CN114109466A - 一种煤矿井下供风供水综合系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿井下配套设施技术领域，特别涉及一种能够满足煤矿井下实现安全用水用风的新系统，尤其是一种煤矿井下供风供水综合系统，包括若干个可拆卸的固定安装在煤矿井下指定地点位置处的供风组件、供水组件，各所述供风组件分别与主风管相连通，在煤矿井下安装有若干个分别与各所述供风组件下相配合的回风管道，各所述供水组件分别与主水管相连通，在各所述供风组件上均安装有一风量控制机构；各所述风量控制机构分别与地上的控制端实现信号连接。本系统通过远程操控可以更好地实现对煤矿井下通风量、通风质量的有效控制，同时可以实现对井下供水的远程遥控，有利于提高井下的管理水平，提高井下生产的安全可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿井下配套设施技术领域，特别涉及一种能够满足煤矿井下实现安全用水用风的新系统，尤其是一种煤矿井下供风供水综合系统。
背景技术
在煤矿井下进行开采时需要在矿井下建造良好的支护巷道以及多个通风点、供水点，以此来满足煤矿井下的安全运行与正常的通风、供水。
一般情况下整个煤矿井下的空间相对较大且井下道路的弯曲分支也相对较多，为满足整个井下的供水、通风需求，现有井下的供风结构以及供水系统通常呈现较为分散的状态，这种分散布局就导致井下的监控工人无法整个井下供风供水系统进行全面的调控与监测，不利于监测监控管理，同时也使得不能及时有效地根据井下环境的变化进行快速有效地调整。
综上可知，现有技术中煤矿的供风供水结构在煤矿井下进行实际工作时存在较大的安全隐患。
为此，本发明特此提供一种煤矿井下供风供水综合系统，用以更好地解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明为解决上述技术问题之一，所采用的技术方案是：一种煤矿井下供风供水综合系统，包括若干个可拆卸的固定安装在煤矿井下指定地点位置处的供风组件、供水组件，各所述供风组件分别与主风管相连通，在煤矿井下安装有若干个分别与各所述供风组件下相配合的回风管道，各所述供水组件分别与主水管相连通，在各所述供风组件上均安装有一风量控制机构；各所述风量控制机构分别与地上的控制端实现信号连接。
在上述任一方案中优选的是，所述主风管的进风端与地面上方相连通，在所述主风管上间隔设置有若干个增程风机，在所述主风管的进风端安装有一净化系统。
在上述任一方案中优选的是，所述净化系统包括固定在地面上的风量净化密封箱，所述风量净化密封箱的进风口与外部相连通，所述风量净化密封箱的出风口与所述主风管的进风口相连通，在所述风量净化密封箱内部安装有一多效过滤净化部件；所述风量净化密封箱的进风口位于所述风量净化密封箱的下部一侧，所述风量净化密封箱的进风口处安装有一鼓风机，所述风量净化密封箱的出风口位于所述风量净化密封箱的顶部。
在上述任一方案中优选的是，所述滤净化部件包括一安装在所述风量净化密封箱的内腔底部的净水池，所述净水池内部装有液体水，在所述净水池的上方的所述风量净化密封箱内自下而上依次间隔固定安装有臭氧过滤网、活性炭层、海绵加湿层，所述海绵加湿层上方的所述风量净化密封箱的空间与所述风量净化密封箱的出风口相连通，在所述海绵加湿层处安装有一与所述风量净化密封箱外部相连通的加水管，各所述加水管上安装有密封塞。
在上述任一方案中优选的是，所述供风组件包括固定在煤矿井下对应的通风位置处的支路风管，所述支路风管的进风端连接在所述主风管上，在所述支路风管的出风端固定安装有一挡风端盖，在所述挡风端盖上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形内出风口。
在上述任一方案中优选的是，所述风量控制机构包括同轴设置在所述挡风端盖外侧的调风转盘，所述调风转盘通过其上的中心轴活动插装在所述挡风端盖的中心孔内，在所述调风转盘的外侧壁上固定套接安装有一环形皮带轮，在所述支路风管的一侧固定安装有调风电机，在所述调风电机的电机轴上固连有一主动皮带轮，所述主动皮带轮与所述环形皮带轮之间通过调节皮带实现配合，在所述调风转盘上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形外出风口，所述调风转盘能够实现对所述挡风端盖的完全封堵；所述调风转盘通过旋转可以实现对所述挡风端盖上的各扇形内出风口的不同程度遮挡；在所述支路风管的内腔的出风端安装有风量流量传感器，所述风量流量传感器、所述调风电机与地上的控制端实现信号连接。
