1.基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，包括于竖直方向平行设置的矿石溜井(1)、废石溜井(2)，以及位于每个中段的卸载硐室(3)，其特征在于：每个所述卸载硐室(3)两端通过支岔溜井(4)分别与所述矿石溜井(1)和废石溜井(2)连通，每个所述卸载硐室(3)下方还设有连通所述矿石溜井(1)和废石溜井(2)的联络道(5)，所述联络道(5)内设有用于截断通道的风门(6)，所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)于顶部卸矿口处均设有可开合的电动盖板(7)，所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)底端均与回风道(8)连通，所述回风道(8)内置有净化仓(9)。
2.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述联络道(5)横截面呈方形，其边长尺寸不小于2m，所述联络道(5)底板自所述矿石溜井(1)向废石溜井(2)呈坡度降低，其坡度值为3～5%。
3.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述联络道(5)与所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)连接位置处均设有渐阔喇叭口(10)。
4.根据权利要求3所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述渐阔喇叭口(10)内壁覆设有聚乙烯衬板。
5.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述支岔溜井(4)与所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)形成夹角(11)，所述夹角(11)值为50°～60°，所述支岔溜井(4)的井壁采用高强度混凝土浇筑且内置钢轨或耐磨钢板作为里衬。
6.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述电动盖板(7)包括与所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)卸矿口连接的基座(12)、以及通过铰接芯轴(21)与所述基座(12)铰接的盖板(13)，所述盖板(13)连接有控制开启的液压油缸及辅助关闭的复位弹簧，在所述盖板(13)与所述基座(12)接触侧端面依次设有充气式密封气囊(14)、硅橡胶密封条(15)。
7.根据权利要求6所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述基座(12)朝向井内一侧设有沿圆周呈环形布置的超声干雾喷嘴(16)。
8.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，所述净化仓(9)沿气流方向依次设有通过管道连接的变频风机(17)、重力沉降室(18)、湿式旋流板塔(19)和阻燃防静电滤筒(20)。
9.根据权利要求1所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，其特征在于，于所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)中段及卸矿口、所述联络道(5)及所述净化仓(9)前端和末端均设有激光粉尘浓度传感器、风速仪、静压传感器，所述电动盖板(7)、风门(6)上均设有开度传感器。
10.基于权利要求1-9任一所述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统的除尘方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：当系统处于非卸矿时，变频风机(17)以5HZ频率低速运行，井内的静压传感器测得压力值为-50Pa;
