CN207701160U - 一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，包括巷道支架和位于所述巷道支架内部的掘进巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架和两个分别位于前、后两侧的拉杆支架，所述巷道底架的中部铰接有两个分别位于前、后两侧的转动支架，所述巷道底架的一侧铰接有涡轮蜗杆电动式升降机，所述掘进巷道的右端开口且固定在所述巷道底架上，通过涡轮蜗杆电动式升降机能够调整巷道支架的角度，从而模拟掘进巷道不同的倾角，从而模拟上山掘进、平巷掘进和下山掘进三种工作状态。

Description

一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置

技术领域

本实用新型涉及除尘模拟实验器材的技术领域，特别涉及一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置。

背景技术

煤炭是我国能源的主体，在国民经济发展中占重要地位。近些年来随着煤矿开采强度和生产集中度的大幅上升，矿井的产尘能力也随之不断增加，严重制约着煤矿安全生产和职业病危害的防治。矿井粉尘中80%来自采煤工作面和掘进工作面，掘进工作面生产环境有其特殊性，它是一端开口一端封闭的巷道，粉尘在巷道内易于聚集，是井下防尘工作的重点。当局部通风机对其通风时，风流遇工作面折回，携带大量粉尘扩散至整个巷道中，当煤尘达到一定浓度时，不仅为煤尘爆炸提供条件，而且还严重危害了工作人员（尤其是掘进司机）的身体健康。在高浓度粉尘空间中其能见度很低，影响矿井正常生产，同时粉尘会加速井下机械设备磨损，降低设备使用寿命，增加生产成本。为此，研究掘进巷道的粉尘运移和扩散规律以及通风、喷雾降尘效果和参数优化问题，对改善工作面环境，提高掘进巷道除尘效率具有重要理论指导意义。

目前掘进巷道通风除尘规律的研究大多以现场试验为主，这种研究手段受现场测试条件的制约，不能任意改变通风除尘参数。而掘进巷道的仿真实验系统因受其场地环境的限制，无法进行井下不同角度巷道（上山掘进或下山掘进）的通风及喷雾除尘实验，现有实验方法需要进一步改善。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置。

本实用新型的技术方案是：一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，包括巷道支架和位于所述巷道支架内部的掘进巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架和两个分别位于前、后两侧的拉杆支架，所述巷道底架的中部铰接有两个分别位于前、后两侧的转动支架，所述巷道底架的一侧铰接有涡轮蜗杆电动式升降机，所述掘进巷道的右端开口且固定在所述巷道底架上，所述掘进巷道包括位于左端且为平板结构的巷道迎头、两个紧贴所述拉杆支架内侧的巷道侧壁和位于上方的顶板，所述掘进巷道的内部设置有多个均匀地悬挂在所述顶板上的数据采集装置。

优选的，所述掘进巷道的内部设有通风系统，所述通风系统包括连接在位于前侧的巷道侧壁上的送风系统和连接在位于后侧的巷道侧壁上的抽风系统，所述送风系统位于上方，所述抽风系统位于下方，所述送风系统包括位于所述掘进巷道右端的压入式变频风机以及与所述压入式变频风机连接且伸向所述掘进巷道内侧的压风筒，所述抽风系统包括位于所述掘进巷道右端的抽出式变频风机以及与所述抽出式变频风机连接且伸向所述掘进巷道内侧的抽风筒，所述抽风筒的左端连接有吸尘罩、中部连接有湿式除尘器，所述数据采集装置包括温湿度传感器和风速传感器。

优选的，所述掘进巷道的内部设置有多个均匀分布在前、后两侧的滑轮组，所述滑轮组包括若干个安装在所述顶板和所述巷道侧壁上的滑轮，所述送风系统和所述抽风系统分别用滑轮组连接。

优选的，还包括尘源控制装置，所述数据采集装置还包括粉尘浓度传感器，所述尘源控制装置包括漏斗状且带有调节阀的扬尘装置，所述巷道迎头开设多个环形布置的粉尘释放口，所述粉尘释放口配合密封用的盖板，所述盖板通过上方的螺栓连接在所述巷道迎头上，所述扬尘装置与其中一个所述粉尘释放口密封连接。

优选的，还包括喷雾系统，所述喷雾系统包括固定在所述顶板下方的喷雾管路，所述喷雾管路连接有多个均布在前、后两侧的喷嘴，所述喷雾管路的右端连接有压力调节装置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，为研究井下通风及喷雾除尘技术参数的优化提供一种新的实验模拟装置；本实验装置通过涡轮蜗杆电动式升降机模拟掘进巷道不同的倾角，从而模拟上山掘进、平巷掘进和下山掘进三种工作状态，还通过尘源控制装置模拟不同尘源位置以及不同尘源性质条件下的风流及粉尘分布情况；通过改变通风系统的位置及喷雾系统的喷雾压力，进行掘进巷道除尘效果优化，另外，本实验装置中内置的所有生产系统模型，均可根据实际巷道情况进行随意调整，操作方便，大大提高了装置的实用性。

