一种煤矿掘进工作面智能除尘装置的制作方法

本发明涉及采煤领域，特别涉及采煤过程中除尘领域。

背景技术：

1、煤炭在开采过程中会产生大量的煤尘，煤尘的存在不仅会对工作人员的身体造成损伤而且可能造成瓦斯爆炸的可能。因此在掘进机开采过程中需要及时除尘，现有技术中一般通过通入新鲜空气和吸取带煤尘的气体来实现在线除去煤尘。

2、公开号为cn116201591a的专利公开了一种掘进工作面除尘系统，包括：掘进机，其位于巷道内；遮挡板，其竖直可拆卸设在掘进机的司机室与切割头之间将巷道分为工作区和烟尘区，并通过其上的移动孔移动套设在摇臂上；吸入式风机，其位于工作区并通过滑块移动设在位于巷道内顶部并沿巷道长度方向延伸的滑道内，吸入式风机的进风口连通有与巷道外部连通的进风管，吸入式风机的出风口连通有正压风管，正压风管的出风口端通过遮挡板上的第一风孔延伸至烟尘区；干式过滤器，其位于工作区，干式过滤器的一端连通有抽出式风机、另一端连通有负压风管，负压风管的进风口端通过遮挡板上的第二风孔延伸至烟尘区。

3、公开号为cn216406831u的专利公开了一种掘进工作面除尘净化装置，属于煤矿工程技术领域，包括综掘机、负压引风器、负压缩风筒16、除尘风机、气幕管、行走车和连接机构，综掘机与行走车通过连接机构连接，通过连接机构实现综掘机和行走车同步运动，综掘机上方安装有气幕管，气幕管安装在行走车上方，负压引风器安装在综掘机侧面，负压引风器出风口正对负压缩风筒16一端，负压缩风筒16另一端安装有除尘风机，负压引风器吸风口对准综掘机，负压缩风筒16安装在除尘风机末端，除尘风机安装在行走车上侧。

4、通风和除尘参数匹配是影响掘进面除尘效果主要原因之一。除尘风量和供风风量的匹配、除尘口和供风口的相对位置，直接影响除尘效果，又对瓦斯稀释、人员呼吸等通风安全造成影响。目前国内除尘器均为单机运行，均未与通风联动，通风和除尘匹配关系不断变化，是很多煤矿除尘效果不能长久持续的主要原因。

5、因此，研发智能除尘装置，以瓦斯、粉尘浓度为主参量，对通风、除尘参数进行智能协同控制，保持最佳通风除尘参数，实现巷道最佳除尘效果。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种除尘风量和供风风量的匹配、除尘口和供风口的相对位置不变的煤矿掘进工作面智能除尘装置。

2、本发明所采用的技术方案是：一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，包括供风系统和除尘系统；所述供风系统包括顺序布置的智能附壁风筒4、第一供风风筒5、风筒存贮器9、第二供风风筒13和安装有plc系统的plc控制箱11，所述风筒存贮器9上有两端开口的连接筒17，所述第一供风风筒5一端连接智能附壁风筒4另一端连接风筒存贮器9的连接筒17的一端，智能附壁风筒4和风筒存贮器9之间的距离不变，所述风筒存贮器9中有穿在连接柱18上的压缩风筒16，所述压缩风筒16一端与风筒存贮器9的连接筒17的另一端连接另一端与第二供风风筒13连接，所述第二供风风筒13处于风筒存贮器9的后侧且吊挂在巷道的顶部，所述除尘系统包括的除尘风筒3、除尘器7、变频风机8、变频器10，所述变频风机8为除尘器7提供动力，所述变频器10连接变频风机8，所述除尘风筒3的吸风口端固定在掘进机上，所述除尘风筒3的出风口端连接除尘器7；所述除尘器7和风筒存贮器9固定在随掘进机移动的设备上，所述智能附壁风筒4固定在掘进机侧的除尘风筒3上，所述智能附壁风筒4和除尘风筒3的吸风口的距离不变。