在上述任一方案中优选的是，所述供水组件包括一与所述主水管相连的支路水管，在所述支路水管的出水端固定固定有一流量控制电磁阀，所述流量控制电磁阀与地上控制端信号连接。
在上述任一方案中优选的是，在所述支路水管的内腔的出水端安装有水流流量传感器，所述水流流量传感器与地上的控制端实现信号连接。
在上述任一方案中优选的是，所述控制端包括PLC控制箱，所述PLC控制箱与远程监控设备实现信号连接，所述远程监控设备与所述PLC控制箱及各所述风量控制机构组成三级控制系统来实现对煤矿井下的供风供水的远程智能调控与监控。
在上述任一方案中优选的是，所述远程监控设备包括监控计算机平台、云平台、手机APP中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本系统通过远程操控可以更好地实现对煤矿井下通风量、通风质量的有效控制，同时可以实现对井下供水的远程遥控，有利于提高井下的管理水平，提高井下生产的安全可靠性。
2、整个系统的进风端采用净化系统进行进风的净化，采用多级净化方式实现对进风矿井下的空气的深度净化，有效地保证进入的空气的洁净，有效地保证井下通风质量。
3、井下各处通风时利用风量控制机构的调控可以精确的控制风量无极调节，更好地满足不同工况环境对风量的调节需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部件一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部件并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的风量控制机构的局部放大结构示意图。
图3为本发明的挡风端盖的结构示意图。
图4为本发明的调风转盘的结构示意图。
图5为本发明的多效过滤净化部件的放大结构示意图。
图中，1、风量控制机构；2、供水组件；3、主风管；4、回风管道；5、主水管；6、净化系统；7、控制端；8、增程风机；9、风量净化密封箱；11、鼓风机；12、净水池；13、臭氧过滤网；14、活性炭层；15、海绵加湿层；16、加水管；17、密封塞；18、支路风管；19、挡风端盖；20、扇形内出风口；21、调风转盘；22、中心轴；23、环形皮带轮；24、调风电机；25、主动皮带轮；26、调节皮带；27、扇形外出风口；28、支路水管；29、流量控制电磁阀。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体结构如图1-5中所示，一种煤矿井下供风供水综合系统，包括若干个可拆卸的固定安装在煤矿井下指定地点位置处的供风组件、供水组件2，各所述供风组件分别与主风管3相连通，在煤矿井下安装有若干个分别与各所述供风组件下相配合的回风管道4，各所述供水组件2分别与主水管5相连通，在各所述供风组件上均安装有一风量控制机构1；各所述风量控制机构1分别与地上的控制端7实现信号连接。
整个系统在井下设置多个供风组件、供水组件2，可以有效地保证井下多工位处可以满足通风调风、供水水量的调节，有效地保证通风供水的调节可以根据井下工况的需求进行随时调节，另外在调节时无需逐一下井调节，采用地上远程控制的方式可以更好地保证分散布局的各部件的快速集中调节，更加智能化，便于井下操作管理的高效性。
在上述任一方案中优选的是，所述主风管3的进风端与地面上方相连通，在所述主风管3上间隔设置有若干个增程风机8，在所述主风管3的进风端安装有一净化系统。
在主风管3上间隔设置多个增程风机8的主动作用是为了防止因主风管3过长、存在弯曲造成的风力动力不足的情况，通过各个增程风机8可以实现逐级的提高风速、风力；同时各个增程风机8也均与地上的控制端7实现信号连接，各个增程风机8的控制均由地上控制端7进行调档控制，实际使用的过程中增程风机8的开启数量根据需要进行调节。
在上述任一方案中优选的是，所述净化系统6包括固定在地面上的风量净化密封箱9，所述风量净化密封箱9的进风口与外部相连通，所述风量净化密封箱9的出风口与所述主风管3的进风口相连通，在所述风量净化密封箱9内部安装有一多效过滤净化部件；所述风量净化密封箱9的进风口位于所述风量净化密封箱9的下部一侧，所述风量净化密封箱9的进风口处安装有一鼓风机11，所述风量净化密封箱9的出风口位于所述风量净化密封箱9的顶部。
