一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置及测试方法与流程

本发明属于粉尘防治技术领域，尤其是涉及一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置及测试方法。

背景技术：

近年来，随着经济发展和技术改进，我国的煤矿开采技术也得到了相应的改进，但是煤矿开采过程中，仍然存在粉尘，且粉尘依然是矿井的五大灾害之一，不仅威胁工作人员的身体健康，而且影响矿井的安全绿色生产。煤矿粉尘就是在煤矿开采、堆积、运输及加工利用的各个环节中所产生的各种岩矿微粒，主要是岩尘和煤尘。随着煤炭行业的持续发展，机械化作业程度的加大和采煤强度的不断增加，凿岩、爆破、装卸、运输等作业流程中粉尘量增加，严重污染作业场所的环境，如果不能及时对巷道中的岩尘和煤尘进行消除，则会引发危害，如果工作人员长期吸入大量的粉尘，就容易患疾病；另外如果粉尘沉积在煤矿巷道中，粉尘和矿井中空气中氧急剧反应，出现粉尘爆炸，然而粉尘爆炸产生高温、高压，且生成大量有毒有害的气体，破坏煤矿中巷道中的设备，造成人员伤亡，还会引发相关煤矿事故，导致整个矿井毁坏，严重地威胁安全生产和人员生命安全。因此，目前煤矿巷道中采用抑尘剂、防尘剂进行粉尘的治理是非常重要的。

但现如今，市面上还未出现一套能对抑尘剂、防尘剂对煤矿巷道粉尘的除尘效果进行试验测试的相关测试装置和测试方法，不能全面、有效地对除尘效果进行测试和评价，且不能为选择合适的抑尘剂、防尘剂提供客观准确地依据。因此需要一种操作简便、设计合理且使用效果好的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置及测试方法，能对抑尘剂、防尘剂以及抑尘剂与防尘剂在煤矿巷道中的除尘效果进行准确测试，全面、有效地对除尘效果进行测试和评价，且为选择合适的抑尘剂、防尘剂提供客观准确地依据。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其结构简单、设计合理且操作简便、使用效果好，能够获取抑尘剂的除尘效率、防尘剂的除尘效率以及抑尘剂与防尘剂的除尘效率，能对抑尘剂、防尘剂以及抑尘剂与防尘剂在煤矿巷道中的除尘效果进行准确测试，全面、有效地对除尘效果进行测试和评价，且为选择合适的抑尘剂、防尘剂提供客观准确地依据，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：包括数据采集处理装置、对实际煤矿巷道进行模拟的模拟巷道装置、给模拟巷道装置内输送粉尘的粉尘发生装置以及对模拟巷道装置内粉尘进行除尘的防尘剂喷洒装置和脱尘装置，所述数据采集处理装置包括微控制器和与微控制器相接且与计算机双向通信的通信模块，所述微控制器的输入端接有用于检测模拟巷道装置内粉尘浓度的粉尘传感器，所述微控制器的输出端接有显示器；

所述粉尘发生装置包括对块状煤样、岩石或者煤矸石待破碎物质进行破碎的的破碎机、与所述破碎机连接且对所述破碎机破碎后的粉末进行筛选的筛子和对所述筛子筛选出的粉尘进行存储且与鼓风机的出风口连接的粉尘盒，所述鼓风机由微控制器进行控制，所述鼓风机和粉尘盒均位于模拟巷道装置的入口端，所述粉尘传感器的数量为多个，多个所述粉尘传感器沿模拟巷道装置的长度方向进行布设，且相邻两个所述粉尘传感器的水平间距为2m～2.5m，所述防尘剂喷洒装置包括盛有防尘剂溶液的储液池、与储液池连接且输送储液池中防尘剂溶液的水泵、与水泵连接的输液管和设置在输液管上且对模拟巷道装置内粉尘进行除尘的喷雾头，所述输液管上设置有流量计、压力检测单元和减压阀，所述喷雾头和所述粉尘传感器交错布设，所述喷雾头的数量为多个，多个所述喷雾头沿巷道顶部的长度方向进行布设，且相邻两个所述喷雾头的水平间距为2m～2.5m，所述粉尘传感器、流量计和压力检测单元均与微控制器的输入端相接，所述减压阀和水泵均与微控制器的输出端相接。

