一种煤矿开采防尘系统及其使用方法与流程

本发明涉及煤矿除尘技术领域，具体涉及一种煤矿开采防尘系统及其使用方法。

背景技术：

防煤矿内工作环境恶劣，其中灰尘不仅会影响工人的视线，增加电气设备故障率，同时还会对工人健康造成严重损害，其中综掘机工作时由于矿洞内开掘地质复杂，会产生大量灰尘，虽然目前有先进的泡沫除尘技术可以降低灰尘含量，但是由于工作环境复杂，采用风机和水帘不仅可以过滤空气中的灰尘还可以降低矿洞内的温度，增强通风换气的频率，仍然是必不可少的除尘手段。但传统的风机和水帘除尘不能根据实际工作情况灵活调整除尘强度，且检测灰尘浓度的仪器易受灰尘污染而降低检测精度。

技术实现要素：

针对上述技术背景提到的不足，本发明的目的在于提供一种煤矿开采防尘系统及其使用方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种煤矿开采防尘系统，包括移动机构、进风机构、抽风机构、除尘机构和水帘门，所述移动机机构包括安装板，安装板下表面设置有万向轮，安装板上表面设置有两个平行分布的固定座，固定座侧方设置有两个支撑座，支撑座之间设置有辅助风扇，固定座上固定有除尘机构，除尘机构前方连接有抽风机构，除尘机构后方设置有水帘门，除尘机构侧上方设置有进风机构。

进一步的，所述进风机构包括和外部风机连接的进风管，进风管末端设置有出风口，抽风机构包括设置在固定座侧方的抽风机，抽风机下方设置有备用抽风机，备用抽风机设置在安装板上，抽风机连接有第一抽风管，第一抽风管远离抽风机的一端设置有吸尘口，吸尘口末端设置有防护罩，备用抽风机连接有第二抽风管，第二抽风管和第一抽风管连通。

进一步的，所述除尘机构包括固定在固定座上的通风外壳，通风外壳内部设置有第一除尘罩，第一除尘罩内部设置有第二除尘罩，通风外壳靠近抽风机构的一端设置有密封盖板，密封盖板中间开有入口，入口和抽风机构连通。

进一步的，所述水帘门包括弹性水管，弹性水管下方设置有两个平行分布的支撑管，支撑管和弹性水管末端滑动连接，弹性水管靠近地面的一侧开有若干喷水口。

进一步的，所述监测机构包括设置在支撑座上方的检测箱，检测箱上表面开有贯穿检测箱的空气入口，空气入口靠近安装板的一端和辅助风扇连接，空气入口靠近上部的位置设置有遮光口，检测箱远离抽风机构一侧开有激光发射腔，激光发射腔远离空气入口的一侧设置有盖板，激光发射腔底部设置有激光发射器，激光发射腔靠近空气入口的一端设置有透镜，检测箱靠近抽风机构的一侧开有激光接收腔，激光接收腔底面设置有激光接收器，激光接收器和激光发射器正对，激光接收器上方设置有散射光接收板，激光接收腔靠近抽风机构的一侧设置有盖板，激光接收腔远离抽风机构的一侧设置有透镜，激光发射腔和激光接收腔之间构成检测腔。

进一步的，所述检测箱侧方设置有封闭箱，封闭箱开有内腔，内腔远离检测箱的侧面设置有伸缩缸，伸缩缸输出端固定有清洁块，检测箱正对封闭箱的位置转动连接有两个防尘门，空气入口远离防尘门的侧方设置有移动防尘板，移动防尘板远离防尘门的侧方设置有复位弹簧，复位弹簧设置在检测箱上。

