一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统的制作方法

本发明属于矿山粉尘防治技术领域，具体涉及一种受料矿仓冲击性扬尘的控尘抑尘系统，可以广泛用于露天或地下矿山开采中汽车卸矿至受料矿仓过程产生冲击性扬尘的控尘抑尘。

背景技术

受料矿仓是露天或地下矿山开采中对大块原矿进行集中破碎的的重要构筑物。一般地，采用载重汽车将原矿从采场运输至受料矿仓，将原矿卸至受料矿仓，经矿仓底部破碎机对原矿进行一次破碎，然后将破碎后的小块矿石通过皮带等装运装置进行二次破碎或者直接得到产品。载重汽车一次性装载矿石重量可达50t/车，受料矿仓容积可以一次性存储5-10车矿石。受料矿仓体积较大，设计矿仓深度15-20m。汽车卸矿过程中，15-30s瞬间将50t重矿石从20m的高处下卸至矿仓底部，下卸过程中矿石之间产生强大的摩擦力与碰撞力，更容易产生大量的粉尘颗粒，粉尘颗粒与受料矿仓空间内部气流产生强大的动量冲击作用，在矿仓内部激发、绽开“喷射”状的冲击性粉尘气流，若不采取有效的控尘抑尘措施，大量冲击性粉尘气流从受料矿仓受料口外溢，严重污染了地表受料口周边作业环境与大气环境。

为了解决载重汽车卸矿时产生的粉尘污染问题，《环境工程》2008年10月第5期发表的“翻车机粉尘治理研究与实践”一文中指出“由于翻车机在作业时不能完全封闭，因此在粉尘治理方面，无论是粉尘的隔离与捕集，还是气流的组织与控制，都非常困难。对翻车机翻卸粉状物料时产生的粉尘进行治理,一直是国内外的难题。因此，对于翻车机的粉尘污染，必须采用综合治理的方法”，并提出了以下治理措施：(1)设置隔栅板，(2)加强密闭，(3)设置局部收尘系统。并在在上述降尘措施的基础上,对翻车机除尘系统布置喷雾降尘装置。该方法，尽管也取得了比较好的除尘效果，但仍然存在着需要手工操作，自动化、智能化水平低，“无效”喷雾时间长，以及与综合通风除尘措施相比，各测尘点处的粉尘浓度未显著改善等问题。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述问题，而提供一种能够有效捕集、吸附粉尘并截流、隔断、阻离粉尘外溢的受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统。

为实现本发明的上述目的，本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统采用以下技术方案：

本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统，是由密封墙罩、供给水装置、喷雾系统、水幕系统、超声波测距传感器、plc控制系统组合构成；所述的密封墙罩设置在受料矿仓的料仓平台上，密封墙罩的三个侧面和顶面形成封闭状结构罩盖在受料矿仓的上部，以防止受料矿仓内的冲击性扬尘向外扩散；在密封墙罩的顶面与卸料平台之间为受料口，便于载重汽车向受料矿仓内卸矿。所述的供给水装置包括水箱、加压泵、电磁阀、供水干管，水箱、加压泵安装在料仓平台上，供水干管的进水端与水箱连通，加压泵、电磁阀安装在供水干管上。所述的喷雾系统安装在受料矿仓上方的密封墙罩内，是由喷雾供水支管、喷雾喷头组合构成，喷雾供水支管成排设置，喷雾供水支管的进水口与供水干管连通，喷雾喷头间隔设置在每排的喷雾供水支管上，喷雾喷头的喷向向下；利用加压泵提供喷雾系统之喷雾喷头压力，经过喷雾喷头产生大量微小水珠颗粒，快速捕集、吸附、受料矿仓内部扩散的粉尘颗粒，喷雾系统实现了受料矿仓内部80-90％的粉尘颗粒的捕集、吸附。所述的水幕系统也安装在受料矿仓上方的密封墙罩内，并位于喷雾系统之上；水幕系统包括水幕供水支管、水幕细孔，水幕供水支管为t型管，水幕供水支管的进水口与供水干管连通，水幕细孔设置在t型管的横管的底部，从水幕细孔中产生的一道水幕平行于受料矿仓的受料口方向，水幕截流、隔断、阻离受料矿仓冲击性扬尘粉尘的外溢；水幕起到进一步的控尘抑尘作用，将尚未被喷雾系统捕集吸附的10-20％的粉尘颗粒最终隔断在受料矿仓内部空间内。所述的超声波测距传感器安装在受料矿仓的受料口的正上方；所述的plc控制系统与超声测距传感器、加压泵、电磁阀连接；超声波测距传感器利用发射和接收声波传播测距原理，感应载重汽车之汽车装载箱的前面板与超声测距传感器之间的位置变化，并将采集数据传递给plc控制系统，由plc控制系统自动控制供给水装置、喷雾系统、水幕系统的开启、关闭。