3、所述供风系统还包括矩形供风风道6，所述矩形供风风道6固定在除尘器7的顶部，所述第二供风风筒13穿过矩形供风风道6。

4、所述智能附壁风筒4包括筒状的附壁风筒主体4.1，所述附壁风筒主体4.1的一端为附壁风筒进风口4.5，所述附壁风筒主体4.1的另一端为附壁风筒主出风口，所述附壁风筒主体4.1的周侧有附壁风筒径向分风口4.6，所述附壁风筒主出风口安装有风门4.3，所述附壁风筒主体4.1的侧部安装有控制风门4.3的开度的电动执行器4.2，在所述附壁风筒进风口4.5安装有一个风量传感器1，在附壁风筒主出风口安装有一个风量传感器1。

5、所述除尘风筒3的吸风口端有风量传感器1和瓦斯浓度出传感器2，掘进机的司机位置有粉尘浓度传感器12，所述瓦斯浓度出传感器2、变频器10、电动执行器4.2及所有风量传感器1都连接处于plc控制箱11中的plc。

6、当瓦斯浓度出传感器2检测到瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度设定值时，通过电动执行器4.2控制风门4.3关闭；当瓦斯浓度出传感器2检测到瓦斯浓度小于设定瓦斯浓度时，如果粉尘浓度传感器12检测到粉尘浓度大于等于粉尘设定值，通过变频器10增大变频风机8的频率，如果通过变频器10增大变频风机8的频率至最大设定频率值时，粉尘浓度传感器12检测到粉尘浓度仍然大于粉尘设定值，则增加风门4.3的开度，如果粉尘浓度传感器12检测到粉尘浓度小于设定值，通过变频器10减小变频风机8的频率，直至变频器10减小变频风机8的频率到额定设定频率值，使变频风机8的频率保持在额定设定频率值稳定运行。

7、本发明的有益效果是：在除尘风筒吸风口布置风量传感器和瓦斯浓度传感器，对除尘吸风量和瓦斯浓度进行实时测量；在附壁风筒出风口布置风量传感器可对迎头供风量进行实时测量，在附壁风筒进风口处布置风量传感器可对供风总风量进行实时测量，两者相减即为附壁风筒径向分风量。为精确调整通风除尘参数，提供准确的控制依据。

8、供风风筒和除尘风筒均布置在掘进设备上，附壁风筒出风口和除尘风筒吸风口均随掘进设备移动，这样即可保证附壁风筒出风口和除尘风筒吸风口的相对位置始终不变，附壁风筒距迎头距离可始终保持为5（a:巷道断面面积），为保证巷道最佳除尘效果提供，最佳的通风除尘相对位置。

9、本发明根据巷道瓦斯浓度、瓦斯浓度值，自动调整附壁风筒径轴分风比，自动调整除尘器运行风量，保证最佳通风除尘风量匹配，保证巷道最佳除尘效果。

技术特征：

1.一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，其特征在于：包括供风系统和除尘系统；所述供风系统包括顺序布置的智能附壁风筒（4）、第一供风风筒（5）、风筒存贮器（9）、第二供风风筒（13）和安装有plc系统的plc控制箱（11），所述风筒存贮器（9）上有两端开口的连接筒（17），所述第一供风风筒（5）一端连接智能附壁风筒（4）另一端连接风筒存贮器（9）的连接筒（17）的一端，智能附壁风筒（4）和风筒存贮器（9）之间的距离不变，所述风筒存贮器（9）中有穿在连接柱（18）上的压缩风筒（16），所述压缩风筒（16）一端与风筒存贮器（9）的连接筒（17）的另一端连接另一端与第二供风风筒（13）连接，所述第二供风风筒（13）处于风筒存贮器（9）的后侧且吊挂在巷道的顶部，所述除尘系统包括的除尘风筒（3）、除尘器（7）、变频风机（8）、变频器（10），所述变频风机（8）为除尘器（7）提供动力，所述变频器（10）连接变频风机（8），所述除尘风筒（3）的吸风口端固定在掘进机上，所述除尘风筒（3）的出风口端连接除尘器（7）；所述除尘器（7）和风筒存贮器（9）固定在随掘进机移动的设备上，所述智能附壁风筒（4）固定在掘进机侧的除尘风筒（3）上，所述智能附壁风筒（4）和除尘风筒（3）的吸风口的距离不变。