附图说明

图1为巷道支架的结构示意图

图2为本实用新型内部结构的主视示意图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图3的局部放大视图；

图5为数据采集装置的结构示意图；

图6为本实用新型内部结构的俯视示意图；

图中：1.拉杆支架、2.巷道底架、3.转动支架、4.涡轮蜗杆电动式升降机、5.巷道侧壁、6.巷道迎头、601.扬尘装置、602.粉尘释放口、603.盖板、7.压入式变频风机、8.压风筒、9.抽出式变频风机、10.湿式除尘器、11.抽风筒、12.吸尘罩、13.数据采集装置、1301.温湿度传感器、1302.风速传感器、1303.粉尘浓度传感器、14.滑轮、15.顶板、16.喷雾管路、17.喷嘴、18.压力调节装置。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式参见图1-6：

本实用新型主要揭露一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，以下文中所对照的图式，主要表达与本实用新型特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先说明。

一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，如图1-6，包括巷道支架和位于所述巷道支架内部的掘进巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架2和两个分别位于前、后两侧的拉杆支架1，所述巷道底架2的中部铰接有两个分别位于前、后两侧的转动支架43，所述巷道底架2的一侧铰接有涡轮蜗杆电动式升降机，所述掘进巷道的右端开口且固定在所述巷道底架2上，所述掘进巷道包括位于左端且为平板结构的巷道迎头6、两个紧贴所述拉杆支架1内侧的巷道侧壁5和位于上方的顶板15，所述掘进巷道的内部设置有多个均匀地悬挂在所述顶板15上的数据采集装置13；所述掘进巷道的内部设有通风系统，所述通风系统包括连接在位于前侧的巷道侧壁5上的送风系统和连接在位于后侧的巷道侧壁5上的抽风系统，所述送风系统位于上方，所述抽风系统位于下方，所述送风系统包括位于所述掘进巷道右端的压入式变频风机7以及与所述压入式变频风机7连接且伸向所述掘进巷道内侧的压风筒8，所述抽风系统包括位于所述掘进巷道右端的抽出式变频风机9以及与所述抽出式变频风机9连接且伸向所述掘进巷道内侧的抽风筒11，所述抽风筒11的左端连接有吸尘罩12、中部连接有湿式除尘器10，所述数据采集装置13包括温湿度传感器1301和风速传感器1302，通过涡轮蜗杆电动式升降机能够调整巷道支架的角度，从而模拟掘进巷道不同的倾角，从而模拟上山掘进、平巷掘进和下山掘进三种工作状态，通过送风系统和抽风系统能够模拟巷道内通风效果，而且分别采用压入式变频风机7和抽出式变频风机9能够改变风力大小，以便模拟出最佳的通风效果，为了方便模拟不同的通风位置，在掘进巷道的内部设置多个均匀分布在前、后两侧的滑轮组，所述滑轮组包括若干个安装在所述顶板15和所述巷道侧壁5上的滑轮14，所述送风系统和所述抽风系统分别用滑轮组连接，从图3及图4可以得出抽风系统通过抽风筒11与滑轮组连接、送风系统通过压风筒8与滑轮组连接，如图3，抽风筒11通过穿过滑轮组中滑轮14的吊绳吊起；如图3和4，压风筒8也通过穿过对应位置滑轮组中滑轮14的吊绳吊起；

该实验装置还包括尘源控制装置，数据采集装置13还包括粉尘浓度传感器1303，所述尘源控制装置包括漏斗状且带有调节阀的扬尘装置601，所述巷道迎头6开设多个环形布置的粉尘释放口602，所述粉尘释放口602配合密封用的盖板603，所述盖板603通过上方的螺栓连接在所述巷道迎头上，所述扬尘装置601与其中一个所述粉尘释放口602密封连接，调节阀能够调节粉尘的释放量，多个粉尘释放口602还能够调节粉尘的释放位置；

该实验装置还包括喷雾系统，所述喷雾系统包括固定在所述顶板15下方的喷雾管路16，所述喷雾管路16连接有多个均布在前、后两侧的喷嘴17，所述喷雾管路16的右端连接有压力调节装置18，通过喷雾系统提高除尘效果，调节喷雾压力能够模拟出最佳除尘效果下的喷雾压力。

可调式的掘进巷道通风及喷雾降尘相似模拟实验采用如下步骤：

（1）检查巷道迎头6上处于未使用状态的粉尘释放口602是否封闭，确定巷道不漏风的情况下开始实验，根据特定实验要求通过滑轮组调节压风筒8和抽风筒11的高度至所需位置，将足量实验粉尘置于扬尘装置601内，通过调节阀调节至设定流量；

