一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置的制作方法

本技术涉及矿井设备，具体涉及一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置。

背景技术：

1、由于煤矿掘进、采煤、运输等主要环节都会引起煤尘的污染，并且井下通风条件比较差，工作空间比较小，所以井下的空气中煤尘的浓度会很高，高浓度的煤尘对人体和煤矿的安全造成极大危害。

2、目前喷雾除尘系统的整个喷雾过程是用压力将水从常压状态，经喷嘴雾化后与煤尘发省碰撞、截留作用、重力、静电力效应、及扩散效应等多种机理综合的作用达到降尘的目的，其原理如下：（1）雾滴与浮尘碰撞后，在重力作用下被湿润的尘粒沉降。（2）含尘空气被吸引到流动的雾滴周围，雾滴把尘粒湿润并下沉。（3）雾滴再次湿润黏结已经沉降的尘粒，抑制粉尘二次飞扬。

3、但是目前市面上大部分的喷雾降尘系统难以克服以下几个方面的问题： （1）喷雾嘴压力不高，大多数降尘设备主要是针对可见尘的，对呼吸性粉尘的捕灭效果不好；（2）流量偏大，雾化效果不佳，使底板软化，煤的含水量增加。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提供了一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，以利于解决现有技术中的问题。

2、第一方面， 本实用新型实施例提供了一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，包括：地面工控机，所述地面工控机设置在地面调度室；设置在井下的plc控制器，所述plc控制器通过煤矿工业环网与所述地面工控机通信连接；所述plc控制器分别与井下喷雾设备和传感器设备电连接，所述传感器设备用于对井下灰尘进行检测，所述井下喷雾设备用于通过高频声波将水雾化为微米级水雾颗粒。

3、在一种可能的实现方式中，所述井下喷雾设备包括喷雾装置控制主机和喷雾装置，所述喷雾装置控制主机的输出口与所述喷雾装置的输入口相连通，所述喷雾装置设置有多个水雾喷口。

4、在一种可能的实现方式中，所述喷雾装置控制主机与所述喷雾装置之间设置有双流体过滤装置，所述双流体过滤装置设置有进气端和进水端，所述进气端连通气源，所述进水端连接水源，所述双流体过滤装置的出气端和出水端分别连通所述喷雾装置。

5、喷雾装置控制主机将水、气两种能源介质经调压、调量后输送至双流体过滤装置，高频声波将水高度雾化，“爆炸”成上千上万个1-10um大小的水雾颗粒。压缩气流将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，使水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降,达到抑尘的作用。

6、实践证明，粉尘可以通过水或化学剂被粘结而聚结增大，但那些最细小的粉尘只有

7、当水滴很小（如水雾）或加入化学剂（如表面活性剂）以减小水的表面张力时才会聚结

8、成团。如果水雾颗粒直径大于粉尘颗粒，那么粉尘仅仅跟随水雾颗粒周围的气流运动，水雾颗粒和粉尘颗粒接触很少或者根本没有接触从而达不到抑尘作用。如果水雾颗粒和粉尘颗粒大小接近，粉尘颗粒随气流运动时与水雾颗粒碰撞、接触而粘结在一起。水雾颗粒越小，聚结的可能性越大，随着聚结的粉尘团变大加重，从而很容易降落。水雾对粉尘的“过滤”作用就这样形成了。

9、在一种可能的实现方式中，所述进水端与水源之间设置有电动球阀，所述电动球阀与所述喷雾装置控制主机的第一控制端电连接。电动球阀在喷雾装置控制主机的最用下可以根据具体的降尘量控制用水量，实现最佳的用水量实现降尘效果，而且不会造成水资源的浪费和过多水雾对煤炭质量的影响。

10、在一种可能的实现方式中，所述进气端与所述气源之间设置有气体流量控制阀，所述气体流量控制阀与所述喷雾装置控制主机的第二控制端电连接。喷雾装置控制主机根据雾化水雾需要的气体量根据气体流量控制阀控制气体的流量实现对气体量的精准控制。

11、在一种可能的实现方式中，所述喷雾装置包括多个喷雾箱，多个所述喷雾箱依次连通，所述水雾喷口均匀设置在所述喷雾箱上。

12、在一种可能的实现方式中，所述传感器设备包括开停传感器、矿用粉尘浓度传感器和红外人员传感器，所述开停传感器、矿用粉尘浓度传感器和红外人员传感器还分别与喷雾装置控制主机电连接。

