【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及掘进巷道除尘领域，尤其涉及一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统及方法。
技术介绍
1、在煤矿掘进过程中，当掘进机进行机械化作业时，会产生大量粉尘。这些粉尘在常规的短抽通风方式下，会迅速扩散到巷道的后端，极大地影响巷道内工人的工作环境。这不仅使工人无法正常作业，还可能导致呼吸困难，长时间暴露在这样的环境中，工人可能患上尘肺病等职业病。为了应对此问题，单一的粉尘防治技术往往效果有限，尤其在煤矿掘进过程中，单一技术难以满足实际生产需求。这不仅可能导致防尘效果不佳，还可能引发安全生产问题。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供了一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统及方法，该专利技术采用双级气动风幕系统来隔离粉尘和湿式除尘器系统进行降尘，有效防止粉尘扩散，同时，该专利技术采用智能控制技术，实现了对风量和粉尘浓度的动态调控。为实现上述目的，所述技术方案如下：
2、一方面，提供了一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，该系统包括：
3、掘进系统，用于进行巷道掘进作业；
4、长压短抽式智能变频控制系统，用于控制掘进面的风流，通过长距离的压风和短距离的抽风，实现巷道的通风；
5、基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统，用于在巷道内形成风幕，隔离粉尘向外扩散；
6、湿式除尘器系统，用于捕捉和清除巷道内的粉尘；
7、智能控制系统，用于监测巷道内的粉尘浓度，并根据监测结果调
8、可选地，所述掘进系统包括：
9、掘进机，用于在巷道中进行岩石的切割、破碎和挖掘作业；
10、第一运输机，用于将所述掘进机挖掘的岩石运输到巷道后方的处理区域；
11、第二运输机，用于将所述第一运输机运输的岩石运输到巷道外。
12、可选地，所述长压短抽式智能变频控制系统包括：
13、压入式变频风机，用于将新鲜空气通过压风筒压入掘进面，形成正压区域；
14、所述压风筒，用于连接所述压入式变频风机和掘进面；
15、抽出式变频风机，用于将掘进面内的污浊空气通过抽风筒抽出，形成负压区域；
16、所述抽风筒，用于连接所述抽出式变频风机和掘进面。
17、可选地，所述基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统包括：
18、一级隔尘风幕生成装置，用于隔离和收集从掘进面抽出的粉尘，所述一级隔尘风幕生成装置位于所述掘进机司机前，并置于所述掘进机之上，实现风幕随掘进过程自动前移；
19、二级隔尘风幕生成装置，用于进一步隔离和收集从掘进面抽出的粉尘，所述二级隔尘风幕生成装置位于抽出式变频风机出风口。
20、可选地，所述湿式除尘器系统包括：
21、进气口，用于接收连所述污浊空气，接所述抽风筒；
22、喷嘴，用于喷水，净化所述污浊空气；
23、供水管道，用于给所述喷嘴供水；
24、隔尘挡板，用于清除所述污浊空气中的尘土；
25、固定过滤板，用于过滤净化所述污浊空气后的污水；
26、污泥沉降间，用于所述污水中污泥的沉淀；
27、出气口，用于排除净化后的空气，连接所述抽出式变频风机；
28、排污管，用于排出所述污水中污泥。
29、可选地，所述智能控制系统包括：
30、掘进面物理空间，用于实现传感器数据的采集和传输；
31、监控服务系统，用于实时监测所述基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统的风量与所述掘进面端头的粉尘浓度；
32、pid变频调节装置，用于控制所述巷道内的通风量；
33、虚拟空间，用于数据分析和处理，所述虚拟空间应用pid控制技术自适应调整技术，通过所述pid变频调节装置控制所述长压短抽智能变频控制系统的运行状态和湿式除尘器系统的工作状态。
34、可选地，所述一级隔尘风幕生成装置包括：一级类拉瓦尔喷管、锲形阻体、进气管和储气室，所述储气室内的空气由矿用供气管提供，所述空气经过进气管进入所述一级隔尘气幕生成装置，所述一级隔尘气幕生成装置内设置有所述锲形阻体以降低腔体内流体阻力，最后通过所述一级类拉瓦尔喷管加压产生稳定均匀隔尘气幕；
35、所述二级隔尘风幕生成装置包括：二级类拉瓦尔喷管、固定叶轮、旋转叶轮和调节旋钮，所述二级类拉瓦尔喷管均匀分布在固定叶轮外围，所述调节旋钮用于带动所述旋转叶轮旋转角度；
36、可选地，所述湿式除尘器系统的顶面内仓上设有m排喷嘴组件，每排所述喷嘴组件中的所述喷嘴的数量为n个，所述湿式除尘器系统中隔尘挡板的数量为q个；
37、若干所述喷嘴组件的排数m的计算公式为：
38、
39、式中，m为所述喷嘴组件的排数，
40、a为所述湿式除尘器的长度，
41、s为一个所述喷嘴的有效喷射面积；
42、每排所述喷嘴组件中的所述喷嘴的数量n的计算公式为：
43、
44、式中，n为每排所述喷嘴组件中的所述喷嘴的数量，
