一种井下巷道自动化降尘喷雾系统的制作方法

专利2025-12-10  20


本技术涉及煤矿通风及粉尘防治,具体为一种井下巷道自动化降尘喷雾系统。


背景技术:

1、煤矿开采过程中,因机械、应力或采动破坏影响,煤体破碎呈颗粒状、粉末状后,在风流影响下会在巷道中形成大小颗粒不等的煤尘,因粉尘粒径大小不同可将粉尘分为总粉尘和呼吸性粉尘。因粉尘对人体伤害性大,对人体的尘肺等奇怪造成不可逆损伤,故被称之为煤矿“五害”之一。

2、为了在保证煤炭安全开采的前提下,实现对现场作业人员的身心健康保护,普遍采用喷雾降尘设施,具体主动降尘措施和被动降尘措施,主动降尘措施包括:安设粉尘传感器33、煤层注水、巷道洒水除尘、泡沫降尘等;被动降尘措施包括:皮带转载点喷雾、采煤支架喷雾、采煤机/掘进机的机头喷雾、巷道内安设降尘喷雾等。目前,煤矿采用最有效、应用最广的降尘措施为巷道降尘喷雾,该方法虽能大面积对巷道内粉尘及时去除,免除微小颗粒粉尘对作业人员的身体伤害,但该措施是在煤炭生产作业时持续喷洒,不管巷道内粉尘是否达到或超过《煤矿安全规程》规定的0.3mg/m3标准。持续性喷雾洒水会造成巷道潮湿、作业人员衣服和工具受潮,造成作业现场标准化恶化、作业工人风湿病等负面效果。因此,该措施是粉尘超标时才开启降尘喷雾,而粉尘是否超标是通过粉尘传感器判断。当粉尘传感器检测到作业场所粉尘超标后,才会开启巷道内设置的喷雾降尘装置。可见,该种方法仍存在需设置专人监测粉尘传感器数值、操作喷雾降尘装置开停的操作人员,且粉尘监控系统和喷雾降尘系统为两个独立运行系统,存在滞后和除尘效率低等问题。


技术实现思路

1、本实用新型为了解决煤炭生产作业过程中因粉尘超标且无法实现自动化操作的问题,针对现有降尘设备降尘效率低、配备专门操作人员等问题,提供了一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,包括供水系统、供电线路、和控制系统。供水系统末端设置有若干个喷嘴;供电线路为供水系统和控制系统供电;控制系统对采掘工作面内粉尘浓度和喷淋区域(喷嘴喷出的细雾状水幕所覆盖的区域)有无作业人员或设备进行检测,并控制喷嘴喷水动作。

2、所述供水系统包括依次连接的消防水池、加压水泵、主供水管路、分支供水管路、次分支供水管路和巷道喷淋管路,加压水泵和消防水池设置于地面,加压水泵将地面消防水池中的洁净水经主供水管路传输至井下,再由分支供水管路传输至各采区,最后由次分支供水管路传输至各采掘工作面的巷道喷淋管路,若干个喷嘴设置于巷道喷淋管路末端。

3、所述供电线路分为主回路和控制回路;主回路提供127v交流电,控制回路提供12v直流电。

4、所述次分支供水管路设置有电动球形阀,电动球形阀由主回路供电并由控制系统控制开、闭,实现对巷道喷淋管路的供水控制。

5、所述控制系统由控制回路供电,包括与电动球形阀电连接的控制器和均与控制器电连接的红外传感器、粉尘传感器;红外传感器能够检测喷淋区域是否有作业人员或设备;粉尘传感器能够检测采掘工作面内的粉尘浓度;控制器能够接收并处理红外传感器、粉尘传感器发出的信号,能够控制电动球形阀开启和关闭。

6、所述巷道喷淋管路固定敷设于巷道顶板并与巷道走向垂直布置,主供水管路、分支供水管路和次分支供水管路敷设在巷道一侧。

7、所述喷嘴的朝向与巷道的风流流向一致,与巷道顶板夹角30°-45°。

8、所述主供水管路为直径108mm-300mm的金属管路,分支供水管路为直径50mm-80mm的金属管路,次分支供水管路为直径30mm-50mm的金属管路,巷道喷淋管路为直径15mm-30mm的金属管路,主供水管路中的供水压力不低于1.0mpa-1.5mpa,分支供水管路、次分支供水管路、巷道喷淋管路末端的供水压力不低于0.5mpa。

9、所述红外传感器在喷淋区域的上风侧和下风侧各设置一个,共两个红外传感器,红外传感器固定在巷道煤壁上,设置高度距巷道底板1.5m-2.0m,固定点距巷道喷淋管路水平距30m-50m;所述粉尘传感器设置在采掘工作面下风流一侧的巷道顶板上,内部设置有蜂鸣报警器。

