[發明專利]智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置、系統和方法

無效

• 申請號: 201010229293.2
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN101915116A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 王杰;李德文;隋金君;王自亮;趙恩彪;黃衛;李愛菊;李智
• 申請（專利權）人: 煤炭科學研究總院重慶研究院
• 主分類號: E21F5/04
• 分類號: E21F5/04;E21F17/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及礦井安全監測監控領域，特別涉及一種智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置，同時還涉及一種智能化粉塵濃度設限噴霧降塵系統和方法。

背景技術

粉塵危害主要有兩方面：一是對人體的危害，如果人的肺部長期吸入大量的礦塵，就可患塵肺病，塵肺病是目前危害較大的一種礦工職業病。二是煤塵爆炸危害，煤塵爆炸是煤礦的嚴重災害之一，它嚴重威脅著礦井安全。近幾年來，瓦斯煤塵爆炸事故仍時有發生，嚴重影響了礦井安全生產和職工生命。因此，搞好礦井粉塵綜合治理已迫在眉睫。

煤礦生產過程中粉塵主要來源于采掘工作面，尤其是采掘機械的迅速發展，使煤礦機械化程度大為提高，采掘能力也隨之加大，促進煤炭產量成倍增長。但是，在這種生產條件下煤礦的產塵強度也隨之增大，采掘工作面的粉塵濃度大幅度增加。據統計，在地質條件和通風狀況基本相同情況下，不同的采掘方法其粉塵濃度相差很大。例如，在無防塵措施條件下，炮采時的粉塵濃度為300～500mg/m3，而機采時的粉塵濃度可達1000～3000mg/m3，綜采則高達4000～8000mg/m3。因此，對現代化礦井采掘防塵技術的研究與應用是很有必要的，開發先進的粉塵濃度監測監控技術，及時了解作業場所的粉塵濃度并對粉塵進行控制，不僅是塵害防治和科學管理的要求，也是有效預防控制重大惡性爆炸事故(特別是瓦斯煤塵爆炸)的要求。

“十五”期間，煤炭科學研究總院重慶研究院研制了實現粉塵遠程在線監測監控的關鍵部件——GCG500型粉塵濃度傳感器，填補了國內空白，為實現粉塵濃度在線監測提供了條件。但是，目前我國煤礦在降塵方面，主要使用常規的灑水裝置，這些灑水裝置不管粉塵濃度高低都進行噴霧，嚴重浪費水資源，導致巷道內積水過多，給工作帶來不便。因此，有必要進行粉塵濃度在線監測監控及智能噴霧降塵系統的相關研究。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一是提供一種智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置，通過控制單元的作用，能夠根據粉塵濃度自動調整噴霧時間，從而解決了原有噴霧灑水裝置不管粉塵濃度高低而一直噴霧的缺點，避免了水資源的浪費和巷道積水，具有良好和廣泛的推廣應用價值；在目的之一的基礎上，本發明的目的之二是提供一種智能化粉塵濃度設限噴霧降塵系統，通過地面監控主機來實現在線粉塵濃度的遠程在線監測監控；本發明的目的之三是提供一宗智能化粉塵濃度設限噴霧降塵方法。

本發明的目的之一是通過以下技術方案實現的：。

該智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置包括控制單元、粉塵濃度傳感器、高壓電磁閥和水幕噴頭，所述粉塵濃度傳感器的信號輸出端與控制單元的信號輸入端相聯接，所述控制單元的控制信號輸出端與電磁閥的控制信號輸入端相聯接，所述控制單元通過控制電磁閥的通斷實現對水幕噴頭的噴霧控制。

進一步，所述裝置還包括熱釋電紅外探頭，所述熱釋電紅外探頭的輸出信號至控制單元，所述控制單元通過繼電器控制電磁閥的電源，控制其打開或關閉；

進一步，所述高壓電磁閥包括防爆殼體、電磁線圈、閥體、閥芯和主活塞，所述防爆殼體的軸向上設置有閥芯安裝通道，所述閥芯以滑動配合的方式設置在閥芯安裝通道上，所述電磁線圈圍繞閥芯安裝通道進行設置；所述閥體安裝在防爆殼體的下部，包括依次連接的上閥體、中閥體和下閥體，其中，所述中閥體與下閥體之間設置有用于安裝主活塞的活塞安裝通道，所述主活塞與閥芯軸線重合，所述活塞安裝通道的兩側分別連通進水通道和出水通道，電磁閥能在水壓高達10MPa下可靠工作；

進一步，所述裝置還包括聲光報警器，所述聲光報警器與控制單元相聯接；

進一步，所述裝置還包括變壓裝置，所述變壓裝置的輸出電壓分為三路，經過整流濾波后分別作為粉塵濃度傳感器電源、熱釋電紅外探頭電源和電磁閥電源；

進一步，所述裝置還包括顯示屏，所述顯示屏的信號輸入端與控制單元的信號輸出端相聯接；

進一步，所述裝置還包括控制箱體，所述控制箱體分為上、下兩層，所述上層為本安結構，下層為防爆結構，所說顯示屏設置于上層頂面，所述控制單元和變壓裝置設置在下層，所述控制箱體的上層結構還設置有多個接口，用于控制單元和變壓裝置與外部器件之間的信號傳遞、控制聯接和供電。

本發明的目的之二是通過以下技術方案實現的：

該智能化粉塵濃度設限噴霧降塵系統，包括如前所述的智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置，還包括地面監控主機以及井下安全監控系統分站，所述井下安全監控系統分站用于聯接分設在礦井各處的智能化粉塵濃度設限噴霧降塵裝置，并將粉塵濃度傳感器采集到的各處濃度數據、運行工況傳輸至地面監控主機，實現粉塵濃度的在線監控。