（2）启动压入式变频风机7，调节压入式变频风机7参数，使掘进巷道相似实验模型内风量及风速与煤矿工作面实际状况满足相似比，待系统运行稳定后，开启温湿度传感器1301及风流监测装置，监测掘进巷道不同位置处环境参数和风流流速，开启粉尘控制装置，粉尘流出后受风流携带作用沿巷道运移，开启粉尘浓度传感器1303，监测掘进巷道内不同位置处的粉尘浓度，研究压入式通风方式粉尘运移规律；

（4）启动抽出式变频风机9，调节抽出式变频风机9参数，使掘进巷道相似实验模型内风量及风速与煤矿工作面实际状况满足相似比，待系统运行稳定后，开启温湿度传感器1301及风流监测装置，监测掘进巷道不同位置处环境参数和风流流速，开启粉尘控制装置，粉尘流出后受风流携带作用沿巷道运移，开启粉尘浓度传感器1303，监测掘进巷道内不同位置处的粉尘浓度，研究抽出式通风方式粉尘运移规律；

（5）同时开启压入式变频风机7和抽出式变频风机9，分别调节压入式变频风机7和抽出式变频风机9的参数，使掘进巷道相似实验模型内风量及风速与煤矿工作面实际状况满足相似比，待系统运行稳定后，开启温湿度传感器1301及风流监测装置，监测掘进巷道不同位置处环境参数和风流流速，开启粉尘控制装置，粉尘流出后受风流携带作用沿巷道运移，开启粉尘浓度传感器1303，监测掘进巷道内不同位置处的粉尘浓度，研究混合式通风情况下巷道内风流—粉尘变化规律。

（6）通过调节涡轮蜗杆的长度改变巷道倾角，重复步骤1-5，研究不同巷道倾角条件下的风流—粉尘变化规律。

（7）改变风机工况参数，调节压风筒8和抽风筒11的位置，重复步骤1-5，研究不同巷道环境及通风参数下的通风降尘效果。

（8）开启喷雾装置，利用压力调节装置18改变喷雾压力，重复步骤1-5，监测喷雾除尘后掘进巷道内不同位置处的粉尘浓度，研究不同喷雾参数的降尘效果。

Claims (5)

1.一种角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，其特征在于，包括巷道支架和位于所述巷道支架内部的掘进巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架和两个分别位于前、后两侧的拉杆支架，所述巷道底架的中部铰接有两个分别位于前、后两侧的转动支架，所述巷道底架的一侧铰接有涡轮蜗杆电动式升降机，所述掘进巷道的右端开口且固定在所述巷道底架上，所述掘进巷道包括位于左端且为平板结构的巷道迎头、两个紧贴所述拉杆支架内侧的巷道侧壁和位于上方的顶板，所述掘进巷道的内部设置有多个均匀地悬挂在所述顶板上的数据采集装置。

2.根据权利要求1所述的角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，其特征在于，所述掘进巷道的内部设有通风系统，所述通风系统包括连接在位于前侧的巷道侧壁上的送风系统和连接在位于后侧的巷道侧壁上的抽风系统，所述送风系统位于上方，所述抽风系统位于下方，所述送风系统包括位于所述掘进巷道右端的压入式变频风机以及与所述压入式变频风机连接且伸向所述掘进巷道内侧的压风筒，所述抽风系统包括位于所述掘进巷道右端的抽出式变频风机以及与所述抽出式变频风机连接且伸向所述掘进巷道内侧的抽风筒，所述抽风筒的左端连接有吸尘罩、中部连接有湿式除尘器，所述数据采集装置包括温湿度传感器和风速传感器。

3.根据权利要求2所述的角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，其特征在于，所述掘进巷道的内部设置有多个均匀分布在前、后两侧的滑轮组，所述滑轮组包括若干个安装在所述顶板和所述巷道侧壁上的滑轮，所述送风系统和所述抽风系统分别用滑轮组连接。

4.根据权利要求2或3所述的角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，其特征在于，还包括尘源控制装置，所述数据采集装置还包括粉尘浓度传感器，所述尘源控制装置包括漏斗状且带有调节阀的扬尘装置，所述巷道迎头开设多个环形布置的粉尘释放口，所述粉尘释放口配合密封用的盖板，所述盖板通过上方的螺栓连接在所述巷道迎头上，所述扬尘装置与其中一个所述粉尘释放口密封连接。

5.根据权利要求4所述的角度、通风、尘源可调的掘进巷道除尘模拟实验装置，其特征在于，还包括喷雾系统，所述喷雾系统包括固定在所述顶板下方的喷雾管路，所述喷雾管路连接有多个均布在前、后两侧的喷嘴，所述喷雾管路的右端连接有压力调节装置。