S2：当系统处于卸矿时，任一矿石溜井(1)、废石溜井(2)的电动盖板(7)接收地面监控中心的远程开启信号后，优先启动超声干雾喷嘴(16)和所述变频风机(17)，所述超声干雾喷嘴(16)喷洒2s在卸矿口处形成雾幕，所述变频风机(17)以50HZ预设频率运行，井内的静压传感器测得压力值为-100Pa，形成强力吸入，含尘气流经净化仓(9)处理后沿回风道(8)排至地表;
井内的静压传感器测得压力值异常时，系统通过依次自动调节所述变频风机(17)工作频率及风门(6)开度实现压力值稳定;
所述矿石溜井(1)、废石溜井(2)中段及卸矿口、联络道(5)及所述净化仓(9)前端的激光粉尘浓度传感器检测浓度超标时，所述变频风机(17)工作频率在50HZ～100 HZ自动调节;
S3：卸矿结束，所述超声干雾喷嘴(16)持续喷洒10～30s，扑集悬浮余尘，关闭所述电动盖板(7);
S4：地面监控中心实时远程监测各执行部件的工作参数，并存储工作参数，自动生成报表及故障报警日志。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及采矿设备技术领域，尤其涉及基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统及除尘方法。
背景技术
[0002]目前，部分矿区由于采用集中运输方式，在各中段进风巷道内设置了大量的溜井系统，一般由矿石溜井和废石溜井组成，并平行布置，相距10米左右，且一条溜井服务于多个生产中段。当上部中段矿石被倒入溜井后，在溜井内做自由落体，矿石下落方向前方的空气被急剧压缩，使矿石下部形成正压区，产生大量的含尘空气从下部中段溜井口喷出，污染卸载硐室和进风巷，造成井下粉尘浓度超标。
[0003]授权公告号为CN214303919U的中国实用新型专利，公开了一种矿石溜井除尘装置，其包括竖直设置的矿石溜井和废石溜井，在所述矿石溜井的底部水平的开设有收尘硐室，所述收尘硐室的另一端与所述废石矿井相连通，在所述收尘硐室的靠近所述矿石溜井一侧安装有引风机，在所述收尘硐室内水平的安装有水管，在所述水管上沿长度方向均布的安装有若干个喷头，在所述废石矿井的底部安装有强磁静电除尘筛。上述公开方案在矿石溜井和废石溜井之间设计了收尘硐室，并在收尘硐室内安装风机、喷淋装置以及静电除尘装置，有效的解决了矿石溜井返尘严重的问题，保证清洁生产。但上述公开方案并未能避免含尘气流对卸载硐室的污染。
发明内容
[0004]为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统及除尘方法。
[0005]为实现上述目的，本发明公开的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，包括于竖直方向平行设置的矿石溜井、废石溜井，以及位于每个中段的卸载硐室，每个所述卸载硐室两端通过支岔溜井分别与所述矿石溜井和废石溜井连通，每个所述卸载硐室下方还设有连通所述矿石溜井和废石溜井的联络道，所述联络道内设有用于截断通道的风门，所述矿石溜井、废石溜井于顶部卸矿口处均设有可开合的电动盖板，所述矿石溜井、废石溜井底端均与回风道连通，所述回风道内置有净化仓。
[0006]优选地，所述联络道横截面呈方形，其边长尺寸不小于2m，所述联络道底板自所述矿石溜井向废石溜井呈坡度降低，其坡度值为3～5%。
[0007]优选地，所述联络道与所述矿石溜井、废石溜井连接位置处均设有渐阔喇叭口。
[0008]优选地，所述渐阔喇叭口内壁覆设有聚乙烯衬板。
[0009]优选地，所述支岔溜井与所述矿石溜井、废石溜井形成夹角，所述夹角值为50°～60°，所述支岔溜井的井壁采用高强度混凝土浇筑且内置钢轨或耐磨钢板作为里衬。
[0010]优选地，所述电动盖板包括与所述矿石溜井、废石溜井卸矿口连接的基座、以及通过铰接芯轴与所述基座铰接的盖板，所述盖板连接有控制开启的液压油缸及辅助关闭的复位弹簧，在所述盖板与所述基座接触侧端面依次设有充气式密封气囊、硅橡胶密封条。
[0011]优选地，所述基座朝向井内一侧设有沿圆周呈环形布置的超声干雾喷嘴。
[0012]优选地，所述净化仓沿气流方向依次设有通过管道连接的变频风机、重力沉降室、湿式旋流板塔和阻燃防静电滤筒。
[0013]优选地，于所述矿石溜井、废石溜井中段及卸矿口、所述联络道及所述净化仓前端和末端均设有激光粉尘浓度传感器、风速仪、静压传感器，所述电动盖板、风门上均设有开度传感器。