进一步的，所述清洁块的两侧设置有对称分布的两个支撑条。

进一步的，所述复位弹簧两侧的检测箱内壁上设置有倾斜设置的梳齿。

进一步的，所述防尘门包括设置在侧方的上下两侧转轴，转轴设置有扭簧，扭簧分别和防尘门和检测箱连接，扭簧外侧设置有防尘套，防尘门侧面设置有防尘条。

进一步的，所述使用方法包括以下步骤：

s1、进风管向矿洞内注入空气，抽风机抽取综掘机钻头附近含灰尘的空气；

s2、抽风机将抽取含灰尘的空气注入除尘机构，除尘后排出空气；

s3、除尘机构后方的矿洞内设置有水帘门，进一步过滤空气中的灰尘；

s4、监测机构下方的辅助风扇将空气从空气入口上方吸入检测箱，空气经遮光口进入检测腔，激光发射器发射的激光经散射后被激光接收器和散射光接收板接收，实时监测空气中灰尘含量；

s5、灰尘含量过高时，监测机构向控制中心发射信号，进风机构加大风量，备用抽风机开启，增强除尘效果，直到监测机构监测到灰尘含量降低后发出信号，控制中心重新关闭备用抽风机，降低进风机构风量；

s6、监测机构设计的清洁块和伸缩缸可定期自动清洁透镜，保证检测效果准确。

本发明的有益效果：

1、本发明设计的抽风机构设置有抽风机和备用抽风机，当灰尘浓度升高时，可以开启备用抽风机，增强除尘效果，当灰尘浓度降低后再关闭备用抽风机。

2、本发明设计的除尘机构采用第一除尘罩和第二除尘罩圆柱面作为除尘面，增加了除尘面积，可以得到更好的除尘效果。同时当灰尘浓度升高，开启备用抽风机除尘时，也可以保证良好的除尘效果。

3、本发明设计的弹性水管和支撑管滑动连接，通过调节弹性水管和支撑管相对位置并弯曲弹性水管可以使水帘门脱离矿洞，在不拆卸水帘门的情况下移动水帘门。

4、本发明设计的监测机构可以实时监测灰尘浓度，当灰尘浓度过高时可以向控制中心发射信号，开启备用抽风机加强除尘效果。监测机构设计有伸缩缸和清洁块，可实现定期自动清洁透镜，保证监测机构监测效果准确。同时，设计的梳齿可以清除清洁块上的灰尘，防止清洁块污染透镜。设计的防尘门和移动防尘板具有自动返回初始状态的功能，可以防止灰尘污染清洁部件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明的整体示意图；

图2是抽风机构的结构示意图；

图3是除尘机构的结构示意图；

图4是水帘门的结构示意图；

图5是监测机构的结构示意图；

图6是监测机构的俯视图；

图7是监测机构的a-a剖视图；

图8是监测机构的b-b剖视图；

图9是防尘门示意图；

图10是防尘门剖视图。

图中标号说明：

1、移动机构；11、安装板；111、万向轮；12、支撑座；13、辅助风扇；14、固定座；2、进风机构；21、进风管；22、出风口；3、抽风机构；31、第一抽风管；311、吸尘口；312、防护罩；32、抽风机；33、备用抽风机；34、第二抽风管；4、除尘机构；41、通风外壳；42、第一除尘罩；43第二除尘罩；44、密封盖板；441、入口；5、水帘门；51、支撑管；52、弹性水管；521、喷水口；6、监测机构；61、检测箱；611、空气入口；6111、遮光口；6112、检测腔；612、盖板；613、激光发生腔；6131、激光发射器；614、透镜；615、激光接收腔；6151、激光接收器；6152、散射光接收板；616、移动防尘板；617、梳齿；618、复位弹簧；62、防尘门；621、转轴；622、防尘条；6211、扭簧；6212、防尘套；63、清洁块；631、支撑条；64、伸缩缸；65、封闭箱；651、内腔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种煤矿开采防尘系统及其使用方法，包括移动机构1、进风机构2、抽风机构3、除尘机构4和水帘门5。

如图1所示，所述移动机机构包括安装板11，安装板11下表面设置有万向轮111，安装板11上表面设置有两个平行分布的固定座14，固定座14侧方设置有两个支撑座12，支撑座12之间设置有辅助风扇13，固定座14上固定有除尘机构4，除尘机构4前方连接有抽风机构3，除尘机构4后方设置有水帘门5，除尘机构侧上方设置有进风机构2。

