尘含量标准。
附图说明：
图1为本发明的一种矿山井下巷道通风装置的结构示意图；
图2为本发明的一种矿山井下巷道通风装置的移动板结构侧视图，其中：1-管体、2-第一风机、3-第二风机、4-过滤网、5-进风管、6-万向轮、7-第一电极板、8-第二电机板、9-支撑板、10-推杆电机、11-移动板、12-方形开口、13-毛刷、14-弹簧、15-导向槽、16-导向杆、17-杂质通孔、18-蓄氧箱、19-控制箱、20-出气管、21-第一阀门、22-氧气传感器、23-第二阀门、24-进气管。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例中采用的单片机型号为80C51，氧气传感器型号为SO-B0-001。
巷道内空气成分主要包括氧气、氮气、金属颗粒、煤尘、岩尘和二氧化碳等，所述的煤尘的浓度大于3.5mg/m3。
一种矿山井下巷道通风装置，其结构示意图如图1所示，包括管体1，所述的管体1包括巷道进风口和巷道出风口，所述的巷道进风口处设有第一风机2，所述的巷道出风口处设有第二风机3，所述的管体1顶部连接有进风管5，其中：
所述的管体1内壁底部设有第一电极板7，所述的管体1内壁顶部设有第二电极板，所述的第一电极板7和第二电极板相对应设置；
所述的第一电极板7通过导线连接电源正极，第二电极板通过导线连接电源负极。
所述的第一风机2和第二风机3外侧均设有过滤网4，所述的过滤网4为金属网，网大小根据风机尺寸设置；
所述的第一风机2和第二风机3通过螺栓固定在管体1内壁上，所述的第一风机2和第二风机3平行设置，尺寸与管体1内径尺寸相适应；
所述的管体1底部对称设置有两个万向轮6，方便装置在巷道内移动使用；
所述的管体1底部内壁垂直设有支撑板9，所述的支撑板9设置在第二电极板侧方，所述的支撑板9连接有推杆电机10，所述的推杆电机10输出端连接有移动板11，所述移动板11的结构侧视图如图2所示，所述的移动板11在推杆电机10带动下能够在管体1长度方向往复移动；
所述的支撑板9与推杆电机10通过螺栓固定，所述的推杆电机10输出端与移动板11通过焊接固定；
所述的移动板11底部设有方形开口12，使移动板11形成n字型框架板，所述的移动板11内设置有毛刷13，所述的毛刷13通过弹簧14与移动板11顶部框架梁连接；
所述的移动板11顶部框架梁内侧开设有对称设置的导向槽15，所述的导向槽15内部滑动连接有导向杆16，且导向杆16的另一端与毛刷13顶部连接，所述的导向杆16能够延导向槽15上下滑动，在工作过程中通过导向杆16与导向槽15的联合作用，增加毛刷13工作的的稳定性；
所述的第一电极板7与支撑板9之间，靠近第一电极板7位置设有杂质通孔17，便于排出由第一电极板7表面清扫出的粉尘等带电荷杂质；
所述的管体1连接有蓄氧箱18，所述的蓄氧箱18底部连接有出气管20，所述的出气管20穿过管体1进入管体1内，所述的出气管20设置有第一阀门21；
所述的管体1表面设置有控制箱19，所述的控制箱19内设有电源和单片机，所述的箱体连接有氧气传感器22，所述的单片机输入端和氧气传感器22相连接，所述的单片机输入端和第一阀门21相连接；
所述的单片机用于读取氧气传感器22信号，以判断巷道内是否缺氧，当存在缺氧情况，通过单片机控制第一阀门21打开，进行供氧；
所述的蓄氧箱18的顶端侧壁连接有进气管24，进气管24上连接有第二阀门23。
采用所述的装置，进行矿山井下巷道通风的方法，包括以下步骤：
(1)将第一风机2和第二风机3设置为风向转向相同，管体1外空气通过进风管5通入管体1内；
(2)启动第一风机2和第二风机3，在第一风机2和第二风机3的作用下，巷道内部空气以及由进风管5进入的空气均穿过第一电极板7和第二电极板之间，使管体1内形成气流；
