一种综掘工作面通风优化方法与流程

文档序号:20150613发布日期:2020-03-24 20:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:包括如下步骤:

步骤一、搭建煤矿局部通风设备智能调节测试实验平台;

步骤二、进行风筒出风口单参数调控实验,获取风筒出风口口径变化、风筒出风口偏转角度变化及风筒出风口距掘端面距离的变化对综掘面巷道内粉尘浓度、模拟瓦斯浓度和风速的影响趋势;

所述风筒出风口单参数调控实验是预设实验条件下,单独改变风筒出风口口径、风筒出风口偏转角度和风筒出风口距综掘端面的距离中的一个参数,并记录每次参数改变后巷道内粉尘浓度、瓦斯模拟气体浓度及风速的变化,所述预设实验条件是指巷道内粉尘浓度、瓦斯模拟气体浓度达到预定值后;

步骤三、进行风筒出风口多参数调控实验,获取综掘工作面通风优化方法;

所述风筒出风口多参数调控实验是在预设条件下,依照步骤二中的影响趋势,同时改变风筒出风口口径、风筒出风口偏转角度和风筒出风口距综掘端面的距离中的多个参数,并记录每次参数改变后巷道内粉尘浓度、瓦斯模拟气体浓度及风速的变化,从记录的巷道内粉尘浓度、瓦斯模拟气体浓度及风速的变化数据中筛选出最优的综掘工作面通风方法。

2.按照权利要求1所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:在步骤二中所述风筒出风口距综掘端面距离的初始值为1.0m,风筒出风口距综掘端面距离的变化间隔为0.2m,风筒出风口距综掘端面距离的最小值为1.0m,出风口距综掘端面距离的最大值为2.0m。

3.按照权利要求1所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:在步骤二中所述风筒出风口偏转角度初始值为装置风筒出风口与风筒轴线共线处,风筒出风口偏转角度的参数变化间隔为5°,风筒出风口偏转角度的最小值0°风筒出风口偏转角度的最大值25°。

4.按照权利要求1所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:在步骤二中所述风筒出风口口径初始值为0.20m,风筒出风口口径的参数变化间隔0.02m,风筒出风口口径的的最小值为0.14m,风筒出风口口径的的最大值为0.24m。

5.按照权利要求1所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:

所述步骤三中风筒出风口多参数调控实验的具体包括:根据步骤二中获取的影响趋势,拟定测试参数方案,所述测试方案包括:

方案1、风筒出风口距离掘进端面1m,风筒出风口偏转角度为10°,风筒出风口口径为0.24m;

方案2、风筒出风口距离掘进端面1.2m,风筒出风口偏转角度为15°,风筒出风口口径为0.22m;

方案3、风筒出风口距离掘进端面1.4m,风筒出风口偏转角度为15°,风筒出风口口径为0.2m;

方案4、风筒出风口距离掘进端面1.6m,风筒出风口偏转角度为10°,风筒出风口口径为0.18m;

方案5、风筒出风口距离掘进端面1.8m,风筒出风口偏转角度为10°,风筒出风口口径为0.16m;

方案6、风筒出风口距离掘进端面2m,风筒出风口偏转角度为10°,风筒出风口口径为0.14m:

所述方案1到方案6的参数逐个进行测试,每个所述方案之间间隔3min-5min。

6.按照权利要求1所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:所述煤矿局部通风设备智能调节测试实验平台包括用于采集、分析巷道内粉尘浓度、瓦斯浓度和风速的数据采集分析装置、能够模拟掘进巷道及掘进设备的三维空间模拟装置、用于模拟掘进巷道内综掘工作面产生粉尘和瓦斯气体的气体粉尘发生装置和用于模拟巷道内送风设备和排风设备的通风装置;

所述三维空间模拟装置包括模拟掘进巷道(11)和掘进设备模拟组件(12),所述模拟掘进巷道(11)由多个拼装板(11-1)通过螺栓可拆卸密封连接成一个与实际巷道成预定比例的模拟巷道,所述气体粉尘发生装置包括用于产生粉尘的手动粉尘发生器(22)和用于产生模拟瓦斯气体的模拟气体发生器(23),所述手动粉尘发生器(22)和模拟气体发生器(23)均与模拟掘进巷道(11)的综掘工作面向连接;

所述手动粉尘发生器(22)包括粉尘密封固定壳体(22-1)、粉尘储料仓(22-2)、手柄(22-3)和连接杆(22-4),所述粉尘储料仓(22-2)内部设置有空腔且其侧壁上开设有与内部空腔相连通的开口(22-5),所述粉尘储料仓(22-2)安装在粉尘密封固定壳体(22-1)内,所述粉尘储料仓(22-2)与粉尘密封固定壳体(22-1)滑动密封安装且粉尘储料仓(22-2)能够沿着粉尘密封固定壳体(22-1)的内壁从粉尘密封固定壳体(22-1)的一端滑出,所述粉尘密封固定壳体(22-1)靠近粉尘储料仓(22-2)滑出端的外壁上设置有法兰(22-6),所述粉尘密封固定壳体(22-1)通过连接法兰(22-6)被固定在掘进端面的外侧,所述连接杆(22-4)和粉尘储料仓(22-2)设置在同一轴线上,所述连接杆(22-4)位于粉尘密封固定壳体(22-1)远离法兰(22-6)的一端且连接杆(22-4)的一端与粉尘储料仓(22-2)的一端固定连接,所述连接杆(22-4)的另一端与手柄(22-3)固定连接。

