本发明专利技术公开了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法，涉及综掘面控尘技术领域，包括综掘机、抽风口，抽风口后布设抽风筒；综掘机上设有Y型智能分风器，Y型智能分风器包括轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体，轴向弱流箱体与轴向强流箱体的连接处、轴向强流箱体与径向箱体的连接处，均设有智能风量调节结构。本发明专利技术Y型智能分风器，将压风分流成轴向强流出风、轴向弱流出风、径向出风，在附壁效应下沿着巷道各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头粉尘进入负压抽风筒内，同时强流出风、轴向弱流出风形成无形的“Y型屏障”，减少漏风、逸尘现象，使迎头风流均匀；径向出风喷射巷道壁面后，在附壁效应下形成旋流风，供给新鲜风流。供给新鲜风流。供给新鲜风流。
【技术实现步骤摘要】
一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法
[0001]本专利技术涉及综掘面控尘
，尤其涉及一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法。
技术介绍
[0002]近年来，随着矿井智能化、机械化、自动化水平的日益提高，煤矿大型采掘设备快速发展并得到推广与应用，使得煤炭开采效率大大提升。但是，在煤炭年产量不断提升的同时，产尘强度增高、产尘量增大、尘肺病患病效率增高等系列问题也随之而来。
[0003]粉尘是煤矿五大灾害害之一，严重影响企业的安全生产和职工健康。高浓度的粉尘不仅会引发煤尘爆炸、诱发尘肺病，也会直接影响煤矿智能装备中相关传感元件的可靠性，已经成为当前煤矿亟待解决的重大难题。其中，综掘面尤其是粉尘SiO2含量较高的岩巷综掘面煤工尘肺病例数约占煤工尘肺病总数的50％以上。据实测，综掘工作面不采取防尘措施时，在其工作面迎头粉尘浓度高达3000mg/m3以上，其中呼吸性粉尘占近40％。而岩巷综掘工作面，其产生粉尘的分散度更高，对煤矿人员的身心健康及企业安全生产威胁更大。
[0004]为了控制综掘面的高浓度粉尘，目前已有通风除尘、喷雾降尘、化学抑尘、静电除尘等技术，其中长压短抽结合传统附壁风筒通风技术，对于控制综掘面粉尘浓度有显著效果。但现有附壁风筒技术在实际应用中仍存在一定问题，如随着综掘机的掘进，压风口和抽风口无法实时跟进，造成了控尘效果不佳，且传统方法需工人搬运附壁风筒随着掘进机向前移动，不断地拆卸重量较大的附壁风筒，以调整其最佳控尘位置，导致控尘效果不断波动、变化，控尘稳定性不强，现场工人劳动工作量大，技术难以推广。另外，传统控尘系统无法适用于瓦斯浓度较高的掘进工作面，导致技术局限性较强，易存在瓦斯积聚风险。
[0005]因此，现有控尘技术无法满足持续高强度的掘进作业需求，亟需进一步的改进与研究。
技术实现思路
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术公开了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置及瓦斯防治方法，将压风分流成轴向强流出风、轴向弱流出风、径向出风共三部分，轴向强流出风和轴向弱流出风将在附壁效应下沿着巷道各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头产生的高浓度粉尘进入负压抽风筒内，同时强流出风、轴向弱流出风形成无形的“Y型屏障”，操作简便，大幅度提高了掘进效率和控除尘效果。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本专利技术第一方面提出了一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置。