上述的一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：所述脱尘装置包括对模拟巷道装置中残留粉尘进行除尘的风机、与风机出风口连接且对模拟巷道装置中残留粉尘进行输送的风筒和与风筒连接且对风筒内的粉尘进行吸附的水槽，所述风机进风口的前侧设置有对模拟巷道装置中风量进行调节的风量调节板，所述风机由微控制器进行控制。

上述的一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：所述模拟巷道装置由多段模拟巷道拼接而成，多段所述模拟巷道的结构和尺寸均相同，且相邻两段所述模拟巷道通过密封胶密封连接；所述模拟巷道为用于模拟实际煤矿巷道围岩的相似模拟材料，所述模拟巷道包括巷道顶部、与巷道顶部连接且分别位于左右两侧的巷道两帮和连接与两个巷道两帮底部的巷道底部，所述巷道顶部和两个所述巷道两帮一体成型。

上述的一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：所述巷道顶部设置有预留孔，所述巷道顶部呈拱形，所述预留孔的数量为多个。

上述的一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：所述预留孔包括用于安装粉尘传感器的第一预留孔和用于安装喷雾头的第二预留孔，每个所述第一预留孔中均安装两个粉尘传感器，每个所述第二预留孔中均安装两个喷雾头，两个所述粉尘传感器之间的竖直间距为0.1m，两个所述喷雾头之间的竖直间距为0.1m。

上述的一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置，其特征在于：所述数据采集处理装置还包括人机输入接口，所述人机输入接口与微控制器连接。

同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、测试速度快、使用效果好的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤一、制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

采用所述破碎机将待破碎物质破碎得到第一粉末，再将所述第一粉末进行筛选，并将筛选出的第一粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第一粉尘样本，然后从所述第一粉尘样本中称量两份相同质量的第一粉尘并分别放入两个粉尘盒中；其中，所述第一粉尘为未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第一粉尘的两个粉尘盒分别称为第一粉尘盒和第二粉尘盒；

步骤二、制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

首先，将待破碎物质置入抑尘剂混合液中，直至所述待破碎物质被所述抑尘剂混合液浸透后捞出，采用所述破碎机将被所述抑尘剂混合液浸透后的待破碎物质破碎得到第二粉末；再将所述第二粉末进行筛选，将筛选出的第二粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第二粉尘样本；然后从所述第二粉尘样本中称量两份相同质量的第二粉尘并分别放入两个粉尘盒中；其中，所述第二粉尘为浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第二粉尘的两个粉尘盒分别称为第三粉尘盒和第四粉尘盒；

步骤三、测量模拟巷道内的空气粉尘浓度：多个粉尘传感器分别对模拟巷道装置内的空气粉尘浓度进行检测并将检测到的多个测试点处的空气粉尘浓度传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处的空气粉尘浓度通过通信模块传输给计算机，计算机接收并记录多个测试点处的空气粉尘浓度，并将多个测试点处的空气粉尘浓度记录为各个测试点处的空气粉尘浓度ρ₀；