45、b为一个所述喷嘴所在的所述湿式除尘器的宽度，
46、s为一个所述喷嘴的有效喷射面积；
47、所述隔尘挡板的数量q的计算公式为：
48、
49、式中，q为湿式除尘器中隔尘挡板的数量，
50、m为所述喷嘴组件的排数。
51、可选地，所述长压短抽式智能变频控制系统以长压短抽的方式实现通风；在所述掘进面进风巷，所述智能控制系统控制所述压入式变频风机产生高压，实现长压通风，在掘进面回风巷，所述智能控制系统控制所述抽出式变频风机产生低压，实现短抽通风。
52、另一方面，提供了一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制方法，该方法应用于一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，该方法包括：
53、s1、启动掘进系统，所述掘进系统进行掘进作业；
54、s2、智能控制系统获得的基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统的风量与巷道掘进面端头的粉尘浓度；
55、s3、根据所述掘进作业和所述获得的风量与粉尘浓度，智能控制系统获得掘进作业的虚拟动态重构模型；
56、s4、根据所述虚拟动态重构模型，智能控制系统通过仿真分析，得到长压短抽智能变频控制系统的运行状态和湿式除尘器的工作状态；
57、s5、根据所述长压短抽智能变频控制系统的运行状态和湿式除尘器系统的工作状态，通过pid控制技术自适应调整技术，智能控制系统控制压入式变频风机、抽出式变频风机和湿式除尘器的工作参数；
58、s6、重复步骤s2~s5，直至巷道内空气质量达到要求。
59、本专利技术的技术方案与现有技术相比，至少具有如下有益效果：
60、上述方案一方面采用双级气动风幕系统来隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述掘进系统包括：
3.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述长压短抽式智能变频控制系统包括：
4.根据权利要求2所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统包括：
5.根据权利要求3所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述湿式除尘器系统包括：
6.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统包括：
7.根据权利要求4所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述一级隔尘风幕生成装置包括：一级类拉瓦尔喷管、锲形阻体、进气管和储气室，所述储气室内的空气由矿用供气管提供，所述空气经过进气管进入所述一级隔尘气幕生成装置，所述一级隔尘气幕生成装置内设置有所述锲形阻体以降低
8.根据权利要求5所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述湿式除尘器系统的顶面内仓上设有m排喷嘴组件，每排所述喷嘴组件中的所述喷嘴的数量为n个，所述湿式除尘器系统中隔尘挡板的数量为q个；
9.根据权利要求3所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述长压短抽式智能变频控制系统以长压短抽的方式实现通风；在所述掘进面进风巷，所述智能控制系统控制所述压入式变频风机产生高压，实现长压通风，在掘进面回风巷，所述智能控制系统控制所述抽出式变频风机产生低压，实现短抽通风。
10.一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述掘进系统包括：
3.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述长压短抽式智能变频控制系统包括：
4.根据权利要求2所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述基于类拉瓦尔喷管的双级风幕生成系统包括：
5.根据权利要求3所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述湿式除尘器系统包括：
6.根据权利要求1所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统包括：
7.根据权利要求4所述的掘进面风幕隔尘湿式除尘双效耦合智能控制系统，其特征在于，所述一级隔尘风幕生成装置包括：一级类拉瓦尔喷管、锲形阻体、进气...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨向东，蒋仲安，陈雅，高蕊，马威，张兆盈，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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