[0014]本发明还公开了一种基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统的除尘方法，包括如下步骤：
S1：当系统处于非卸矿时，变频风机以5HZ频率低速运行，井内的静压传感器测得压力值为-50Pa;
S2：当系统处于卸矿时，任一矿石溜井、废石溜井的电动盖板接收地面监控中心的远程开启信号后，优先启动超声干雾喷嘴和所述变频风机，所述超声干雾喷嘴喷洒2s在卸矿口处形成雾幕，所述变频风机以50HZ预设频率运行，井内的静压传感器测得压力值为-100Pa，形成强力吸入，含尘气流经净化仓处理后沿回风道排至地表;
井内的静压传感器测得压力值异常时，系统通过依次自动调节所述变频风机工作频率及风门开度实现压力值稳定;
所述矿石溜井、废石溜井中段及卸矿口、联络道及所述净化仓前端的激光粉尘浓度传感器检测浓度超标时，所述变频风机工作频率在50HZ～100 HZ自动调节;
S3：卸矿结束，所述超声干雾喷嘴持续喷洒10～30s，扑集悬浮余尘，关闭所述电动盖板;
S4：地面监控中心实时远程监测各执行部件的工作参数，并存储工作参数，自动生成报表及故障报警日志。
[0015]本发明的有益效果是：
1、本系统使原本相互独立的矿石溜井、废石溜井相互贯通，形成循环系统，让两条溜井互为泄压井，即当矿石溜井卸矿时，废石溜井作为泄压井，当废石溜井卸载时，矿石溜井作为泄压井;卸矿过程中，矿石下落方向前方的空气被急剧压缩形成正压区，矿石上方由于矿石下落后形成负压区，被压缩空气形成冲击风流，冲击风流通过“矿石溜井-联络道-废石溜井-上方的联络道-矿石溜井”形成一个环形风路，使得含尘气流在矿石溜井与废石溜井构成封闭循环，从而大大减少了各中段支岔溜井井口喷出的含尘气流，减少了粉尘对卸载硐室的污染，也能够降低含尘气流喷出，有效降低了粉尘对通风系统污染;
2、卸矿过程中，变频风机能将溜井内含尘空气抽出并净化后排出至地面，使溜井内气压始终低于卸载硐室内气压，进一步降低含尘气流对卸载硐室的污染，使卸载硐室内环境明显改善;
3、本系统充分利用现有工程，避免另行施工泄压井，降低作业成本，具有显著经济效益，除尘过程自动化程度高具有显著安全效益。
附图说明
[0016]图1为本发明整体结构的示意图;
图2为图1中A区域的放大视图;
图3为本发明中电动盖板的立体图;
图4为本发明中电动盖板的截面图。
[0017]在图中，1、矿石溜井;2、废石溜井;3、卸载硐室;4、支岔溜井;5、联络道;6、风门;7、电动盖板;8、回风道;9、净化仓;10、渐阔喇叭口;11、夹角;12、基座;13、盖板;14、充气式密封气囊;15、硅橡胶密封条;16、超声干雾喷嘴;17、变频风机;18、重力沉降室;19、湿式旋流板塔;20、阻燃防静电滤筒;21、铰接芯轴。
具体实施方式
[0018]以下结合附图1至附图4对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0019]基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统，如图1和图2所示，包括于竖直方向平行设置的矿石溜井1、废石溜井2，以及位于每个中段的卸载硐室3，矿石溜井1、废石溜井2相距10米左右，且矿石溜井1、废石溜井2服务于多个生产中段。每个卸载硐室3两端通过支岔溜井4分别与矿石溜井1和废石溜井2连通，每个卸载硐室3下方还设有连通矿石溜井1和废石溜井2的联络道5，联络道5内设有用于截断通道的风门6，让原本独立的矿石溜井1和废石溜井2能够相互贯通，形成循环系统，两条溜井互为泄压井，即当矿石溜井1卸矿时，废石溜井2作为泄压井;当废石溜井2卸矿时，矿石溜井1作为泄压井，避免了另行施工泄压井，风门6用于在系统调试时平衡各中段间的风压分配，确保泄压效果均匀。当矿石溜井1或废石溜井2卸矿时，如图1箭头所示，矿石下落方向前方的空气被急剧压缩形成正压区，矿石上方由于矿石下落形成负压区，被压缩空气形成冲击风流，冲击风流沿矿石溜井1、联络道5、废石溜井2、上方的联络道5、矿石溜井1形成一个环形风路，使得含尘污风在矿石溜井1与废石溜井2构成的内部封闭循环，从而使80%以上的含尘污风束缚在闭环内，大大减少了从各中段的支岔溜井4井口喷出的含尘气流，减少了粉尘对通风系统及卸载硐室3的污染。矿石溜井1、废石溜井2底端均与回风道8连通，回风道8内置有净化仓9，净化仓9将含尘空气抽出并净化后排出至地表。
