【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿用粉尘过滤，具体是一种矿用超净新风个体供给防护系统及方法。
技术介绍
1、在煤矿井下生产过程中，工人的健康和安全极大地依赖于良好的空气质量。特别是在掘锚单巷掘进成为主流作业方式的当下，工人们长期处于高尘环境中工作，面临着严重的尘肺病风险。半煤岩巷道掘进工作面的比例预计在未来几年会达到50%以上，这种作业环境中的产尘量大且粉尘具有较高的危害性，现有的粉尘控制技术难以有效降低粉尘浓度至职业卫生安全标准。
2、在传统的矿井通风系统设计中，主要依赖主风机和局部风机将新鲜空气输送至矿井各个工作面和掘进面。然而，这些系统常因其设计和结构的局限性而无法有效过滤掉细微颗粒物（如pm2.5）。例如，除尘器的进风管道若放置在掘进机一定距离的地方，会导致含尘气流难以高效地进入除尘器，减弱了粉尘控制的有效性。这种设计缺陷不仅会影响工人的呼吸健康，还可能会引发严重的安全事故。
3、此外，工人通常使用的自吸式防尘口罩存在显著的设计缺陷。这些口罩随着使用时间的延长，其呼吸阻力会明显增大，往往半个班次就会出现滤盒阻塞的现象，使用的舒适性较差。即便这些口罩的过滤效果可达到99%，但由于其密合性通常较差，粉尘仍可能通过口罩和脸部的贴合处进入至口罩的内部。这种情况在半煤岩掘进工作面中尤为常见，因而其防尘效果远未能达到理想的使用状态。
4、传统的矿井通风系统及个体防护装备在运行过程中容易出现气流不稳定、过滤器堵塞等一系列问题，导致空气供应中断和供应效率降低。这些系统的维护和运行成本也因频繁的堵塞和损耗而居高不下。此外
5、鉴于现有技术的局限性和不足，迫切需要提供一种新型的超净新风个体供给防护系统及方法，以能集中高效地净化空气，并能将净化后的新风输送至工作区域中供不同个体使用。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种矿用超净新风个体供给防护系统及方法，该系统操作过程方便、维护过程简单、过滤效果理想、稳定性好、灵活性佳，具有较高的通用性，其能够集中高效地净化空气，能实现对每位工人进行个性化的洁净空气供应，可为井下作业的工人提供可靠的健康保障。该方法自动化程度高、安全性好、可靠性高，其能稳定地为井下作业空间及个体提供净化新风的供应服务，可有效保障井下工人的健康，并能有助于提高井下作业的安全系数。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种矿用超净新风个体供给防护系统，包括掘进巷道、供风巷道、超净新风供给机构和控制器；
3、所述供风巷道的进风端起始于矿井入口处的主通风井或主风硐内，其出风端纵向贯穿整个矿井，并与各个掘进巷道相连通；
4、所述超净新风供给机构包括主供风单元和新风过滤器；
5、所述主供风单元包括供风筒、局部通风机和新风风流监测组件一；所述供风筒的进风端位于供风巷道中，其出风段沿着掘进巷道长度方向延伸；所述局部通风机安装在供风筒的进风端；所述新风风流监测组件一安装在供风筒的内部，并位于局部通风机的进风侧；新风风流监测组件一包括温湿度监测模块一、颗粒物浓度监测模块一和多维空气污染物监测模块一，所述温湿度监测模块一用于实时采集所在位置处的温湿度信号一，所述颗粒物浓度监测模块一用于实时采集所在位置处的颗粒物浓度信号一，所述多维空气污染物监测模块一内部集成有co传感器一、no传感器一、ch4传感器一、co2传感器一和tvoc传感器一，用于实时采集所在位置处的co浓度信号一、no浓度信号一、ch4浓度信号一、co2浓度信号一和tvoc浓度信号一；
6、所述新风过滤器的数量为一个或多个，其悬吊在掘进巷道中，并位于掘进机的上方；新风过滤器包括外壳体、多级过滤组件、新风装置进风管、超净风流仓、超净风流送风管、一氧化碳吸收装置、新风装置气泵、超净风流监测组件一、个体净风供应单元、报警模块和微处理器；
7、所述多级过滤组件安装在外壳体的内部，其包括过滤壳体、前端金属筛网、中端金属筛网和高精度复合过滤机构；所述过滤壳体的一端开设有一级进风口，其另一端开设有一级出风口；所述前端金属筛网、中端金属筛网和高精度复合过滤机构的过滤精度依次升高，且由进风侧到出风侧方向依次间隔地安装在过滤壳体中；
8、所述新风装置进风管的进风端与供风筒的出风端连接，其中段串接有进风控制阀，其出风端穿入外壳体的内部，并与一级进风口连接；