步骤四、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第一粉尘盒安装好后，操作计算机通过通信模块发送鼓风机启动信号给微控制器，微控制器控制鼓风机开启使所述第一粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置中，直至所述第一粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器控制鼓风机关闭；同时，在向模拟巷道装置中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器对模拟巷道装置内的粉尘浓度进行第一次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块实时传输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第一粉尘浓度ρ₁，关闭粉尘传感器，开启脱尘装置对模拟巷道装置内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤五、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第二粉尘盒安装好后，操作计算机通过通信模块发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器，微控制器控制鼓风机开启使所述第二粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置，且微控制器控制防尘剂喷洒装置工作，直至所述第二粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器控制鼓风机和防尘剂喷洒装置关闭；同时，在向模拟巷道装置中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置对模拟巷道装置内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器对模拟巷道装置内的粉尘浓度进行第二次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块实时传输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第二粉尘浓度ρ₂，关闭粉尘传感器，开启脱尘装置对模拟巷道装置内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤六、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第三粉尘盒安装好后，操作计算机通过通信模块发送鼓风机启动信号给微控制器，微控制器控制鼓风机开启使所述第三粉尘盒中第二粉尘进入模拟巷道装置中，直至所述第三粉尘盒中第二粉尘被吹干净时，微控制器控制鼓风机关闭；同时，在向模拟巷道装置中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器对模拟巷道装置内的粉尘浓度进行第三次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块实时传输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第三粉尘浓度ρ₃，关闭粉尘传感器，开启脱尘装置对模拟巷道装置内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤七、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第四粉尘盒安装好后，操作计算机通过通信模块发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器，微控制器控制鼓风机开启使所述第四粉尘盒中第二粉尘进入模拟巷道装置，且微控制器控制防尘剂喷洒装置工作，直至所述第四粉尘盒中第二粉尘被吹干净时，微控制器控制鼓风机和防尘剂喷洒装置关闭；同时，在向模拟巷道装置中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置对模拟巷道装置内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器对模拟巷道装置内的粉尘浓度进行第四次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器，微控制器再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块实时传输给计算机，计算机接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第四粉尘浓度ρ₄，关闭粉尘传感器，开启脱尘装置对模拟巷道装置内的残留粉尘清除60min～120min；

步骤八、数据处理并得到除尘效率：采用所述计算机将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤五中所述第二次粉尘浓度数据ρ₂根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₁，并采用所述计算机将各个测试点处的浓度变化率R₁进行平均值计算，得到防尘剂的除尘效率，并通过显示器同步显示；

采用所述计算机将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤六中所述第三次粉尘浓度数据ρ₃根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₂，并采用所述计算机将各个测试点处的浓度变化率R₂进行平均值计算，能够获取抑尘剂的除尘效率，并通过显示器同步显示；

采用所述计算机将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤七中所述第四次粉尘浓度数据ρ₄根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₃，并采用所述计算机将各个测试点处的浓度变化率R₃进行平均值计算，得到抑尘剂与防尘剂的除尘效率，并通过显示器同步显示。

上述的方法，其特征在于：所述将待破碎物质包括块状煤样、岩石或者煤矸石；

步骤一中筛选出的第一粉末和步骤二中筛选出的第二粉末的粒度均小于200目，所述恒温干燥处理的温度为40℃～50℃，所述恒温干燥处理的时间为20h～30h。

上述的方法，其特征在于：步骤四至步骤七中开启脱尘装置对模拟巷道装置内的残留粉尘进行清除的具体过程为：操作计算机通过通信模块发送脱尘清除启动信号给微控制器，微控制器控制风机工作，将模拟巷道装置中残留粉尘经过风筒输送至水槽进行吸附；

步骤五和步骤七中开启防尘剂喷洒装置对模拟巷道装置内粉尘进行除尘的具体过程为：操作计算机通过通信模块发送防尘剂喷洒装置启动信号，微控制器控制防尘剂喷洒装置中水泵工作，水泵将储液池中的防尘剂溶液通过输液管输送至喷雾头，喷雾头开始喷洒除尘。

上述的方法，其特征在于：步骤五和步骤七中微控制器控制防尘剂喷洒装置中水泵工作之前，操作计算机通过通信模块发送流量调节信号和压力调节信号给微控制器，微控制器通过水泵调节输液管的流量，微控制器控制通过减压阀调节输液管的压力。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低。

2、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置使用操作简便，测试耗费的人力物力少。

3、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置的操作简便且使用效果好，通过设置粉尘发生装置制备粉尘并给模拟巷道装置内输送粉尘，用于模拟煤矿巷道内产生粉尘，调节测试条件采用粉尘传感器对模拟巷道装置内的空气浓度进行检测，并且采用粉尘传感器对模拟巷道装置内的粉尘浓度分别进行第一次检测、第二次检测、第三次检测和第四次检测，经过计算机处理能够获取抑尘剂的除尘效率、防尘剂的除尘效率以及抑尘剂与防尘剂的除尘效率，能简便、快速地实现抑尘剂除尘效果、防尘剂除尘效果以及抑尘剂与防尘剂除尘效果的测试，且测试过程易于控制。