7.按照权利要求6所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:所述模拟气体发生器(23)包括模拟气体产生装置(23-1)、进气接口(23-2)、控制阀门(23-3)和连通管道(23-4),所述模拟气体产生装置(23-1)设置在模拟掘进巷道(11)的外侧,所述进气接口(23-2)设置在模拟掘进巷道(11)的综掘面上且与模拟掘进巷道(11)内部相连通,所述进气接口(23-2)通过连通管道(23-4)与模拟气体产生装置(23-1)相连通,所述控制阀门(23-3)设置在进气接口(23-2)与模拟气体产生装置(23-1)之间的连通管路上;

所述模拟气体产生装置(23-1)为氦气发生器,所述进气接口(23-2)的数量为多个,多个所述进气接口(23-2)按照矩形阵列均匀排列在掘进端面上;

所述粉尘储料仓(22-2)为圆柱状结构,掘进设备模拟组件(12)包括模拟掘进机(12-1);

所述用于围成模拟掘进巷道(11)的巷道侧壁和巷道顶板的拼装板(11-1)均由双层有机玻璃制成,所述拼装板(11-1)的连接密封面上涂覆有密封胶;

所述手动粉尘发生器(22)的数量为多个,多个手动粉尘发生器(22)按照矩形阵列均匀排列在掘进端面上。

8.按照权利要求7所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:所述通风装置包括风筒出风口口径及筒出风口相对于风筒的偏转角度均可手动或者自动调整的送风组件(31),所述送风组件(31)包括送风风机(31-1)、送风风筒(31-2)、风筒出风口(31-3)、导轨(31-4)和出风口位置调整小车(31-5),所述送风风机(31-1)设置在模拟掘进巷道(11)的外侧且与送风风筒(31-2)相连通,所述送风风筒(31-2)设置在模拟掘进巷道(11)的内部,所述导轨(31-4)设置在送风风筒(31-2)的上方且位于模拟掘进巷道(11)靠近综掘面一侧,所述导轨(31-4)沿模拟掘进巷道(11)的长度方向设置且固定在模拟掘进巷道(11)的顶部,所述出风口位置调整小车(31-5)安装在导轨(31-4)上且能够沿着导轨向靠近或者远离所述综掘面的方向移动,所述风筒出风口(31-3)固定在出风口位置调整小车(31-5)的下端。

9.按照权利要求8所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:所述通风装置还包括抽风组件(32),所述抽风组件(32)包括抽风风机(32-1)和抽风风筒(32-2),所述抽风风机(32-1)设置在模拟掘进巷道(11)的外侧,所述抽风风机(32-1)与抽风风筒(32-2)相连通,所述抽风风筒(32-2)沿模拟掘进巷道(11)的长度方向设置在模拟掘进巷道(11)内且位于送风风筒(31-2)相对的一侧,所述抽风风筒(32-2)与模拟掘进巷道(11)的顶部固定连接。

10.按照权利要求9所述的一种综掘工作面通风优化方法,其特征在于:所述数据采集分析装置包括数据采集模块(4-4)、数据显示模块(4-5)、用于检测模拟掘进巷道(11)内指定气体浓度的气体传感器(4-1)、用于检测模拟掘进巷道(11)内风速的风速传感器(4-2)和用于检测模拟掘进巷道(11)内粉尘浓度的粉尘传感器(4-3),所述数据采集模块(4-4)相应输入端分别与气体传感器(4-1)、风速传感器(4-2)和粉尘传感器(4-3)电连接且用于收集气体传感器(4-1)、风速传感器(4-2)和粉尘传感器(4-3)传递给它的信息,所述数据采集模块(4-4)相应输出端与数据显示模块(4-5)的输入端电连接且用于将数据采集模块(4-4)收集的数据传递给数据显示模块(4-5)并通过数据显示模块(4-5)将所述数据以预定的形式显示出来;

所述数据显示模块(4-5)包括主机(4-51)和显示器(4-52),所述主机(4-51)的相应输出端与显示器(4-52)的相应输入端电连接且将监测数据处理后以预定的形式呈现在显示器(4-52)上,所述数据采集模块(4-4)的相应输出端与主机(4-51)的相应输入端电连接且将收集的风速数据、粉尘数据和瓦斯数据发送至主机(4-51)。

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