[发明专利]智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿井安全监测监控领域，特别涉及一种智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置，同时还涉及一种智能化粉尘浓度设限喷雾降尘系统和方法。

背景技术

粉尘危害主要有两方面：一是对人体的危害，如果人的肺部长期吸入大量的矿尘，就可患尘肺病，尘肺病是目前危害较大的一种矿工职业病。二是煤尘爆炸危害，煤尘爆炸是煤矿的严重灾害之一，它严重威胁着矿井安全。近几年来，瓦斯煤尘爆炸事故仍时有发生，严重影响了矿井安全生产和职工生命。因此，搞好矿井粉尘综合治理已迫在眉睫。

煤矿生产过程中粉尘主要来源于采掘工作面，尤其是采掘机械的迅速发展，使煤矿机械化程度大为提高，采掘能力也随之加大，促进煤炭产量成倍增长。但是，在这种生产条件下煤矿的产尘强度也随之增大，采掘工作面的粉尘浓度大幅度增加。据统计，在地质条件和通风状况基本相同情况下，不同的采掘方法其粉尘浓度相差很大。例如，在无防尘措施条件下，炮采时的粉尘浓度为300～500mg/m3，而机采时的粉尘浓度可达1000～3000mg/m3，综采则高达4000～8000mg/m3。因此，对现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用是很有必要的，开发先进的粉尘浓度监测监控技术，及时了解作业场所的粉尘浓度并对粉尘进行控制，不仅是尘害防治和科学管理的要求，也是有效预防控制重大恶性爆炸事故(特别是瓦斯煤尘爆炸)的要求。

“十五”期间，煤炭科学研究总院重庆研究院研制了实现粉尘远程在线监测监控的关键部件——GCG500型粉尘浓度传感器，填补了国内空白，为实现粉尘浓度在线监测提供了条件。但是，目前我国煤矿在降尘方面，主要使用常规的洒水装置，这些洒水装置不管粉尘浓度高低都进行喷雾，严重浪费水资源，导致巷道内积水过多，给工作带来不便。因此，有必要进行粉尘浓度在线监测监控及智能喷雾降尘系统的相关研究。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置，通过控制单元的作用，能够根据粉尘浓度自动调整喷雾时间，从而解决了原有喷雾洒水装置不管粉尘浓度高低而一直喷雾的缺点，避免了水资源的浪费和巷道积水，具有良好和广泛的推广应用价值；在目的之一的基础上，本发明的目的之二是提供一种智能化粉尘浓度设限喷雾降尘系统，通过地面监控主机来实现在线粉尘浓度的远程在线监测监控；本发明的目的之三是提供一宗智能化粉尘浓度设限喷雾降尘方法。

本发明的目的之一是通过以下技术方案实现的：。

该智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置包括控制单元、粉尘浓度传感器、高压电磁阀和水幕喷头，所述粉尘浓度传感器的信号输出端与控制单元的信号输入端相联接，所述控制单元的控制信号输出端与电磁阀的控制信号输入端相联接，所述控制单元通过控制电磁阀的通断实现对水幕喷头的喷雾控制。

进一步，所述装置还包括热释电红外探头，所述热释电红外探头的输出信号至控制单元，所述控制单元通过继电器控制电磁阀的电源，控制其打开或关闭；

进一步，所述高压电磁阀包括防爆壳体、电磁线圈、阀体、阀芯和主活塞，所述防爆壳体的轴向上设置有阀芯安装通道，所述阀芯以滑动配合的方式设置在阀芯安装通道上，所述电磁线圈围绕阀芯安装通道进行设置；所述阀体安装在防爆壳体的下部，包括依次连接的上阀体、中阀体和下阀体，其中，所述中阀体与下阀体之间设置有用于安装主活塞的活塞安装通道，所述主活塞与阀芯轴线重合，所述活塞安装通道的两侧分别连通进水通道和出水通道，电磁阀能在水压高达10MPa下可靠工作；

进一步，所述装置还包括声光报警器，所述声光报警器与控制单元相联接；

进一步，所述装置还包括变压装置，所述变压装置的输出电压分为三路，经过整流滤波后分别作为粉尘浓度传感器电源、热释电红外探头电源和电磁阀电源；

进一步，所述装置还包括显示屏，所述显示屏的信号输入端与控制单元的信号输出端相联接；

进一步，所述装置还包括控制箱体，所述控制箱体分为上、下两层，所述上层为本安结构，下层为防爆结构，所说显示屏设置于上层顶面，所述控制单元和变压装置设置在下层，所述控制箱体的上层结构还设置有多个接口，用于控制单元和变压装置与外部器件之间的信号传递、控制联接和供电。

本发明的目的之二是通过以下技术方案实现的：

该智能化粉尘浓度设限喷雾降尘系统，包括如前所述的智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置，还包括地面监控主机以及井下安全监控系统分站，所述井下安全监控系统分站用于联接分设在矿井各处的智能化粉尘浓度设限喷雾降尘装置，并将粉尘浓度传感器采集到的各处浓度数据、运行工况传输至地面监控主机，实现粉尘浓度的在线监控。