一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置的製作方法

2023-06-06 18:15:56

本實用新型涉及煤礦風井通風技術領域，具體涉及一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置。

背景技術：

我國煤炭開採礦井絕大多數是井工開採，截止2013年3月，井工開採的礦井有13000多個，凡是井工開採的煤礦都在地面建有主扇風機，由主扇風機將井下採煤和掘進工作區域內的有害氣體及粉塵排出，保證井下工作人員身體健康和安全生產。雖然煤炭採掘過程中在井下採取了一些降塵措施，但風井主扇所排出的通風瓦斯乏風中仍然含有細顆粒物，主要包括巖粉和煤粉，大部分粒徑在1～10微米之間，據統計約佔全部粉塵的90％左右，是人體可吸入粉塵，其粉塵濃度平均約1.3mg/m3。一個中等煤礦的主扇每小時排出通風瓦斯乏風約60萬立方米，每年對空排放總粉塵約21噸，其中呼吸性粉塵約7噸。全國煤礦以這種方式排到大氣環境中的粉塵約27萬噸以上，其中呼吸性粉塵約9萬噸，比我國目前所有機動車輛年排放細顆粒物總和還要多。如此多的粉塵是目前我國國土大範圍內霧霾天氣形成的主要原因之一，對國民的身體健康造成了很大的危害。我國煤礦安全規程長期以來對風井主扇通風瓦斯乏風的排放粉塵沒有做出要求，但隨著煤炭行業礦井數量的快速增加，產煤量和通風量加大，再加上由於大氣溫室氣體的增多，氣候異常，粉塵擴散條件變差等多重因素的疊加，霧霾天氣越來越嚴重，現在已經成為各級政府、各階層群眾和國際社會最為關注的環境問題之一。所以，煤礦風井通風瓦斯乏風粉塵的過濾淨化是一項有效治霾的重要措施。隨著發動機行業的快速發展，空氣濾清技術達到了一定高度，粒徑1微米以上的粉塵都可過濾，過濾效率95％以上。借鑑發動機空氣濾清器的技術，結合煤礦風井主扇通風瓦斯乏風的特點，設計煤礦風井主扇通風瓦斯乏風粉塵過濾淨化裝置。

如中國專利號CN201420162887.X，公告日期為2014年08月06日的發明專利中公開了一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置，其技術方案是：濾芯骨架安裝在風井主扇通風口上，濾芯骨架的中間安裝有內導流罩，濾芯骨架的外周邊沿與內導流罩的內邊沿搭接，粗濾芯和精濾芯依次安裝在濾芯骨架上，所述的精濾芯安裝在粗濾芯的外側，所述的濾芯骨架的外側安裝有外導流罩，外導流罩的下部設置排雨水孔口，該實用新型對通風過程中排入大氣的煤礦內空氣進行淨化，降低對環境的汙染，但該實用新型的結構不夠合理，過濾淨化效果不明顯，而且在使用過程中可能存在裝置背壓過大導致部分裝置脫落的危險。

技術實現要素：

一解決的技術問題

針對現有技術所存在的上述缺點，本實用新型提供了一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置，能夠有效地克服現有技術所存在的不足，通過設置弧形導流板對風口處空氣流分流，經過過濾淨化裝置有效的過濾空氣中的可吸入顆粒成分，並通過活性炭吸附不能被過濾的甲烷成分，降低甚至消除瓦斯汙染，空氣過濾器傾斜設置增大過濾面積且便於清理，同時本實用新型實現了對風管出口處的壓力檢測和排入大氣的氣體中甲烷含量的檢測，保障裝置中各部分之間的穩定連接和正常工作。

二技術方案

為實現以上目的，本實用新型通過以下技術方案予以實現：

一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置，包括風管和過濾淨化裝置，所述的過濾淨化裝置設置在風管的出口處；所述的過濾淨化裝置包括裝置外殼、空氣過濾器、活性炭填充層和灰鬥；所述的空氣過濾器傾斜設置在所述的裝置外殼內，所述的活性炭填充層設置在所述的空氣過濾器的外側，所述的活性炭填充層設置在所述的裝置外殼內；所述的灰鬥設置在所述空氣過濾器的下端，所述的灰鬥與所述的裝置外殼連接；所述的空氣過濾器上設置壓力傳感器，所述的活性炭填充層的出風口處設置甲烷傳感器；所述的裝置外殼的上端連接弧形導流板，所述的弧形導流板之間通過導流板連接槽連接；所述的裝置外殼下方設置蜂鳴報警器；所述的過濾淨化裝置的外部連接外導流罩；所述的風管連接空氣泵；所述的壓力傳感器、所述的甲烷傳感器與微處理器相連，所述的微處理器連接控制器和無線通信模塊，所述的控制器連接所述的空氣泵和所述的蜂鳴報警器；所述的無線通信模塊通過無線網關連接主機PC端。