[0009]在一个可选实施例中，Y型双涡流式掘进智能控尘装置，包括综掘机、靠近迎头的抽风口，所述抽风口后布设抽风筒，抽风筒与一除尘风机相连通；其中，综掘机上设有一Y型智能分风器，抽风口与Y型智能分风器均随综掘机一起移动，Y型智能分风器前后分别设有迎头瓦斯浓度传感器和后方瓦斯浓度传感器；Y型智能分风器包括轴向弱流箱体、轴向强流
箱体与径向箱体，轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体分别设有轴向弱流出风口、轴向强流出风口与径向出风口，在附壁效应下，轴向强流出风口和轴向弱流出风口沿着巷道向前各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头高浓度粉尘进入抽风筒内，轴向弱流箱体与轴向强流箱体的连接处、轴向强流箱体与径向箱体的连接处，均设置有智能风量调节结构。
[0010]可选地，所述轴向弱流箱体和轴向强流箱体内均设有轴向导流板，用于导风形成均匀的轴向风流，轴向导流板与巷道横截面夹角为35
°
～45
°
；竖向固定分流板设置于径向箱体内，竖向固定分流板包括中间段和分别连接在中间段两端的第一折段和第二折段，其中，第二折段靠近径向出风口，第二折段与巷道轴向的夹角为75
°
～85
°
；径向出风口处设有可调节式横向导流板，可调节式横向导流板与水平面的夹角为35
°
～45
°
。
[0011]可选地，所述靠近轴向强流出风口的竖向固定分流板长度为径向箱体宽度的一半，随着远离轴向强流出风口，竖向固定分流板的长度依次等距离减小，便于径向出风口出风量均匀。
[0012]可选地，所述智能风量调节结构包括紧密贴合的风量控制皮带与风量控制固定板，风量控制皮带与风量控制固定板均设有竖向条状孔，风量控制固定板焊接于Y型智能分风器箱体内侧，且风量控制固定板开孔占Y型智能分风器箱体横截面积的20％～30％；风量控制皮带的两端分别绕在皮带卷轴上，皮带卷轴上端均设有卷轴齿轮，且卷轴齿轮与皮带卷轴为一体式结构；在风量控制皮带上方设有与卷轴齿轮相咬合的第一传动卡位皮带，用于两个皮带卷轴同步转动，实现风量控制皮带的传动；通过第一传动卡位皮带的传动，用于改变风量控制皮带与风量控制固定板各自竖向条状孔的重合面积，实现风量调节。
[0013]可选地，所述皮带卷轴上设有第一智能控制器，第一智能控制器内置电机、无线通讯芯片、PLC微处理器和电池，电机的轴与卷轴齿轮固定连接，用于带动卷轴齿轮转动；电机驱动皮带卷轴转动，用于控制风量控制皮带传动。
[0014]可选地，每个所述可调节式横向导流板两端分别设有旋转轴，旋转轴外固定连接有旋转轴齿轮，旋转轴齿轮与第二传动卡位皮带咬合，顶端的旋转轴上设有第二智能控制器，第二智能控制器内置电机、无线通讯芯片、PLC微处理器和电池，电机的轴与旋转轴齿轮固定连接，旋转轴齿轮与旋转轴固定连接，电机用于带动旋转轴转动，旋转轴齿轮与传动卡位皮带咬合，传动卡位皮带用于带动全部旋转轴转动，旋转轴用于带动可调节式横向导流板转动。
[0015]可选地，所述Y型智能分风器后端与伸缩风筒连接，伸缩风筒后端与矿用风筒相连通，抽风口与矿用风筒内的风量比值为0.75～1.25；伸缩风筒通过圆环悬挂于一导杆上，导杆前端和后端分别设有悬挂支架和固定支架。
[0016]可选地，所述悬挂支架上设有一固定销钉，导杆通过第一弹力绳索悬挂于固定销钉上，导杆靠近悬挂支架的一端设有防止第一弹力绳索脱落的第一防脱落挡板；固定支架上设有固悬挂钩，导杆通过第二弹力绳索悬挂于固悬挂钩上，导杆靠近固定支架的一端设有防止第二弹力绳索脱落的第二防脱落挡板。
[0017]本专利技术第二方面提出了一种基于上述Y型双涡流式掘进智能控尘装置的瓦斯防治方法。
[0018]在一个可选实施例中，瓦斯防治方法，包括如下步骤：
[0019](1)巷道的迎头瓦斯浓度传感器实时监测瓦斯浓度值，利用井下无线技术实时传
递监测数据，Y型智能分风器的第一智能控制器、第二智能控制器实时接收瓦斯浓度数据，PLC微处理器分析数据，便于Y型智能分风器提供通风方案，适应作业现场状况；
