礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)及方法，屬于煤礦井下除塵設備領域。
【背景技術】
[0002]煤礦在生產(chǎn)、貯存、運輸及巷道掘進等各個環(huán)節(jié)中都會向空氣中排放大量的粉塵?，F(xiàn)代化的綜采、綜掘設備在煤礦生產(chǎn)過程中已經(jīng)得到成熟運用，大大提高了采掘效率的同時，產(chǎn)生的粉塵也越來越多。綜采、綜掘工作面是煤礦產(chǎn)塵量最大的作業(yè)場所，其產(chǎn)塵量約占礦井產(chǎn)塵量的60%左右。為了預防礦井煤塵爆炸等惡性事故的發(fā)生，改善礦井勞動衛(wèi)生條件，以上幾個區(qū)域是礦塵防治的重點?，F(xiàn)有單一的除塵方式設備的應用，降塵效果不好、除塵效率低，并不能滿足現(xiàn)階段煤礦除塵的需求。必須采用綜合的、系統(tǒng)的區(qū)域聯(lián)動降塵方案，才能達到更好的降塵效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種對井下粉塵濃度進行實時監(jiān)測，由控制主機根據(jù)粉塵的濃度以及采煤機的位置對噴霧裝置的工作狀態(tài)進行統(tǒng)一控制的礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:該礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)，在井下回風巷道區(qū)域、工作面區(qū)域和進風巷道區(qū)域中均設置有多個分支降塵單元，分支降塵單元包括噴霧降塵分站、與噴霧降塵分站相連的電動球閥、紅外接收器以及由噴霧降塵分站實現(xiàn)控制的噴霧桿，電動球閥安裝在噴霧桿中部，噴霧桿一端連接供水管道，另一端設置有可噴水形成水幕的噴頭，在工作面區(qū)域中的采煤機上安裝有紅外發(fā)射器，紅外發(fā)射器與紅外接收器配合實現(xiàn)采煤機的定位，其特征在于:在所述的回風巷道區(qū)域、工作面區(qū)域和進風巷道區(qū)域中還分別設置有至少一個粉塵濃度傳感器，粉塵濃度傳感器與相對應區(qū)域內(nèi)的任意一個噴霧降塵分站連接，所有噴霧降塵分站通過通訊總線與控制主機相連。
[0005]優(yōu)選的，所述的控制主機設置在進風巷道區(qū)域工作面的設備列車上。
[0006]優(yōu)選的，所述的控制主機采用嵌入式ARM控制器。
[0007]優(yōu)選的，還設置有與所述的控制主機相連的觸摸屏。
[0008]優(yōu)選的，所述的通訊總線為RS485總線。
[0009]礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵方法，其特征在于:包括控制主機在工作面區(qū)域控制實現(xiàn)的主除塵控制流程以及控制主機在進風巷道區(qū)域或/和回風巷道區(qū)域控制實現(xiàn)的輔助除塵控制流程。
[0010]優(yōu)選的，所述的主除塵控制流程，包括如下步驟:
步驟1001，開始;
控制主機開始進行工作面控制；
步驟1002，米煤機是否運行；
控制主機判斷采煤機是否在運行狀態(tài)，如果在運行狀態(tài)，執(zhí)行步驟1003，如果不處于運行狀態(tài)，返回步驟1001 ；
步驟1003，采煤機定位；
控制主機通過接收到紅外信號的噴霧降塵分站確定采煤機的位置；
步驟1004，工作面區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度是否大于設定值；
控制主機根據(jù)工作面區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度傳感器上傳的粉塵濃度判斷當前工作面內(nèi)的粉塵濃度是否大于工作面濃度設定值，如果大于設定值，執(zhí)行步驟1005，如果不大于設定值，返回步驟1002 ；
步驟1005，開啟兩側(cè)水幕；
控制主機向采煤機兩側(cè)的噴霧降塵分站發(fā)出控制信號，通過噴霧降塵分站控制采煤機兩側(cè)的水蒂開啟；
步驟1006，水幕隨采煤機移動；
隨著采煤機工作時的移動狀態(tài)，噴霧降塵分站控制開啟相應的噴霧桿工作，控制主機控制采煤機兩側(cè)的水幕隨采煤機的移動而移動；
步驟1007，工作面內(nèi)的粉塵濃度是否小于設定值；
控制主機根據(jù)工作面區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度傳感器上傳的粉塵濃度判斷當前工作面內(nèi)的粉塵濃度是否小于工作面濃度設定值，如果大于設定值，執(zhí)行步驟1008，如果不小于設定值，返回步驟1006 ；
步驟1008，關閉兩側(cè)水幕；
控制主機控制關閉采煤機兩側(cè)的水幕。
[0011]優(yōu)選的，所述的輔助除塵控制流程，包括如下步驟:
步驟2001，開始；
控制主機開始進行回風或進風巷道控制；
步驟2002，濃度是否大于設定值；
控制主機根據(jù)回風巷道區(qū)域或/和進風巷道區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度傳感器上傳的粉塵濃度判斷當前工作面內(nèi)的粉塵濃度是否大于回風或進風巷道濃度設定值，如果大于設定值，執(zhí)行步驟2004，如果不大于設定值，返回步驟2003 ；
步驟2003，維持水幕關閉
控制主機控制回風或進風巷道中水幕的關閉狀態(tài)；