9、所述超净风流仓安装在外壳体的内部，其上开设有其内腔相连通的二级进风口和多个个体出风接口；
10、所述超净风流送风管的进风端与一级出风口连接，其出风端与二级进风口连接；
11、所述一氧化碳吸收装置串接在超净风流送风管的进风侧；
12、所述新风装置气泵串接在超净风流送风管的出风侧；
13、所述超净风流监测组件一安装在超净风流送风管的内部，并位于新风装置气泵的出风侧；超净风流监测组件一包括温湿度监测模块三、颗粒物浓度监测模块三和多维空气污染物监测模块三，所述温湿度监测模块三用于实时采集所在位置处的温湿度信号三，所述颗粒物浓度监测模块三用于实时采集所在位置处的颗粒物浓度信号三，所述多维空气污染物监测模块三内部集成有co传感器三、no传感器三、ch4传感器三、co2传感器三和tvoc传感器三，用于实时采集所在位置处的co浓度信号三、no浓度信号三、ch4浓度信号三、co2浓度信号三和tvoc浓度信号三；
14、多个个体净风供应单元与多个个体出风接口相对应，所述个体净风供应单元包括个体送风管路、单向阀、流量调节装置和呼吸面罩，所述个体送风管路的进风端穿入外壳体的内部，并与对应的个体出风接口连接；所述单向阀串接在个体送风管路的进风段；所述流量调节装置串接在个体送风管路的中段；所述呼吸面罩连接在个体送风管路的出风端；
15、所述报警模块安装在外壳体的外部；
16、所述微处理器安装在外壳体的内部，并分别与进风控制阀、新风装置气泵、超净风流监测组件一、流量调节装置和报警模块连接；
17、所述控制器分别与新风风流监测组件一、局部通风机和微处理器连接。
18、进一步，为了能够充分确保井下供风作业的安全性和可靠性，所述超净新风供给机构还包括第二供风单元；
19、所述第二供风单元包括井下压风管道、风管供风管路、新风风流监测组件二和压风控制阀；所述风管供风管路的进风端与井下压风管道连接；所述新风风流监测组件二安装在风管供风管路中段的内部，新风风流监测组件二包括温湿度监测模块二、颗粒物浓度监测模块二和多维空气污染物监测模块二，所述温湿度监测模块二用于实时采集所在位置处的温湿度信号二，所述颗粒物浓度监测模块二用于实时采集所在位置处的颗粒物浓度信号二，所述多维空气污染物监测模块二内部集成有co传感器二、no传感器二、ch4传感器二、co2传感器二和tvoc传感器二，用于实时采集所在位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种矿用超净新风个体供给防护系统，包括掘进巷道（3）和供风巷道（1），所述供风巷道（1）的进风端起始于矿井入口处的主通风井或主风硐内，其出风端纵向贯穿整个矿井，并与各个掘进巷道（3）相连通；
2.根据权利要求1所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述超净新风供给机构还包括第二供风单元；
3.根据权利要求1或2所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，在掘进巷道（3）的顶部布置有顶板支护网片（7），所述供风筒（6）通过连接件连接在顶板支护网片（7）的下方。
4.根据权利要求3所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述超净风流仓（1011）上还开设有二级出风口；所述新风过滤器（10）还包括分支通风管道（1023）、新风装置风机（1026）和超净风流监测组件二（1022），所述分支通风管道（1023）的进风端穿入外壳体（1001）的内部，并与二级出风口连接，其管身上相间隔地连接有多个分支接口（1024）；所述新风装置风机（1026）与微处理器（1010）连接，其串接在分支通风管道（1023）的进风端；所述超
5.根据权利要求4所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述高精度复合过滤机构（1005）包括滤筒（1027）、滤芯（1028）和导流板（1029）；所述滤筒（1027）的筒身上遍布表面地开设有若干个网孔；所述滤芯（1028）插装于滤筒（1027）的内部；滤芯（1028）为空心筒状的连续褶皱型滤材，褶皱型滤材为三层结构，其由外到内依次为粗效滤层、中效滤层和高效滤层，同时，连续褶皱型滤材由若干个褶皱单元（1030）顺次连接而成，且每个褶皱单元（1030）的断面均呈梯形；导流板（1029）位于滤筒（1027）和滤芯（1028）之间的环形区域中，且螺旋状地绕设于滤芯（1028）的外部。