为防止在plc控制系统故障情况下也能够开启本发明系统，在所述供给水装置的供水干管上还设有旁通管，在旁通管上设有手动阀，手动阀与电磁阀并联。在plc控制系统故障情况下，通过人工手动开启喷雾和水幕系统。

所述的喷雾系统中喷雾供水支管的排数、喷雾喷头的间隔安装密度、喷头压力大小，按照实现受料矿仓内部80-90％粉尘颗粒的捕集、吸附进行设计；所述的水幕系统中水幕细孔开孔密度、孔径大小及水幕细孔压力大小，按照将尚未被喷雾系统捕集吸附的剩余10-20％的粉尘颗粒最终隔断在受料矿仓的内部空间进行设计。

本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统采用以上技术方案后，具有以下有益效果：

(1)根据受料矿仓冲击性扬尘的瞬时性、冲击性特点，布设了双层控尘抑尘装置，在受料矿仓内部上方布置喷雾系统，对80-90％的粉尘颗粒进行了捕集、吸附，10-20％的即将外溢的粉尘颗粒在受料矿仓受料口的水幕进行了截流、阻断、隔离，将粉尘最终控制在受料矿仓内部空间，有效地提高了受料矿仓冲击性粉尘的控尘抑尘效果与防止粉尘外溢污染大气环境。

(2)采用了超声波测距传感器，利用发射和接收声波传播测距原理，精确感应汽车开始、结束卸矿的时刻，准确、实时地为plc控制系统对供给水装置、喷雾系统和水幕系统的开停时刻提供数据信号，有效地控制了“无效”的喷雾时间，减少了含水量对矿石本身理化性质影响，同时避免了从出矿口出矿的矿石在后续皮带装载转运过程发生皮带粘附、打滑等安全事故；

(3)在供水干管上设置了旁通管、手动阀，提高了plc控制系统的可靠性和稳定性，可以进行plc控制系统故障情况下的人工手动开启供给水装置及喷雾和水幕系统。

附图说明

图1是本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统结构布置示意图；

图2是图1中的a-a视图；

图3是图1中的b-b视图。

附图标记为：1-汽车装载箱；2-汽车后轮；3-阻车墩；4-超声波测距传感器；5-水幕细孔；6-水幕供水支管；7-喷雾喷头；8-喷雾供水支管；9-供水干管；10-旁通管；11-手动阀；12-电磁阀；13-加压泵；14-水箱；15-plc控制系统；16-受料矿仓；17-破碎机；18-出矿口；19－密封墙罩；20－卸料平台；21－料仓平台；22－受料口。

具体实施方式

为进一步描述本发明，下面结合附图和实施例对本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统做进一步详细说明。