10、本实用新型通过一种井下巷道自动化降尘喷雾系统实现对现场作业场所粉尘进行自动控制,采用粉尘传感器对采掘工作面内粉尘浓度实时监测,超过粉尘浓度阈值时进行自动化除尘作业,实现粉尘检测与喷雾降尘联动操作无人自动化控制,提升井下煤尘降除效率。同时,在巷道喷雾装置两侧设置红外传感器,对通过喷淋区域的人员或设备进行实时监测,当有人员或设备进入喷淋区域时,自动停止喷水,保证人员和设备安全,人员或设备离开喷淋区域时启动喷水,提高了现场作业人员或设备通过喷雾降尘区域的安全性。



技术特征:

1.一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:包括供水系统(1)、供电线路(2)、和控制系统(3),供水系统1末端设置有若干个喷嘴(17);供电线路(2)为供水系统(1)和控制系统(3)供电;控制系统(3)对采掘工作面(4)内粉尘浓度和喷淋区域有无作业人员进行检测,并控制喷嘴(17)喷水动作;所述供水系统(1)包括依次连接的消防水池(12)、加压水泵(11)、主供水管路(13)、分支供水管路(14)、次分支供水管路(15)和巷道喷淋管路(16),加压水泵(11)和消防水池(12)设置于地面,加压水泵(11)将地面消防水池(12)中的洁净水经主供水管路(13)传输至井下,再由分支供水管路(14)传输至各采区(5),最后由次分支供水管路(15)传输至各采掘工作面(4)的巷道喷淋管路(16),若干个喷嘴(17)设置于巷道喷淋管路(16)末端。

2.根据权利要求1所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:所述供电线路(2)分为主回路(21)和控制回路(22);主回路(21)提供127v交流电,控制回路(22)提供12v直流电。

3.根据权利要求2所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:所述次分支供水管路(15)设置有电动球形阀(18),电动球形阀(18)由主回路(21)供电并由控制系统(3)控制开、闭,实现对巷道喷淋管路(16)的供水控制。

4.根据权利要求2所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:所述控制系统(3)由控制回路(22)供电,包括与电动球形阀(18)电连接的控制器(31)和均与控制器(31)电连接的红外传感器(32)、粉尘传感器(33);红外传感器(32)能够检测喷淋区域是否有作业人员;粉尘传感器(33)能够检测采掘工作面(4)内的粉尘浓度;控制器(31)能够接收并处理红外传感器(32)、粉尘传感器(33)发出的信号,能够控制电动球形阀(18)开启和关闭。

5.根据权利要求1所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:所述巷道喷淋管路(16)固定敷设于巷道顶板并与巷道走向垂直布置,主供水管路(13)、分支供水管路(14)和次分支供水管路(15)敷设在巷道一侧。

6.根据权利要求1所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:喷嘴(17)的朝向与巷道的风流流向一致,与巷道顶板夹角30°-45°。

7.根据权利要求1所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:主供水管路(13)为直径108mm-300mm的金属管路,分支供水管路(14)为直径50mm-80mm的金属管路,次分支供水管路(15)为直径30mm-50mm的金属管路,巷道喷淋管路(16)为直径15mm-30mm的金属管路,主供水管路(13)中的供水压力不低于1.0mpa-1.5mpa,分支供水管路(14)、次分支供水管路(15)、巷道喷淋管路(16)末端的供水压力不低于0.5mpa。

8.根据权利要求4所述的一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,其特征在于:所述红外传感器(32)在喷淋区域的上风侧和下风侧各设置一个,共两个红外传感器(32),红外传感器(32)固定在巷道煤壁上,设置高度距巷道底板1.5m-2.0m,固定点距巷道喷淋管路(16)水平距30m-50m;所述粉尘传感器(33)设置在采掘工作面(4)下风流一侧的巷道顶板上,内部设置有蜂鸣报警器(34)。


技术总结
本技术涉及煤矿通风及粉尘防治技术领域,具体为一种井下巷道自动化降尘喷雾系统,采用粉尘传感器对采掘工作面内粉尘浓度实时监测,超过粉尘浓度阈值时进行自动化除尘作业,实现粉尘检测与喷雾降尘联动操作的无人自动化控制,提升井下煤尘降除效率。同时,在巷道内设置红外传感器,对通过喷淋区域的人员或设备进行实时监测,当有人员或设备进入喷淋区域时,自动停止喷水,保证人员和设备安全,人员或设备离开喷淋区域时启动喷水,提高了现场作业人员或设备通过喷雾降尘区域的安全性。

技术研发人员:文建东,王斌,张建江,马金魁,田富超,郭怀广
受保护的技术使用者:甘肃靖煤能源有限公司魏家地煤矿分公司
技术研发日:20231214
技术公布日:2024/7/25
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