步驟2004，開啟一道水幕；
控制主機向回風巷道區(qū)域或/和進風巷道區(qū)域內(nèi)的噴霧降塵分站發(fā)出控制信號，開啟靠近工作面區(qū)域一側(cè)的一道水幕；
步驟2005，濃度增加量是否超過變化量；
控制主機根據(jù)回風巷道區(qū)域或/和進風巷道區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度傳感器上傳的粉塵濃度判斷相應區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度的增加量是否超過預設定的變化量，如果超過預設定的變化量，執(zhí)行步驟2006，如果未超過預設定的變化量，執(zhí)行步驟2007 ；
步驟2006，增加一道水幕；
控制主機向回風巷道區(qū)域或/和進風巷道區(qū)域的噴霧降塵分站發(fā)出控制信號，增加一道水幕；
步驟2007，濃度減小量是否超過變化量； 控制主機根據(jù)回風巷道區(qū)域或/和進風巷道區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度傳感器上傳的粉塵濃度判斷相應區(qū)域內(nèi)的粉塵濃度的減小量是否超過預設定的變化量，如果超過預設定的變化量，執(zhí)行步驟2009，如果未超過預設定的變化量，執(zhí)行步驟2008 ；
步驟2008，維持水幕狀態(tài)；
控制主機通過控制噴霧降塵分站維持當前的水幕狀態(tài)；
步驟2009，減少一道水幕；
控制主機向回風巷道區(qū)域或進風巷道區(qū)域內(nèi)的噴霧降塵分站發(fā)出控制信號，減少一道水蒂；
步驟2010，是否有人經(jīng)過；
控制主機判斷回風巷道區(qū)域和進風巷道區(qū)域內(nèi)水幕處是否有人經(jīng)過，如果有人經(jīng)過，執(zhí)行步驟2011，如果沒有人經(jīng)過，執(zhí)行步驟2012 ；
步驟2011，關閉水幕；
控制主機向回風巷道區(qū)域或進風巷道區(qū)域內(nèi)的噴霧降塵分站發(fā)出控制信號，將人經(jīng)過處的水幕關閉；
步驟1012，維持水幕當前狀態(tài)；
控制主機維持當前水幕的開啟狀態(tài)保持不變，返回步驟2005。
[0012]優(yōu)選的，步驟1005中所述的采煤機兩側(cè)的水幕為采煤機進風巷道一側(cè)選擇第7、8兩道和采煤機回風巷道一側(cè)開啟的第2、3兩道水幕。
[0013]優(yōu)選的，步驟2005、2007中所述的變化量為5mg/m3。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所具有的有益效果是:
1、通過本礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)，可以對井下各區(qū)域內(nèi)粉塵濃度進行實時監(jiān)測，并通過控制主機根據(jù)粉塵的濃度以及采煤機的位置對噴霧裝置的工作狀態(tài)進行統(tǒng)一控制，改變了傳統(tǒng)綜采工作面中手動滅塵的方式，實現(xiàn)了各分支降塵單元的智能控制，具有極大的實用和推廣價值。為礦井的安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)發(fā)揮作用。解決了采煤機原噴霧裝置降塵范圍小、效果不理想、工作面粉塵濃度高的技術難題，降低了工人勞動強度，有效防止塵肺病危害。
[0015]2、控制主機固定在工作區(qū)域的進風巷道中，避免了采煤過程中粉塵對控制主機的影響。
[0016]3、控制主機采用嵌入式ARM處理器，方便對其進行編程，使得控制主機具有通用性和一機多用的功能，能夠很好的降低系統(tǒng)及日常維護的復雜性。
[0017]4、控制主機還設置有觸摸屏，具有良好的人機交互界面。整個區(qū)域的監(jiān)測數(shù)據(jù)和運行狀態(tài)一目了然。
[0018]5、通過RS485總線進行組網(wǎng)，方便控制主機對噴霧降塵分站進行控制，同時保證了數(shù)據(jù)的傳輸。
[0019]6、通過紅外定位傳感器，控制主機可以對采煤機進行實時定位，并控制采煤機兩側(cè)的水幕隨采煤機的移動而移動，降塵更為合理。
[0020]7、在開啟采煤機兩側(cè)的水幕時，選擇開啟采煤機進風巷道一側(cè)的第7、8兩道水幕，可以防止霧流在風流的作用下淋濕采煤機4，同時選擇開啟在采煤機回風巷道一側(cè)的第2、3兩道水幕，可以有效的包裹采煤機滾筒，防止煤塵擴散。
[0021]8、在輔助除塵控制流程中，回風巷道區(qū)域或進風巷道區(qū)域內(nèi)的粉塵增加或減小的變化量均設定為5mg/m3，即當前的粉塵濃度值比變化量每低5mg/m3，本區(qū)域的水幕數(shù)量減I道，直至全部關閉；當該區(qū)域的粉塵濃度高于設定值時，當前的粉塵濃度值比變化量每高5mg/m3，本區(qū)域的水幕數(shù)量將增加I道，直至全部打開。通過打開回風巷道區(qū)域或進風巷道區(qū)域內(nèi)的水幕，實現(xiàn)了對粉塵的二次降塵，并且水幕的數(shù)量隨粉塵濃度的變化而變化，實現(xiàn)動態(tài)降塵的目的，使綜采工作面防降塵達到高效、智能、合理的目的。
【附圖說明】
[0022]圖1為礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為礦井綜采工作面區(qū)域聯(lián)動除塵方法主除塵控制流程圖。
[0024]圖3為礦井