4、所采用的粉尘发生装置结构设计合理、使用操作简便且制备粉尘效果好，能实现块状煤样、岩石或者煤矸石的破碎，实现多种不同粉尘的制备，并且模拟不同粉尘的产生，另外，工作人员远离测试现场，避免造成工作人员伤害。

5、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置能在不同抑尘剂、不同防尘剂、不同抑尘剂与防尘剂、不同抑尘剂溶液浓度、不同防尘剂溶液浓度、不同抑尘剂溶液浓度与防尘剂溶液浓度、不同流量和不同粉尘等条件下，实现抑尘剂、防尘剂除尘效果的测试，灵活性强，适应范围广，从而为分析抑尘剂、防尘剂对不同粉尘的抑制效果提供依据，为制定科学的除尘技术方案提供理论依据。

6、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置测试准确度高，能对模拟巷道装置中的残留粉尘进行脱尘处理，保证每次测试后模拟巷道装置的清洁，避免对下一测试的干扰。

7、所采用的抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置使用效果好且测试智能化程度高，测验过程中，通过数据采集处理装置自动记录粉尘浓度，并将测试记录的数据进行处理得到除尘效率提供给测试人员，为测试人员研究抑尘剂、防尘剂粉尘除尘效果测试提供依据，且能够为测试人员选择抑尘剂和防尘剂对粉尘进行除尘提供实验证据。

8、所采用的抑尘剂与防尘剂除尘效果测试方法步骤简单、设计合理且实现方便、测试速度快、使用效果好，不需要人工进行操作、记录和处理数据，效率高，并且测试准确，测试过程安全、可靠，实现抑尘剂、防尘剂除尘效果的评价和分析，为选择合适的抑尘剂、防尘剂提供客观准确地依据。

综上所述，本发明设计合理、操作简便且使用效果好，能够获取抑尘剂的除尘效率、防尘剂的除尘效率以及抑尘剂与防尘剂的除尘效率，能对抑尘剂、防尘剂以及抑尘剂与防尘剂在煤矿巷道中的除尘效果进行准确测试，全面、有效地对除尘效果进行测试和评价，且为选择合适的抑尘剂、防尘剂提供客观准确地依据，实用性强。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置的结构示意图。

图2为本发明抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置的电路原理框图。

图3为本发明抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置中模拟巷道装置的结构示意图。

图4为本发明抑尘剂、防尘剂除尘效果测试方法的方法流程框图。

附图标记说明:

1—粉尘发生装置； 2—鼓风机； 3—粉尘盒；

4—破碎机； 5—筛子； 6—粉尘传感器；

8—微控制器； 9—防尘剂喷洒装置；

10—预留孔； 11—通信模块； 12—计算机；

13—水泵； 14—减压阀； 15—喷雾头；

16—输液管； 17—储液池； 18—流量计；

19—压力检测单元； 20—人机输入接口； 21—显示器；

22—脱尘装置； 23—风机； 24—风量调节板；

25—水槽； 26—风筒； 27—模拟巷道装置；

28—巷道顶部； 29—巷道底部； 30—巷道两帮。

具体实施方式

如1、图2和图3所示，一种抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置通过实施例1进行描述。

实施例1

如图1和图2所示，本发明抑尘剂、防尘剂除尘效果测试装置包括数据采集处理装置、对实际煤矿巷道进行模拟的模拟巷道装置27、给模拟巷道装置27内输送粉尘的粉尘发生装置1以及对模拟巷道装置27内粉尘进行除尘的防尘剂喷洒装置9和脱尘装置22，所述数据采集处理装置包括微控制器8和与微控制器8相接且与计算机12双向通信的通信模块11，所述微控制器8的输入端接有用于检测模拟巷道装置27内粉尘浓度的粉尘传感器6，所述微控制器8的输出端接有显示器21；