更進一步地，所述的空氣過濾器的上端向所述的風管軸向一側傾斜，所述的空氣過濾器與水平面之間夾角在60°～90°之間。

更進一步地，所述的灰鬥與所述的裝置外殼通過卡扣連接。

更進一步地，所述的弧形導流板的數量為2，所述的弧形導流板的一端卡裝在所述的導流板連接槽內。

更進一步地，所述的外導流罩的下端的與所述的裝置外殼密封連接。

三有益效果

採用本實用新型提供的技術方案，與已知的公有技術相比，具有如下有益效果：

1、本實用新型通過設置弧形導流板，提高導流效率的同時對風壓具有一定的緩衝作用，降低氣流壓力對空氣過濾器的衝擊。

2、本實用新型通過設置傾斜的空氣過濾器，一方面增大了空氣過濾面積，另一方面便於空氣淨化器上積累的灰塵落在灰鬥中，避免過重的灰塵影響空氣過濾器的正常工作，定期的清洗更換灰鬥即可保持過濾淨化裝置在一定程度上的清潔。

3、本實用新型通過的設置活性炭填充層，有效的吸附空氣中的甲烷成分，減少溫室氣體甲烷排入空氣，降低甚至消除瓦斯汙染，保護環境。

4、本實用新型通過設置壓力傳感器檢測風管出口處的氣流壓力，過大時則報警提示，通過工作人員調節空氣泵轉速或者自動通過控制器調節泵出的氣流速度，有效的控制了氣流壓力對裝置組件的影響。

5、本實用新型通過設置甲烷傳感器實時檢測排出的空氣中甲烷的含量，超標時則報警提醒，可以通過增加或更換活性炭以控制裝置對甲烷的吸附，同時這一檢測數據對煤礦內工作人員的人身安全意義也十分重大。

6、本實用新型建立了與主機PC端的連接，實時檢測的壓力和甲烷含量數據能夠及時傳送給主機，便於工作人員監測裝置的工作情況和採集數據。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的側面剖視結構示意圖；

圖2為本實用新型的俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型的導流板連接槽的結構示意圖；

圖4為本實用新型的連接示意圖；

圖中的標號分別代表：1-風管；2-弧形導流板；3-過濾淨化裝置；4-空氣過濾器；5-活性炭填充層；6-壓力傳感器；7-甲烷傳感器；8-灰鬥；9-蜂鳴報警器；10-外導流罩；11-空氣泵；12-導流板連接槽；13-裝置外殼。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

下面結合實施例對本實用新型作進一步的描述。

實施例

本實施例的一種煤礦風井主扇通風瓦斯粉塵過濾淨化裝置3，包括風管1和過濾淨化裝置3，過濾淨化裝置3設置在風管1的出口處，過濾淨化裝置3包括裝置外殼13、空氣過濾器4、活性炭填充層5和灰鬥8；空氣過濾器4傾斜設置在裝置外殼13內，活性炭填充層5設置在空氣過濾器4的外側，活性炭填充層5設置在裝置外殼13內；灰鬥8設置在空氣過濾器4的下端，灰鬥8與裝置外殼13連接；空氣過濾器4上設置壓力傳感器6，活性炭填充層5的出風口處設置甲烷傳感器7；裝置外殼13的上端連接弧形導流板2，弧形導流板2之間通過導流板連接槽12連接；裝置外殼13下方設置蜂鳴報警器9；過濾淨化裝置3的外部連接外導流罩10；風管1連接空氣泵11；壓力傳感器6、甲烷傳感器7與微處理器相連，微處理器連接控制器和無線通信模塊，控制器連接空氣泵11和蜂鳴報警器9；無線通信模塊通過無線網關連接主機PC端；空氣過濾器4的上端向風管1軸向一側傾斜，空氣過濾器4與水平面之間夾角在60°～90°之間；灰鬥8與裝置外殼13通過卡扣連接；弧形導流板2的數量為2，弧形導流板2的一端卡裝在導流板連接槽12內；外導流罩10的下端的與裝置外殼13密封連接；

風管1內空氣流經過弧形導流板2分流至兩側的過濾淨化裝置3，先經過空氣過濾器4過濾空氣中的可吸入顆粒物，再經過活性炭填充層5吸附空氣中的甲烷成分，最後經過外導流罩10排入大氣中；壓力傳感器6和甲烷傳感器7實時檢測氣流壓力和甲烷含量，如果氣流壓力過高，則通過控制空氣泵11的轉速控制氣流速度進行降壓；如果排出的氣體甲烷含量增加了，則可能需要更換活性炭或者加量，活性炭填充層5對氣流中的水份也具有吸附作用，這些水份中可能溶解了煤礦中的一些有毒成分，排入大氣也具有一定的危害；蜂鳴報警器9對不正常的壓力和甲烷含量發出報警提示；檢測數據通過無線通信模塊及無線網關傳送至主機PC端，工作人員可以通過主機監測裝置的工作狀態及採集數據，便於管理。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不會使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和範圍。