2.根据权利要求1所述的一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，其特征在于：所述供风系统还包括矩形供风风道（6），所述矩形供风风道（6）固定在除尘器（7）的顶部，所述第二供风风筒（13）穿过矩形供风风道（6）。

3.根据权利要求1所述的一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，其特征在于：所述智能附壁风筒（4）包括筒状的附壁风筒主体（4.1），所述附壁风筒主体（4.1）的一端为附壁风筒进风口（4.5），所述附壁风筒主体（4.1）的另一端为附壁风筒主出风口，所述附壁风筒主体（4.1）的周侧有附壁风筒径向分风口（4.6），所述附壁风筒主出风口安装有风门（4.3），所述附壁风筒主体（4.1）的侧部安装有控制风门（4.3）的开度的电动执行器（4.2），在所述附壁风筒进风口（4.5）安装有一个风量传感器（1），在附壁风筒主出风口安装有一个风量传感器（1）。

4.根据权利要求3所述的一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，其特征在于：所述除尘风筒（3）的吸风口端有风量传感器（1）和瓦斯浓度出传感器（2），掘进机的司机位置有粉尘浓度传感器（12），所述瓦斯浓度出传感器（2）、变频器（10）、电动执行器（4.2）及所有风量传感器（1）都连接处于plc控制箱（11）中的plc。

5.根据权利要求4所述的一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，其特征在于：当瓦斯浓度出传感器（2）检测到瓦斯浓度大于等于瓦斯浓度设定值时，通过电动执行器（4.2）控制风门（4.3）关闭；当瓦斯浓度出传感器（2）检测到瓦斯浓度小于设定瓦斯浓度时，如果粉尘浓度传感器（12）检测到粉尘浓度大于等于粉尘设定值，通过变频器（10）增大变频风机（8）的频率，如果通过变频器（10）增大变频风机（8）的频率至最大设定频率值时，粉尘浓度传感器（12）检测到粉尘浓度仍然大于粉尘设定值，则增加风门（4.3）的开度，如果粉尘浓度传感器（12）检测到粉尘浓度小于设定值，通过变频器（10）减小变频风机（8）的频率，直至变频器（10）减小变频风机（8）的频率到额定设定频率值，使变频风机（8）的频率保持在额定设定频率值稳定运行。

技术总结
本发明涉及采煤领域，一种煤矿掘进工作面智能除尘装置，包括供风系统和除尘系统；所述供风系统包括顺序布置的智能附壁风筒、第一供风风筒、风筒存贮器、第二供风风筒和安装有PLC系统的PLC控制箱11，所述风筒存贮器上有两端开口的连接筒，所述第一供风风筒一端连接智能附壁风筒另一端连接风筒存贮器的连接筒的一端，智能附壁风筒和风筒存贮器之间的距离不变，所述风筒存贮器中有穿在连接柱上的压缩风筒，所述压缩风筒一端与风筒存贮器9的连接筒17的另一端连接另一端与第二供风风筒连接，所述第二供风风筒处于风筒存贮器的后侧且吊挂在巷道的顶部。本发明可保证附壁风筒出风口和除尘风筒吸风口的相对位置始终不变。

技术研发人员：荔军,袁利才,吉庆,康富军,李波彤,侯胜光,魏鹏飞,田军君,石磊,席思诚
受保护的技术使用者：山西天地赛福蒂科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/23