所述粉尘发生装置1包括对块状煤样、岩石或者煤矸石待破碎物质进行破碎的破碎机4、与所述破碎机4连接且对所述破碎机4破碎后的粉末进行筛选的筛子5和对所述筛子5筛选出的粉尘进行存储且与鼓风机2的出风口连接的粉尘盒3，所述鼓风机2由微控制器8进行控制，所述鼓风机2和粉尘盒3均位于模拟巷道装置27的入口端，所述粉尘传感器6的数量为多个，多个所述粉尘传感器6沿模拟巷道装置27的长度方向进行布设，且相邻两个所述粉尘传感器6的水平间距为2m～2.5m，所述防尘剂喷洒装置9包括盛有防尘剂溶液的储液池17、与储液池17连接且输送储液池17中防尘剂溶液的水泵13、与水泵13连接的输液管16和设置在输液管16上且对模拟巷道装置27内粉尘进行除尘的喷雾头15，所述输液管16上设置有流量计18、压力检测单元19和减压阀14，所述喷雾头15和所述粉尘传感器6交错布设，所述喷雾头15的数量为多个，多个所述喷雾头15沿巷道顶部28的长度方向进行布设，且相邻两个所述喷雾头15的水平间距为2m～2.5m，所述粉尘传感器6、流量计18和压力检测单元19均与微控制器8的输入端相接，所述减压阀14和水泵13均与微控制器8的输出端相接。

如图1和图2所示，本实施例中，所述脱尘装置22包括对模拟巷道装置27中残留粉尘进行除尘的风机23、与风机23出风口连接且对模拟巷道装置27中残留粉尘进行输送的风筒26和与风筒26连接且对风筒26内的粉尘进行吸附的水槽25，所述风机23进风口的前侧设置有对模拟巷道装置27中风量进行调节的风量调节板24，所述风机23由微控制器8进行控制。

如图3所示，本实施例中，所述模拟巷道装置27由多段模拟巷道拼接而成，多段所述模拟巷道的结构和尺寸均相同，且相邻两段所述模拟巷道通过密封胶密封连接；所述模拟巷道为用于模拟实际煤矿巷道围岩的相似模拟材料，所述模拟巷道包括巷道顶部28、与巷道顶部28连接且分别位于左右两侧的巷道两帮30和连接与两个巷道两帮30底部的巷道底部29，所述巷道顶部28和两个所述巷道两帮30一体成型。

本实施例中，所述巷道顶部28设置有预留孔10，所述巷道顶部28呈拱形，所述预留孔10的数量为多个。

本实施例中，所述预留孔10包括用于安装粉尘传感器6的第一预留孔和用于安装喷雾头15的第二预留孔，每个所述第一预留孔中均安装两个粉尘传感器6，每个所述第二预留孔中均安装两个喷雾头15，两个所述粉尘传感器6之间的竖直间距为0.1m，两个所述喷雾头15之间的竖直间距为0.1m。

本实施例中，所述数据采集处理装置还包括人机输入接口20，所述人机输入接口20与微控制器8连接。

本实施例中，该测试装置结构简单、设计合理且安装布设简便，投入成本较低，使用操作简便，测试耗费的人力物力少。

本实施例中，通过设置粉尘发生装置1制备粉尘并给模拟巷道装置内输送粉尘，用于模拟煤矿巷道27内产生粉尘，调节测试条件采用粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的空气浓度进行检测，并且采用粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度分别进行检测，经过计算机12处理能够获取抑尘剂的除尘效率、防尘剂的除尘效率以及抑尘剂与防尘剂的除尘效率，能简便、快速地实现抑尘剂除尘效果、防尘剂除尘效果以及抑尘剂与防尘剂除尘效果的测试，且测试过程易于控制。

本实施例中，设置粉尘发生装置1能实现块状煤样、岩石或者煤矸石的破碎，实现多种不同粉尘的制备，并且模拟不同粉尘的产生，另外，工作人员远离测试现场，避免造成工作人员伤害。

本实施例中，通过设置脱尘装置22，能对模拟巷道装置27中的残留粉尘进行脱尘处理，保证每次测试后模拟巷道装置27的清洁，避免对下一测试的干扰，提高测试准确度。

本实施例中，通过设置微控制器8和计算机12,能够自动记录粉尘浓度测试记录的数据提供给测试人员，并将测试记录的数据进行分析得到除尘效率提供给测试人员，为测试人员研究抑尘剂、防尘剂粉尘除尘效果测试提供依据，且能够为测试人员选择抑尘剂和防尘剂对粉尘进行除尘提供实验证据。

如图4所示，一种抑尘剂与防尘剂除尘效果测试方法通过实施例2～实施例4进行描述：

实施例2

本实施例中包括以下步骤：

步骤一、制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置1制备未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