由图1所示的本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统结构布置示意图并结合图2、图3看出，载重汽车的汽车后轮2停靠在阻车墩3上，阻车墩3位于卸料平台20靠近受料矿仓16的边缘，破碎机17安装在受料矿仓16的下面，破碎机17的底部一侧为出矿口18。本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系是由密封墙罩19、供给水装置、喷雾系统、水幕系统、超声波测距传感器4、plc控制系统15组合构成；所述的密封墙罩19设置在受料矿仓16的料仓平台21上，密封墙罩19的三个侧面和顶面形成封闭状结构罩盖在受料矿仓16的上部，在密封墙罩19的顶面与卸料平台20之间为受料口22。所述的供给水装置包括水箱14、加压泵13、电磁阀12、供水干管9，水箱14、加压泵13安装在料仓平台21上，供水干管9的进水端与水箱14连通，加压泵13、电磁阀12安装在供水干管9上。所述的喷雾系统安装在受料矿仓16上方的密封墙罩19内，是由喷雾供水支管8、喷雾喷头7组合构成，喷雾供水支管8成排设置，喷雾供水支管8的进水口与供水干管9连通，喷雾喷头7间隔设置在每排的喷雾供水支管8的底部，喷雾喷头7的喷向向下，距离地表标高2～3m，利用加压泵13提供喷雾喷头7的压力，经喷雾喷头7产生大量微小水珠颗粒均匀、密集的射流、扩散在在受料矿仓16内部空间，细小的喷雾水珠表面张力小而表面积大，有效地捕集、吸附受料矿仓16内部空间的粉尘颗粒，喷雾喷头7优先选用小流量、大压力高压喷头，减少喷雾含水量对矿石理化性质，避免出现经破碎机17破碎后从出矿口18出矿后的矿石在后续皮带装载转运过程中发生皮带粘附、打滑等安全事故，喷雾系统实现了受料矿仓16内部80-90％的粉尘颗粒的捕集、吸附。所述的水幕系统也安装在受料矿仓16上方的密封墙罩19内，并位于喷雾系统之上，以有效隔断受料矿仓16上部空间的粉尘为宜；水幕系统包括水幕供水支管6、水幕细孔5，水幕供水支管6为t型管，水幕供水支管6的进水口与供水干管9连通，水幕细孔5设置在t型管的横管的底部，从水幕细孔5中产生的一道水幕平行于受料矿仓16的受料口22方向，水幕截流、隔断、阻离受料矿仓16冲击性扬尘粉尘的外溢；水幕起到进一步的控尘抑尘作用，将尚未被喷雾系统捕集吸附的10-20％的粉尘颗粒最终隔断在受料矿仓16的内部空间。所述的超声波测距传感器4安装在受料矿仓16的受料口22顶部中心位置；所述的plc控制系统15与超声测距传感器4、加压泵13、电磁阀12连接；超声波测距传感器4利用发射和接收声波传播原理，感应汽车装载箱1的前面板与超声波测距传感器4的位置变化，当汽车后轮2接触到阻车墩3，汽车装载箱1即将开始翻箱卸矿即图1中汽车装载箱1虚线表示的位置，设此时超声波测距传感器4与汽车装载箱1前面板的距离为l1＝|m0m1|，当汽车装载箱1通过伸缩传动杆转动至顶部即图1中汽车装载箱1实线表示的位置，设此时超声波测距传感器4与汽车装载箱1前面板的距离为l2＝|m0m2|，超声波测距传感器4与汽车装载箱1前面板的位置将在l1～l2之间变化，并将采集数据传递给plc控制系统15，由plc控制系统15自动开启供给水装置及喷雾系统、水幕系统，一般地，喷雾和水幕系统开启持续时间为采集数据在l1～l2之间的变化时间段，但是当出现卸矿后汽车一直不走或受料矿仓16矿石满矿仓的时候，汽车装载箱1并未卸矿或者无法卸矿，此时超声波测距传感器4所检测到数据信号不发生变化，此时，由plc控制系统15延时30～60s后自动停止加压泵14和关闭电磁阀13，以防止水量浪费和影响矿石含水量；所述的plc控制系统15接收超声波测距传感器4所采集信号，并调节控制电磁阀12、加压泵13，对供给水装置及喷雾系统、水幕系统进行开启和关闭。

在所述供给水装置的供水干管9上还设有旁通管10，在旁通管10上设有手动阀11，手动阀11与电磁阀12并联。所述的喷雾系统中喷雾供水支管8的排数、喷雾喷头7的间隔安装密度、喷头压力大小，按照实现受料矿仓16内部80-90％粉尘颗粒的捕集、吸附进行设计；所述的水幕系统中水幕细孔5开孔密度、孔径大小及水幕细孔5压力大小，按照将尚未被喷雾系统捕集吸附的剩余10-20％的粉尘颗粒最终隔断在受料矿仓16的内部空间进行设计。

本发明一种受料矿仓冲击性扬尘的智能控尘抑尘系统已经在某矿山受料矿仓粉尘抑制中应用。表1是本发明应用后与无除尘措施的对比试验结果，表中数据是受料矿仓16下风侧分别距离10、20、30、50、100、200m的测尘点的粉尘测定仪测量测量结果。

表1本发明应用后与无除尘措施的对比试验结果

从表1试验结果可以看出，应用本发明后受料矿仓16下风侧10m处的测尘点的粉尘浓度仅为0.28mg/m³，接近本底值，除尘效率高达99.12％，取得了意想不到的结果。而且与其它喷雾抑尘装置相比，水量减少40％以上。