13、矿用粉尘浓度传感器采用高性能浓度传感器作为测量元件，通过浓度传感器，把与粉尘深度成正比的值准确测量出来，经过专用信号调理电路转换成标准信号输出，

14、从而建立起输出信号与粉尘浓度的线性关系，实现对浓度的准确测量。煤矿用粉尘浓度传感器具有抗过载和抗冲击能力强，测量精度、可靠性高，长期稳定性好等特点。红外人员传感器具有体积小、灵敏度和精确度高、可靠性高等特点，能实时检测人员的通行情况，是目前国内煤矿井下人员监测使用较多的一种矿用本安型红外人员检测装置。

15、在本实用新型实施例中，煤矿井下分布式智能抑尘控制装置将水、气两种能源介质经调

16、压、调量后输送至井下喷雾设备，在井下喷雾设备的高频声波将水高度雾化，“爆炸”成上千上万个微米级大小的水雾颗粒。压缩气流通过喷嘴将水雾颗粒以柔软低速的雾状方式喷射到粉尘发生点，水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降,达到抑尘的作用。相比传统的采用压力将水喷出，水流的雾化效果好，提高了降尘效果，而且水量使用减少，降低了煤炭的水含量。

技术特征：

1.一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，包括：地面工控机，所述地面工控机设置在地面调度室；设置在井下的plc控制器，所述plc控制器通过煤矿工业环网与所述地面工控机通信连接；所述plc控制器分别与井下喷雾设备和传感器设备电连接，所述传感器设备用于对井下灰尘进行检测，所述井下喷雾设备用于通过高频声波将水雾化为微米级水雾颗粒。

2.根据权利要求1所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述井下喷雾设备包括喷雾装置控制主机和喷雾装置，所述喷雾装置控制主机的输出口与所述喷雾装置的输入口相连通，所述喷雾装置设置有多个水雾喷口。

3.根据权利要求2所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述喷雾装置控制主机与所述喷雾装置之间设置有双流体过滤装置，所述双流体过滤装置设置有进气端和进水端，所述进气端连通气源，所述进水端连接水源，所述双流体过滤装置的出气端和出水端分别连通所述喷雾装置。

4.根据权利要求3所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述进水端与水源之间设置有电动球阀，所述电动球阀与所述喷雾装置控制主机的第一控制端电连接。

5.根据权利要求3或4所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述进气端与所述气源之间设置有气体流量控制阀，所述气体流量控制阀与所述喷雾装置控制主机的第二控制端电连接。

6.根据权利要求5所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述喷雾装置包括多个喷雾箱，多个所述喷雾箱依次连通，所述水雾喷口均匀设置在所述喷雾箱上。

7.根据权利要求6所述的煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，其特征在于，所述传感器设备包括开停传感器、矿用粉尘浓度传感器和红外人员传感器，所述开停传感器、矿用粉尘浓度传感器和红外人员传感器还分别与喷雾装置控制主机电连接。

技术总结
本技术实施例公开了一种煤矿井下分布式智能抑尘控制装置，包括：地面工控机，地面工控机设置在地面调度室；设置在井下的PLC控制器，所述PLC控制器通过煤矿工业环网与所述地面工控机通信连接；所述PLC控制器分别与井下喷雾设备和传感器设备电连接，所述传感器设备用于对井下灰尘进行检测，所述井下喷雾设备用于通过高频声波将水雾化为微米级水雾颗粒。在井下喷雾设备的高频声波将水高度雾化成微米级大小的水雾颗粒，压缩气流通过喷嘴将水雾颗粒喷射到粉尘发生点，水雾颗粒与粉尘颗粒相互碰撞、粘结、聚结增大，并在自身重力作用下沉降。相比传统的采用压力将水喷出，水流的雾化效果好，提高了降尘效果，而且水量使用减少，降低了煤炭的水含量。

技术研发人员：徐爱民,相飞,王胜利,高东忍,刘玉龙,彭玉鑫,欧阳广臣,杨健
受保护的技术使用者：山东驭光电子科技有限公司
技术研发日：20230302
技术公布日：2024/1/12