采用所述破碎机4将待破碎物质破碎得到第一粉末，再将所述第一粉末进行筛选，并将筛选出的第一粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第一粉尘样本，然后从所述第一粉尘样本中称量两份相同质量的第一粉尘并分别放入两个粉尘盒3中；其中，所述第一粉尘为未浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第一粉尘的两个粉尘盒3分别称为第一粉尘盒和第二粉尘盒；

步骤二、制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘：采用所述粉尘发生装置1制备浸泡抑尘剂溶液的粉尘，过程如下：

首先，将待破碎物质置入抑尘剂混合液中，直至所述待破碎物质被所述抑尘剂混合液浸透后捞出，采用所述破碎机4将被所述抑尘剂混合液浸透后的待破碎物质破碎得到第二粉末；再将所述第二粉末进行筛选，将筛选出的第二粉末放入恒温箱中进行恒温干燥处理，得到第二粉尘样本；然后从所述第二粉尘样本中称量两份相同质量的第二粉尘并分别放入两个粉尘盒3中；其中，所述第二粉尘为浸泡抑尘剂溶液的粉尘，盛放有第二粉尘的两个粉尘盒3分别称为第三粉尘盒和第四粉尘盒；

本实施例中，所述将待破碎物质为块状煤样，根据测试需求，可根据具体需求可选择其他能产生煤矿粉尘的物质如岩石或者煤矸石，较好地模拟了实际煤矿巷道中产生的岩尘和煤尘，保证测试的准确性。

本实施例中，步骤一中筛选出的第一粉末和步骤二中筛选出的第二粉末的粒度均小于200目。

本实施例中，所述第一粉尘和所述第二粉尘的质量均为0.5kg。

本实施例中，所述恒温干燥处理的温度为40℃，所述恒温干燥处理的时间为20h。

实际测试过程中，恒温干燥处理的温度可根据具体需求在40℃～50℃的范围内进行调整；恒温干燥处理的时间可根据具体需求在20h～30h的的范围内进行调整。

本实施例中，模拟巷道装置27的长度为10m。

步骤三、测量模拟巷道内的空气粉尘浓度：多个粉尘传感器6分别对模拟巷道装置27内的空气粉尘浓度进行检测并将检测到的多个测试点处的空气粉尘浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的空气粉尘浓度通过通信模块11传输给计算机12，计算机12接收并记录多个测试点处的空气粉尘浓度，并将多个测试点处的空气粉尘浓度记录为各个测试点处的空气粉尘浓度ρ₀；

步骤四、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第一粉尘盒安装好后，操作计算机12通过通信模块11发送鼓风机启动信号给微控制器8，微控制器8控制鼓风机2开启使所述第一粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置27中，直至所述第一粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器8控制鼓风机2关闭；同时，在向模拟巷道装置27中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度进行第一次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块11实时传输给计算机12，计算机12接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机12对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第一粉尘浓度ρ₁，关闭粉尘传感器6，开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘清除60min；

步骤五、输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤一中所述第二粉尘盒安装好后，操作计算机12通过通信模块11发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器8，微控制器8控制鼓风机2开启使所述第二粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置27，且微控制器8控制防尘剂喷洒装置9工作，直至所述第二粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器8控制鼓风机2和防尘剂喷洒装置9关闭；同时，在向模拟巷道装置27中输送未浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置9对模拟巷道装置27内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度进行第二次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块11实时传输给计算机12，计算机12接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机12对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第二粉尘浓度ρ₂，关闭粉尘传感器6，开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘清除60min；

步骤六、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第三粉尘盒安装好后，操作计算机12通过通信模块11发送鼓风机启动信号给微控制器8，微控制器8控制鼓风机2开启使所述第三粉尘盒中第二粉尘进入模拟巷道装置27中，直至所述第三粉尘盒中第二粉尘被吹干净时，微控制器8控制鼓风机2关闭；同时，在向模拟巷道装置27中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘的过程中，粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度进行第三次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块11实时传输给计算机12，计算机12接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机12对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第三粉尘浓度ρ₃，关闭粉尘传感器6，开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘清除60min；