净化系统工作时主要是开启增程风机8将外部的空气吹入主风管3并实现增程提速，提速后的空气进入风量净化密封箱9后由多效过滤净化部件实现对空气进行多级净化，最终由风量净化密封箱9的出风口的进入主风管3。
在上述任一方案中优选的是，所述滤净化部件包括一安装在所述风量净化密封箱9的内腔底部的净水池12，所述净水池12内部装有液体水，在所述净水池12的上方的所述风量净化密封箱9内自下而上依次间隔固定安装有臭氧过滤网13、活性炭层14、海绵加湿层15，所述海绵加湿层15上方的所述风量净化密封箱9的空间与所述风量净化密封箱9的出风口相连通，在所述海绵加湿层15处安装有一与所述风量净化密封箱9外部相连通的加水管16，各所述加水管16上可拆卸地安装有密封塞17。
在鼓风机11的作用下外部的空气会进入到滤净化部件的净水池12内，然后经过液体水的洗涤后继续向上运动，最终通过臭氧过滤网13、活性炭层14、海绵加湿层15的综合作用实现对空气的净化处理，最终经过净化后的空气进入到主风管3内。
在此设置的加水管16可以通过定期的向海绵加湿层15上增加适量的水来达到进入主风管3之前的微量加湿。
在上述任一方案中优选的是，所述供风组件包括固定在煤矿井下对应的通风位置处的支路风管18，所述支路风管18的进风端连接在所述主风管3上，在所述支路风管18的出风端固定安装有一挡风端盖19，在所述挡风端盖19上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形内出风口20。
供风组件主要是通过各个支路风管18接收来自主风管3的空气流，并通过若干个扇形内出风口20向井下环境中排出。
在上述任一方案中优选的是，所述风量控制机构1包括同轴设置在所述挡风端盖19外侧的调风转盘21，所述调风转盘21通过其上的中心轴22活动插装在所述挡风端盖19的中心孔内，在所述调风转盘21的外侧壁上固定套接安装有一环形皮带轮23，在所述支路风管18的一侧固定安装有调风电机24，在所述调风电机24的电机轴上固连有一主动皮带轮25，所述主动皮带轮25与所述环形皮带轮23之间通过调节皮带26实现配合，在所述调风转盘21上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形外出风口27，所述调风转盘21能够实现对所述挡风端盖19的完全封堵；所述调风转盘21通过旋转可以实现对所述挡风端盖19上的各扇形内出风口20的不同程度遮挡；在所述支路风管18的内腔的出风端安装有风量流量传感器（图中未示出），所述风量流量传感器、所述调风电机24与地上的控制端7实现信号连接。
通过风量流量传感器的检测并反馈的风量流量信息来结合当前的矿井下的通风量需求，进行调控。
在此设置的风量控制机构1可以通过远程控制调风电机24进行适当的旋转，从而由主动皮带轮25通过调节皮带26带动调风转盘21旋转，从而实现将各个扇形内出风口20进行不同程度的旋转裸露，从而实现不同的出风量的控制。
在上述任一方案中优选的是，所述供水组件2包括一与所述主水管5相连的支路水管28，在所述支路水管28的出水端固定固定有一流量控制电磁阀29，所述流量控制电磁阀29与地上控制端7信号连接。
供水组件2通过其上的流量控制电磁阀29可以实现对对应的支路水管28上的出水量的控制。
在上述任一方案中优选的是，在所述支路水管28的内腔的出水端安装有水流流量传感器，所述水流流量传感器（图中未示出）与地上的控制端7实现信号连接。
水流流量传感器可以时刻检测当前的支路水管28的水流量，从而反馈给控制端7，并由控制人员根据当前位置的支路水管28的流量需求进行流量控制电磁阀29的开启力度的控制。
在上述任一方案中优选的是，所述控制端7包括PLC控制箱，所述PLC控制箱与远程监控设备实现信号连接，所述远程监控设备与所述PLC控制箱及各所述风量控制机构1组成三级控制系统来实现对煤矿井下的供风供水的远程智能调控与监控。
在上述任一方案中优选的是，所述远程监控设备包括监控计算机平台、云平台、手机APP中的一种或多种。
本系统中的PLC控制箱、远程监控设备均采用现有控制技术进行控制即可。整个系统通过矿用隔爆兼本安型可编程PLC控制箱实现对各个对应的电机、电动阀门的自动控制，也可以控制相关设备，还可进行远控/就地的转换。
