[发明专利]一种矿用随采无线智能喷雾降尘控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种喷雾降尘控制系统，属于煤矿环保安全设施技术领域，特别是涉及一种矿用随采智能喷雾降尘控制系统。

背景技术

矿井粉尘作为煤炭生产加工过程中的必然产物，是煤矿五大自然灾害之一。它不仅引起职业病，危害职工身体健康，同时许多粉尘还具有爆炸性，严重威胁着矿井的安全生产。

在煤炭生产过程中，几乎所有的作业均可能产生粉尘。特别是高产、高效的机械化程度较高的采煤工艺，使井下作业点空气中的粉尘浓度达到很高的程度。从目前我国采煤工作面的产尘情况来看，根据测定，在没有使用防尘措施的情况下，综采工作面的粉尘浓度可达2500~3000mg/m3，而综放工作面粉尘情况则比一般的综采工作面更为严重，综放面内产尘量可达矿井总尘量的60%以上，采煤机割煤、移架和放煤等工序平行作业时，有些煤矿个别瞬时原始总粉尘浓度甚至高达8000~10000mg/m3，即使采取措施，多数工作面的粉尘情况依然相当恶劣，采煤机下风侧粉尘浓度最大可达1000mg/m3以上。上述这些粉尘浓度数据已远远超出国家标准的相关规定。

近年来，喷雾降尘技术的使用推广取得了较好的灭尘效果，改善了矿井工作环境。然而，在其使用过程中，通常采用人工操作，且喷雾地点较多，操作工序繁复，工作强度大，喷雾效果较差且对工人的安全带来潜在威胁。因此，综采(放)工作面喷雾降尘的自动化智能化已成为亟需。

针对以上问题，专利CN102235170A研究了一种采煤机尘源跟踪喷雾降尘机构。该专利在采煤机上设置光控发射传感器，通过感光方式控制控制器完成喷雾降尘动作，从而实现对采煤矿机风流向下方的区域实施自动联合喷雾，而藉以形成理想的水雾幕使采煤过程中的致尘源得以有效遏制。然而，该专利所述各控制器均采用有线连接，线路多，接线复杂，而工作面空间狭小狭长，线缆不易布置，易造成接线错误，检修复杂。另外，井下环境复杂，使用光控传感器易受各种矿灯干扰。而采煤机割煤、移架和放煤等过程中都将产生大量煤尘，需要研究完善的控制系统对其一一处理。

鉴于以上论述，为实现综采（放）工作面的智能化喷雾降尘，改善工作面环境，保证工作面安全，本发明人经过不断的研究，并经反复验证后，设计出适用于综采（放）工作面的矿用随采无线智能喷雾降尘控制系统。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种矿用随采无线智能喷雾降尘控制系统，可随采煤机动作过程中，在采煤机工作位置附近风流运动方向的下方区域自动喷雾降尘，形成理想的水雾幕以控制煤尘随风流扩散，并根据采煤机动作过程自动延时停止喷雾，有效抑制采煤过程中形成的煤尘，保障工人身体健康，改善工作面环境。

本发明目的还在于，提供一种在综放工作面放煤过程中，根据放煤点位置自动喷雾降尘，抑制放煤过程中产生的煤尘。

本发明的进一步的目的在于，提供一种可以实现无线通信及控制的智能喷雾降尘系统，并可对其工作状况进行监测。

本发明的更进一步的目的在于，提供一种具有防止淋湿井下工作人员功能的智能喷雾降尘系统。

本发明的主要目的通过以下技术方案实现的：矿用随采无线智能喷雾降尘控制系统包括有端头监控控制器、若干节点喷雾降尘控制器、采煤机红外发射传感器、环网路由器及井上监视终端组成。所述的端头监控控制器与若干节点喷雾降尘控制器之间通过无线通讯方式完成控制信号及工作状态的数据交换。端头监控控制器通过矿井工业以太网将喷雾降尘控制器的工作状态传送到井上，通过环网路由器完成数据交换，并在井上监视终端实时显示。

所述的节点喷雾降尘控制器安装在各个液压支架上，主要由传感器系统和控制器系统组成。所述的传感器系统由红外接收传感器、煤尘浓度传感器、液压开关无线传感器及行人光敏传感器等组成。所述的控制器系统通过多个继电器控制电磁阀的开闭，从而控制各喷头的喷雾降尘工作。所述喷头由综采工作面喷头与综放工作面喷头组成。

所述的红外发射传感器安装在采煤机上，并可发射出形为扇面的红外激光，其扇面竖直发射，且与采煤机行走方向垂直。

采煤机工作时，红外发射传感器发射扇面红外激光；采煤机行走过程中，该扇面扫过安装于液压支架的红外接收传感器，根据液压支架位置从而获取采煤机当前的行走位置；根据采煤机行走位置及风流方向控制风流运动方向的下方区域若干综采工作面喷头开启，形成水雾幕，进行喷雾降尘；采煤机通过后喷头延时关闭。

放煤作业时，尾梁千斤顶动作打开放煤口。通过液压开关传感器获取当前放煤点，并根据放煤点位置及风流方向控制综放工作面喷头开启，从而有限控制放煤作业所产生的煤尘。