步骤七、输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置并测量模拟巷道内的粉尘浓度：将步骤二中所述第四粉尘盒安装好后，操作计算机12通过通信模块11发送鼓风机启动信号和防尘剂喷洒装置启动信号给微控制器8，微控制器8控制鼓风机2开启使所述第二粉尘盒中第一粉尘进入模拟巷道装置27，且微控制器8控制防尘剂喷洒装置9工作，直至所述第二粉尘盒中第一粉尘被吹干净时，微控制器8控制鼓风机2和防尘剂喷洒装置9关闭；同时，在向模拟巷道装置27中输送浸泡抑尘剂溶液的粉尘时开启防尘剂喷洒装置9对模拟巷道装置27内粉尘进行除尘的过程中，粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度进行第四次实时检测，并将检测到的多个测试点处的粉尘浓度传输给微控制器8，微控制器8再将其接收到的多个测试点处的粉尘浓度通过通信模块11实时传输给计算机12，计算机12接收并记录各个采样时刻多个测试点处的粉尘浓度，采用计算机12对各个测试点处多个采样时刻的粉尘浓度按照时间先后顺序进行排列，当相邻两个采样时刻的粉尘浓度差值小于等于5％时，说明该测试点处粉尘浓度已稳定，将相邻两个采样时刻中后一采样时刻的粉尘浓度记录为该测试点处的第四粉尘浓度ρ₄，关闭粉尘传感器6，开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘清除60min；

本实施例中，步骤四至步骤七中开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘进行清除的具体过程为：操作计算机12通过通信模块11发送脱尘清除启动信号给微控制器8，微控制器8控制风机23工作，将模拟巷道装置27中残留粉尘经过风筒26输送至水槽25进行吸附；

步骤五和步骤七中开启防尘剂喷洒装置9对模拟巷道装置27内粉尘进行除尘的具体过程为：操作计算机12通过通信模块11发送防尘剂喷洒装置启动信号，微控制器8控制防尘剂喷洒装置9中水泵13工作，水泵13将储液池17中的防尘剂溶液通过输液管16输送至喷雾头15，喷雾头15开始喷洒除尘。

本实施例中，如果脱尘装置22对模拟巷道装置27内残留粉尘清除时间过短，难以彻底清楚模拟巷道装置27内的残留粉尘，不能保证每次测试后模拟巷道装置27的清洁而给下一测试带来干扰，容易造成测试数据的不准确；如果脱尘装置22对模拟巷道装置27内残留粉尘清除时间过长，会增加测试过程中的能耗，降低了测试效率，因此，步骤四至步骤七中开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘清除的时间，可根据具体需求在60min～120min的范围内进行调整。

步骤八、数据处理并得到除尘效率：采用所述计算机12将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤五中所述第二次粉尘浓度数据ρ₂根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₁，并采用所述计算机12将各个测试点处的浓度变化率R₁进行平均值计算，得到防尘剂的除尘效率，并通过显示器21同步显示；

采用所述计算机12将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤六中所述第三次粉尘浓度数据ρ₃根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₂，并采用所述计算机12将各个测试点处的浓度变化率R₂进行平均值计算，能够获取抑尘剂的除尘效率，并通过显示器21同步显示；

采用所述计算机12将步骤三中所述空气粉尘浓度ρ₀、步骤四中所述第一次粉尘浓度数据ρ₁和步骤七中所述第四次粉尘浓度数据ρ₄根据公式得到各个测试点处的浓度变化率R₃，并采用所述计算机12将各个测试点处的浓度变化率R₃进行平均值计算，得到抑尘剂与防尘剂的除尘效率，并通过显示器21同步显示。

实际测试之前，需要对所述模拟巷道装置27进行气密性测试，保证模拟巷道装置27的气密性良好。

实际测试过程中，通过人机输入接口20预先设定输液管16中的流量和压力。

本实施例中，粉尘传感器6对模拟巷道装置27内的粉尘浓度和空气浓度检测的时间间隔为0.5s～5s。

本实施例中，所述抑尘剂混合液的浓度为0.5％～5％，所述防尘剂混合液的浓度为15％～25％，进一步优选为，所述抑尘剂混合液的浓度为0.5％，所述防尘剂混合液的浓度为15％。根据测试需求，可根据具体需求可选择其他浓度的抑尘剂混合液和防尘剂混合液的浓度进行测试，从而测得不同抑尘剂混合液浓度下、不同防尘剂混合液浓度下的除尘效果。