(3)启动电源，对第一电极板7和第二电机板8进行通电，使第一电极板7和第二电极板之间形成电场区域，粉尘颗粒大部分带有负电荷，还包含有小部分带有正电荷粉尘颗粒，带有负电荷的粉尘颗粒移动至第一电机板，带有正电荷的粉尘颗粒移动至第二电极板进行收集，同时金属颗粒与岩尘被完全收集，并形成净化后空气，从第二风机3出口处排出，输送至巷道内，完成巷道通风，在通风过程中，通过启动推杆电机10，使其带动移动板11移动，移动板11带动毛刷13对第一电极板7表面粉尘颗粒等杂质进行清理，使杂质从杂质通孔17排出，并时时检测巷道氧气量，当氧气量过低时，开启蓄氧箱18，将氧气流经管体1后，输送至巷道内部，经检测，净化后空气中，金属颗粒和岩尘完全去除，煤尘去除率达到90％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，包括管体，所述的管体包括巷道进风口和巷道出风口，所述的巷道进风口处设有第一风机，所述的巷道出风口处设有第二风机，所述的管体顶部连接有进风管，其中：
所述的管体内壁底部设有第一电极板，所述的管体内壁顶部设有第二电极板，所述的第一电极板和第二电极板相对应设置；
所述的第一电极板和第二电极板连接有电源，具体的，所述的第一电极板通过导线连接电源正极，第二电极板通过导线连接电源负极。
2.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，所述的管体底部内壁垂直设有支撑板，所述的支撑板设置在第二电极板侧方，所述的支撑板连接有推杆电机，所述的推杆电机输出端连接有移动板，所述的移动板在推杆电机带动下能够在管体长度方向往复移动。
3.根据权利要求2所述的一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，所述的移动板底部设有方形开口，使移动板形成n字型框架板，所述的移动板内设置有毛刷，所述的毛刷通过弹簧与移动板顶部框架梁连接；所述的移动板顶部框架梁内侧开设有对称设置的导向槽，所述的导向槽内部滑动连接有导向杆，且导向杆的另一端与毛刷顶部连接，所述的导向杆能够延导向槽上下滑动。
4.根据权利要求2所述的一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，所述的第一电极板与支撑板之间，靠近第一电极板位置设有杂质通孔。
5.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，所述的管体连接有蓄氧箱，所述的蓄氧箱底部连接有出气管，所述的出气管穿过管体进入管体内，所述的出气管设置有第一阀门。
6.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道通风装置，其特征在于，所述的管体表面设置有控制箱，所述的控制箱内设有电源和单片机，所述的箱体连接有氧气传感器，所述的单片机输入端和氧气传感器相连接，所述的单片机输入端和第一阀门相连接。
7.采用权利要求1～6任一项所述的装置，进行矿山井下巷道通风的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将第一风机和第二风机设置为风向转向相同，管体外空气通过进风管通入管体内；
(2)启动第一风机和第二风机，在第一风机和第二风机的作用下，巷道内部空气以及由进风管进入的空气均穿过第一电极板和第二电极板之间，使管体内形成气流；
(3)启动电源，对第一电极板和第二电机板进行通电，使第一电极板和第二电极板之间形成电场区域，带有电荷的粉尘颗粒向第一电极板表面移动，落在第一电极板表面，并形成净化后空气，从第二风机出口处排出，输送至巷道内，完成巷道通风。
8.根据权利要求7所述的矿山井下巷道通风的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，巷道内空气成分包括氧气、氮气、金属颗粒、煤尘、岩尘和二氧化碳等，所述的煤尘的浓度大于3.5mg/m3。
9.根据权利要求7所述的矿山井下巷道通风的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，净化后空气中，金属颗粒和岩尘完全去除，煤尘去除率达到90％以上。
10.根据权利要求7所述的矿山井下巷道通风的方法，其特征在于，所述的通风过程中，当经检测，巷道氧气量过低时，开启蓄氧箱，将氧气流经管体后，输送至巷道内部；并通过启动推杆电机，使其带动移动板移动，移动板带动毛刷对第一电极板表面粉尘颗粒等杂质进行清理，使杂质从第二通孔排出。
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