如图1、2所示，所述进风机构2包括和外部风机连接的进风管21，进风管21末端设置有出风口22。抽风机构3包括设置在固定座14侧方的抽风机32，抽风机32下方设置有备用抽风机33，备用抽风机33设置在安装板11上。抽风机32连接有第一抽风管31，第一抽风管31远离抽风机32的一端设置有吸尘口311，吸尘口311末端设置有防护罩312，防护罩312可以防止大颗粒碎块杂物被吸入第一抽风管31，备用抽风机33连接有第二抽风管34，第二抽风管34和第一抽风管31连通。

如图1、3所示，除尘机构4包括固定在固定座14上的通风外壳41，通风外壳41内部设置有第一除尘罩42，第一除尘罩42内部设置有第二除尘罩43，通风外壳41靠近抽风机构3的一端设置有密封盖板44，密封盖板44中间开有入口441，入口441和抽风机构3连通。第一除尘罩42和第二除尘罩43圆柱面作为除尘面，增大了除尘面积，提升了除尘效果。

如图1、4所示，水帘门5包括弹性水管52，弹性水管52下方设置有两个平行分布的支撑管51，支撑管51和弹性水管52末端滑动连接，弹性水管52靠近地面的一侧开有若干喷水口521。当需要移动水帘门5时，可以从地面取出支撑管51，然后弯曲弹性水管52，并调节其和支撑管51的相对位置，使水帘门5整体脱离煤矿洞。与传统水帘门5相比，无需拆卸水帘门5即可实现整体移动。

如图1、5、6、7、8、9、10所示，监测机构6包括设置在支撑座12上方的检测箱61，检测箱61上表面开有贯穿检测箱61的空气入口611，空气入口611靠近安装板11的一端和辅助风扇13连接，辅助风扇13可保证空气流通。空气入口611靠近上部的位置设置有遮光口6111，可以遮挡外界光线，并防止含有灰尘的空气直接冲击到检测箱61内部的部件，造成灰尘累积。检测箱61远离抽风机构3一侧开有激光发射腔613，激光发射腔613远离空气入口611的一侧设置有盖板612，激光发射腔613底部设置有激光发射器6131，激光发射腔613靠近空气入口611的一端设置有透镜614，检测箱61靠近抽风机构3的一侧开有激光接收腔615，激光接收腔615底面设置有激光接收器6151，激光接收器6151和激光发射器6131正对，激光接收器6151上方设置有散射光接收板6152，激光接收腔615靠近抽风机构3的一侧设置有盖板612，激光接收腔615远离抽风机构3的一侧设置有透镜614。激光发射腔613和激光接收腔615之间构成检测腔6112。

检测箱61侧方设置有封闭箱65，封闭箱65开有内腔651，内腔651远离检测箱61的侧面设置有伸缩缸64，伸缩缸64输出端固定有清洁块63，清洁块63的两侧设置有对称分布的两个支撑条631，检测箱61正对封闭箱65的位置转动连接有两个防尘门62，空气入口611远离防尘门62的侧方设置有移动防尘板616，移动防尘板616远离防尘门62的侧方设置有复位弹簧618，复位弹簧618设置在检测箱61上，复位弹簧618两侧的检测箱61内壁上设置有倾斜设置的梳齿617。

防尘门62包括设置在侧方的上下两侧转轴621，转轴621设置有扭簧6211，扭簧6211分别和防尘门62和检测箱61连接，扭簧6211外侧设置有防尘套6212。防尘门62侧面设置有防尘条622