[0020](2)当迎头瓦斯浓度传感器检测到瓦斯浓度为0.5～1％时，启动第一级优化方案，第一智能控制器、第二智能控制器驱动电机控制Y型智能分风器，使轴向强流出风口、轴向弱流出风口风量增加，提升排瓦斯风速；当瓦斯浓度为1％～2％时，启动第二级优化方案，第一智能控制器、第二智能控制器驱动电机控制Y型智能分风器，关闭轴向弱流出风口，并增加轴向强流出风口本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置，其特征在于，包括综掘机、靠近迎头的抽风口，所述抽风口后布设抽风筒，抽风筒与一除尘风机相连通；其中，综掘机上设有一Y型智能分风器，抽风口与Y型智能分风器均随综掘机一起移动，Y型智能分风器前后分别设有迎头瓦斯浓度传感器和后方瓦斯浓度传感器；Y型智能分风器包括轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体，轴向弱流箱体、轴向强流箱体与径向箱体分别设有轴向弱流出风口、轴向强流出风口与径向出风口，在附壁效应下，轴向强流出风口和轴向弱流出风口沿着巷道向前各形成一个涡流场，双涡流场将卷吸迎头高浓度粉尘进入抽风筒内，轴向弱流箱体与轴向强流箱体的连接处、轴向强流箱体与径向箱体的连接处，均设置有智能风量调节结构。2.如权利要求1所述的一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置，其特征在于，所述轴向弱流箱体和轴向强流箱体内均设有轴向导流板，用于导风形成均匀的轴向风流，轴向导流板与巷道横截面夹角为35
°
～45
°
；竖向固定分流板设置于径向箱体内，竖向固定分流板包括中间段和分别连接在中间段两端的第一折段和第二折段，其中，第二折段靠近靠近径向出风口，第二折段与巷道轴向的夹角为75
°
～85
°
；径向出风口处设有可调节式横向导流板，可调节式横向导流板与水平面的夹角为35
°
～45
°
。3.如权利要求2所述的一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置，其特征在于，所述靠近轴向强流出风口的竖向固定分流板长度为径向箱体宽度的一半，随着远离轴向强流出风口，竖向固定分流板的长度依次等距离减小，便于径向出风口出风量均匀。4.如权利要求2所述的一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置，其特征在于，所述智能风量调节结构包括紧密贴合的风量控制皮带与风量控制固定板，风量控制皮带与风量控制固定板均设有竖向条状孔，风量控制固定板焊接于Y型智能分风器箱体内侧，且风量控制固定板开孔占Y型智能分风器箱体横截面积的20％～30％；风量控制皮带的两端分别绕在皮带卷轴上，皮带卷轴上端均设有卷轴齿轮，且卷轴齿轮与皮带卷轴为一体式结构；在风量控制皮带上方设有与卷轴齿轮相咬合的第一传动卡位皮带，用于两个皮带卷轴同步转动，实现风量控制皮带的传动；通过第一传动卡位皮带的传动，用于改变风量控制皮带与风量控制固定板各自竖向条状孔的重合面积，实现风量调节。5.如权利要求4所述的一种Y型双涡流式掘进智能控尘装置，其特征在于，所述皮带卷轴上设有第一智能控制器，第一智能控制器内置电机、无线通讯芯片、PLC微处理器和电池，电机的轴与卷轴齿轮固定连接，用于带动卷轴齿轮转动；电机驱动皮带卷轴转动，用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：于海明，尹慧娟，叶宇希，董慧，程煜，赵俊伟，解森，王茹，王培贝，高天源，夏宗伟，赵东亮，王兴杰，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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