本实施例中，所述抑尘剂为复合环保型抑尘剂，所述复合环保型抑尘剂包括羧甲基纤维素钠、十二烷基苯磺酸钠、硅酸钠、聚乙烯醇和芦荟提取液。其中，所述羧甲基纤维素钠的质量分数为0.5％～0.3％，所述十二烷基苯磺酸钠的质量分数1.5％～2％，所述硅酸钠的质量分数为1％～3％，所述聚乙烯醇的质量分数为0.5％～3％，余量为芦荟提取液。

本实施例中，所述防尘剂为复合型防尘剂，所述防尘剂包括醋酸乙烯、聚氧乙烯烷基丙烯基谜、聚醋酸乙烯和水。其中，所述醋酸乙烯的质量分数为1％～2.5％，所述聚氧乙烯烷基丙烯基谜的质量分数为0.05％～1％，所述聚醋酸乙烯的质量分数为0.5％～3％，余量为水。

本实施例中，步骤五和步骤七中微控制器8控制防尘剂喷洒装置9中水泵13之前，操作计算机12通过通信模块11发送流量调节信号和压力调节信号给微控制器8，微控制器8通过水泵13调节输液管16的流量，微控制器8通过减压阀14调节输液管16的压力。

本实施例中，微控制器8通过水泵13调节输液管16的流量，使输液管16的流量为2L/h～5L/h，且控制器8通过减压阀14调节输液管16的压力，使输液管16的压力为0.5MPa～1MPa。

本实施例中，进一步优选为，输液管16的流量为2L/h，输液管16的压力为0.5MPa，根据测试需求，可根据具体需求可选择其他流量和压力的条件下进行测试，从而测得不同流量、不同压力条件下抑尘剂或防尘剂的除尘效果。

实际测试过程中，可根据具体需求选择其他类型的抑尘剂、防尘剂，从而测定不同抑尘剂、不同防尘剂和不同抑尘剂与防尘剂的除尘效果。

本实施例中，抑尘剂的除尘效率为91.2％、除尘剂的除尘效率为92.5％，抑尘剂与除尘剂的除尘效率为97.6％。

实施例3

本实施例与实施例2不同的是：步骤一和步骤二中恒温干燥处理的温度为50℃，恒温干燥处理的时间为30h；步骤四至步骤七中开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘进行清除120min，所述抑尘剂混合液的浓度为5％，所述防尘剂混合液的浓度为25％，输液管16的流量为5L/h，输液管16的压力为0.5MPa。

本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例2相同。

本实施例中，抑尘剂的除尘效率为92.3％、除尘剂的除尘效率为93.7％，抑尘剂与除尘剂的除尘效率为98.9％。

实施例4

本实施例与实施例2不同的是：步骤一和步骤二中恒温干燥处理的温度为45℃，恒温干燥处理的时间为25h；步骤四至步骤七中开启脱尘装置22对模拟巷道装置27内的残留粉尘进行清除90min，所述抑尘剂混合液的浓度为2.75％，所述防尘剂混合液的浓度为20％，输液管16的流量为3.5L/h，输液管16的压力为0.8MPa。

本实施例中，其余步骤和工艺参数均与实施例2相同。

本实施例中，抑尘剂的除尘效率为91.9％、除尘剂的除尘效率为93.1％，抑尘剂与除尘剂的除尘效率为98.1％。

综上所述，本发明设计合理且实现方便、测试速度快、使用效果好，操作简便，本发明不需要人工进行操作、记录和处理数据，效率高，并且测试准确，测试过程安全、可靠，能够获取抑尘剂的除尘效率、防尘剂的除尘效率以及抑尘剂与防尘剂的除尘效率，能对抑尘剂、防尘剂以及抑尘剂与防尘剂在煤矿巷道中的除尘效果进行准确测试，实现抑尘剂、防尘剂除尘效果的评价和分析，为选择合适的抑尘剂与防尘剂提供客观准确地依据。

仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。