6.根据权利要求5所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述呼吸面罩（1021）包括面罩主体（1031）、吸气阀（1032）和呼吸阀（1033）；所述面罩主体（1031）的内部具有呼吸腔，其后侧为与面部相适配的敞口结构，且敞口部分的四周为硅胶材质；面罩主体（1031）前侧下部开设有出气口（1034），其前侧的上部开设有进气口（1016）；面罩主体（1031）于进气口（1016）的前侧外围连接有气路接头；所述气路接头通过柔性管路与个体送风管路（1020）的出风端连接；所述吸气阀（1032）安装于进气口（1016）中；所述呼吸阀（1033）安装于出气口（1034）中。
7.根据权利要求1所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述新风过滤器还包括泄压阀（1015），所述泄压阀（1015）的进口端穿过外壳体（1001），并与超净风流仓（1011）连接，其出口端与外界大气连通。
8.根据权利要求1所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述供风筒（6）的进风端位于供风巷道（1）中新鲜风流（2）流动方向的上游侧。
9.一种矿用超净新风个体供给防护方法，采用如权利要求1至8任一项所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种矿用超净新风个体供给防护方法，其特征在于，在步骤三中，在个体净风供应单元（1019）工作期间，根据不同使用个体自身情况对流量调节装置（1014）的流量进行调节，以获得符合使用者自身需求的气流供应流量。
...【技术特征摘要】
1.一种矿用超净新风个体供给防护系统，包括掘进巷道（3）和供风巷道（1），所述供风巷道（1）的进风端起始于矿井入口处的主通风井或主风硐内，其出风端纵向贯穿整个矿井，并与各个掘进巷道（3）相连通；
2.根据权利要求1所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述超净新风供给机构还包括第二供风单元；
3.根据权利要求1或2所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，在掘进巷道（3）的顶部布置有顶板支护网片（7），所述供风筒（6）通过连接件连接在顶板支护网片（7）的下方。
4.根据权利要求3所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述超净风流仓（1011）上还开设有二级出风口；所述新风过滤器（10）还包括分支通风管道（1023）、新风装置风机（1026）和超净风流监测组件二（1022），所述分支通风管道（1023）的进风端穿入外壳体（1001）的内部，并与二级出风口连接，其管身上相间隔地连接有多个分支接口（1024）；所述新风装置风机（1026）与微处理器（1010）连接，其串接在分支通风管道（1023）的进风端；所述超净风流监测组件二（1022）与微处理器（1010）连接，其安装在分支通风管道（1023）的内部，并位于新风装置风机（1026）的出风侧，超净风流监测组件二（1022）包括温湿度监测模块四、温湿度监测模块四和多维空气污染物监测模块四，所述温湿度监测模块四用于实时采集所在位置处的温湿度信号四，所述温湿度监测模块四用于实时采集所在位置处的颗粒物浓度信号四，所述多维空气污染物监测模块四内部集成有co传感器四、no传感器四、ch4传感器四、co2传感器四和tvoc传感器四，用于实时采集所在位置处的co浓度信号四、no浓度信号四、ch4浓度信号四、co2浓度信号四和tvoc浓度信号四。
5.根据权利要求4所述的一种矿用超净新风个体供给防护系统，其特征在于，所述高精度复合过滤机构（1005）包括滤筒（1027）、滤芯（1028）和导流板（1029）；所述滤筒（1027）的筒身上遍布...
【专利技术属性】
技术研发人员：周福宝，周家宝，郑丽娜，冯子康，刘凌妤，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。