整个系统具有现场可编程、输入/输出点数可扩展、显示操作简便、安全可靠性高等特点，具体操作由对应领域的技术人员进行操作，除能完成阀门的单机控制外，还可通过工业以太网传输接口模块与设置在井下的网络交换机连接，由井上调度中心监控所有电动阀门等被控设备，以及自动控制，最终实现“无人值守”。
各位置点处的反馈数据经过分站的PLC控制器转换后，经由光纤环网传输至地面监控室，在监控室设置网关信号控制箱和监控平台，将各分站信号数据经过网关后传送至监控平台，监控平台采用WINCC组态控制，网关数据同时传送至云平台，通过云平台实现手机APP远程控制。
整个系统自动化程度高，直接接入控制系统，实现远程控制，不需要设置岗位司机，运行安全可靠。不仅能够杜绝供风供水系统的跑冒滴漏，而且能按需分配流量，优化资源配置，减少供风供水量，降低能源消耗，具有较好的经济效益。整个系统在井下设置多个供风组件、供水组件2，可以有效地保证井下多工位处可以满足通风调风、供水水量的调节，有效地保证通风供水的调节可以根据井下工况的需求进行随时调节，另外在调节时无需逐一下井调节，采用地上远程控制的方式可以更好地保证分散布局的各部件的快速集中调节，更加智能化，便于井下操作管理的高效性。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：包括若干个可拆卸的固定安装在煤矿井下指定地点位置处的供风组件、供水组件，各所述供风组件分别与主风管相连通，在煤矿井下安装有若干个分别与各所述供风组件下相配合的回风管道，各所述供水组件分别与主水管相连通，在各所述供风组件上均安装有一风量控制机构；各所述风量控制机构分别与地上的控制端实现信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述主风管的进风端与地面上方相连通，在所述主风管上间隔设置有若干个增程风机，在所述主风管的进风端安装有一净化系统。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述供风组件包括固定在煤矿井下对应的通风位置处的支路风管，所述支路风管的进风端连接在所述主风管上，在所述支路风管的出风端固定安装有一挡风端盖，在所述挡风端盖上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形内出风口。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述风量控制机构包括同轴设置在所述挡风端盖外侧的调风转盘，所述调风转盘通过其上的中心轴活动插装在所述挡风端盖的中心孔内，在所述调风转盘的外侧壁上固定套接安装有一环形皮带轮，在所述支路风管的一侧固定安装有调风电机，在所述调风电机的电机轴上固连有一主动皮带轮，所述主动皮带轮与所述环形皮带轮之间通过调节皮带实现配合，在所述调风转盘上沿其圆周均匀间隔设置有若干个扇形外出风口，所述调风转盘能够实现对所述挡风端盖的完全封堵；所述调风转盘通过旋转可以实现对所述挡风端盖上的各扇形内出风口的不同程度遮挡；在所述支路风管的内腔的出风端安装有风量流量传感器，所述风量流量传感器、所述调风电机与地上的控制端实现信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述供水组件包括一与所述主水管相连的支路水管，在所述支路水管的出水端固定固定有一流量控制电磁阀，所述流量控制电磁阀与地上控制端信号连接。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：在所述支路水管的内腔的出水端安装有水流流量传感器，所述水流流量传感器与地上的控制端实现信号连接。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述控制端包括PLC控制箱，所述PLC控制箱与远程监控设备实现信号连接，所述远程监控设备与所述PLC控制箱及各所述风量控制机构组成三级控制系统来实现对煤矿井下的供风供水的远程智能调控与监控。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿井下供风供水综合系统，其特征在于：所述远程监控设备包括监控计算机平台、云平台、手机APP中的一种或多种。
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