该系统的使用方法如下：

s1、进风管21向矿洞内注入空气，抽风机32抽取综掘机钻头附近含灰尘的空气。

s2、抽风机32将抽取含灰尘的空气注入除尘机构4，除尘后排出空气。

s3、除尘机构4后方的矿洞内设置有水帘门5，进一步过滤空气中的灰尘。

s4、监测机构6下方的辅助风扇13将空气从空气入口611上方吸入检测箱61，空气经遮光口6111进入检测腔6112，激光发射器6131发射的激光经散射后被激光接收器6151和散射光接收板6152接收，实时监测空气中灰尘含量。

s5、灰尘含量过高时，监测机构6向控制中心发射信号，进风机构2加大风量，备用抽风机33开启，增强除尘效果。直到监测机构6监测到灰尘含量降低后发出信号，控制中心重新关闭备用抽风机33，降低进风机构2风量。

s6、监测机构6设计的清洁块63和伸缩缸64可定期自动清洁透镜614，保证检测效果准确。

工作原理如下：

煤矿开采防尘系统工作时，进风管21设置在矿洞上方，向矿洞内注入空气。抽风机构3的吸尘口311设置在综掘机的钻头附近，抽风机32将含有灰尘的空气吸入第一抽风管31，并注入除尘机构4，含有灰尘的空气经第一除尘罩42和第二除尘罩43过滤后由通风外壳41排出，除尘机构4的后方设置有水帘门5，可以进一步过滤空气中的灰尘。随着综掘机挖掘矿洞，移动机构1可以带动抽风机构3、除尘机构4和监测机构6跟随综掘机移动。当需要移动水帘门5时，可以在不拆卸水帘门5的前提下，调节弹性水管52和支撑管51的相对位置并弯曲弹性水管52，使水帘门5脱离矿洞，实现移动。监测机构6利用激光透过含有灰尘空气时发生散射的原理监测空气中灰尘浓度，散射光接收板6152将接收到的散射激光转换为电信号，电信号越强，灰尘浓度越高。当监测机构6的透镜614需要清洁时，可以驱动伸缩缸64带动清洁块63移动，顶开防尘门62，清洁块63两侧设置的支撑条631可以防止防尘门62闭合，清洁块63清洁透镜614，当清洁块63到达移动防尘板616时，会压缩复位弹簧618，使清洁块63和倾斜布置的梳齿617接触，除去清洁块63上的灰尘杂物，防止清洁块63上沾染的灰尘在返回时污染透镜614，倾斜布置的梳齿617可以有效提高清洁效果。当清洁块63返回时，复位弹簧618将移动防尘板616复位，防止灰尘污染梳齿617。当清洁块63返回初始位置后，防尘门62在扭簧6211作用下关闭。当监测机构6监测到灰尘浓度在预设时间内持续过高时，会向控制中心发出信号，控制中心控制进风机构2加大风力注入，同时会启动备用抽风机33加大抽风机构3的抽风效率，增强除尘效果，当灰尘浓度降低后，关闭备用抽风机33。

有益效果如下：

本发明设计的抽风机构3设置有抽风机32和备用抽风机33，当灰尘浓度升高时，可以开启备用抽风机33，增强除尘效果，当灰尘浓度降低后再关闭备用抽风机33。

除尘机构4采用第一除尘罩42和第二除尘罩43圆柱面作为除尘面，增加了除尘面积，可以得到更好的除尘效果。同时当灰尘浓度升高，开启备用抽风机33除尘时，也可以保证良好的除尘效果。

本发明设计的弹性水管52和支撑管51滑动连接，通过调节弹性水管52和支撑管51相对位置并弯曲弹性水管52可以使水帘门5脱离矿洞，在不拆卸水帘门5的情况下移动水帘门5。

本发明设计的监测机构6可以实时监测灰尘浓度，当灰尘浓度过高时可以向控制中心发射信号，开启备用抽风机33加强除尘效果。监测机构6设计有伸缩缸64和清洁块63，可实现定期自动清洁透镜614，保证监测机构6监测效果准确。同时，设计的梳齿617可以清除清洁块63上的灰尘，防止清洁块63污染透镜。设计的防尘门62和移动防尘板616具有自动返回初始状态的功能，清洁动作完成后可以防止灰尘污染清洁部件。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。