[0020]进一步地，矿石溜井1、废石溜井2于顶部卸矿口处均设有可开合的电动盖板7，当矿石溜井1或废石溜井2处于非卸矿时，电动盖板7处于关闭状态，能有效减少含尘空气从矿石溜井1或废石溜井2的井口喷出。
[0021]在本实施例中，联络道5横截面呈方形，其边长尺寸不小于2m，联络道5底板自矿石溜井1向废石溜井2呈坡度降低，其坡度值为3～5%，即在水平距离100米的情况下，垂直高度下降3～5米，便于泄水及粉尘导向。
[0022]进一步地，联络道5与矿石溜井1、废石溜井2连接位置处均设有渐阔喇叭口10，能够降低局部风速，减少粉尘对拐角的冲刷与沉积。渐阔喇叭口10内壁覆设有具有耐磨及降噪作用的聚乙烯衬板。
[0023]为了增加支岔溜井4的强度，支岔溜井4与矿石溜井1、废石溜井2形成夹角11，夹角11值为50°～60°，此角度范围确保了矿石下落时具有足够的垂直分速度以产生显著的“活塞效应”，为泄压循环提供稳定动力，同时，水平分速度又不会过大，避免了矿石对井壁的过度撞击和二次扬尘，支岔溜井4的井壁采用高强度混凝土浇筑且内置钢轨或耐磨钢板作为里衬。
[0024]如图3和4所示，电动盖板7包括与矿石溜井1、废石溜井2卸矿口连接的基座12、以及通过铰接芯轴21与基座12铰接的盖板13，盖板13连接有控制开启的液压油缸及辅助关闭的复位弹簧，液压油缸的缸杆伸出时，盖板13翻转打开，复位弹簧处于压缩蓄能，当液压油缸的缸杆回缩时，复位弹簧释放蓄能作用于盖板13，辅助液压油缸使盖板13关闭，当液压油缸故障时，盖板13在复位弹簧的作用下也能实现3s内强制关闭。液压油缸控制启闭的具体结构方案属于本领域技术人员熟知的技术方案，此处不再赘述，复位弹簧可以采用本领域技术人员熟知的扭簧。为了使基座12和盖板13密闭良好，于基座12、盖板13接触侧设有两道密封，具体地，在盖板13与基座12接触侧端面依次设有充气式密封气囊14、硅橡胶密封条15，盖板13闭合时，充气式密封气囊14充气膨胀，压紧硅橡胶密封条15实现更好密封。为了保证电动盖板7紧急情况下的开启，电动盖板7还设置有手动紧急开启装置，盖板13处于开启状态时有灯光指示。
[0025]基座12朝向井内一侧设有沿圆周呈环形布置的超声干雾喷嘴16。当矿石溜井1或废石溜井2的电动盖板7接收地面监控中心的远程开启信号后，优先启动超声干雾喷嘴16，喷洒2s在卸矿口处形成雾幕，降低卸矿口粉尘污染。
[0026]进一步地，净化仓9沿气流方向依次设有通过管道连接的变频风机17、重力沉降室18、湿式旋流板塔19和阻燃防静电滤筒20。通过变频风机17的作用，矿石溜井1、废石溜井2内的气压始终低于卸载硐室3内气压，进一步降低含尘气流对卸载硐室3的污染，使卸载硐室3内环境明显改善。
[0027]于矿石溜井1、废石溜井2中段及卸矿口、联络道5及净化仓9前端和末端均设有激光粉尘浓度传感器、风速仪、静压传感器，电动盖板7、风门6上均设有开度传感器。
[0028]当含尘气流通过变频风机17的抽吸进入重力沉降室18时，大部分粗颗粒在此降落;随后气流通过湿式旋流板塔19，粉尘被水膜捕获;最后经过阻燃防静电滤筒20，去除PM2.5及以下的超细颗粒物，实现超低浓度排放。重力沉降室18与湿式旋流板塔19产出的泥浆排入井下沉淀池，压滤后成泥饼运出。滤筒清灰采用压缩空气脉冲反吹，收集的干灰可打包处置。重力沉降室18、湿式旋流板塔19、阻燃防静电滤筒20为本领域技术人熟知技术部件，此处不再赘述。
[0029]本发明还提供一种基于上述的基于闭环泄压与智能调控的高溜井除尘系统的除尘方法，包括如下步骤：
S1：当系统处于非卸矿时，变频风机17以5HZ频率低速运行，井内的静压传感器测得压力值为-50Pa;
S2：当系统处于卸矿时，任一矿石溜井1、废石溜井2的电动盖板7接收地面监控中心的远程开启信号后，优先启动超声干雾喷嘴16和变频风机17，超声干雾喷嘴16喷洒2s在卸矿口处形成雾幕，变频风机17以50HZ预设频率运行，井内的静压传感器测得压力值为-100Pa，形成强力吸入，含尘气流经净化仓9处理后沿回风道8排至地表;
井内的静压传感器测得压力值异常时，系统通过依次自动调节变频风机17工作频率及风门6开度实现压力值稳定;
矿石溜井1、废石溜井2中段及卸矿口、联络道5及净化仓9前端的激光粉尘浓度传感器检测浓度超标时，变频风机17工作频率在50HZ～100 HZ自动调节;
S3：卸矿结束，超声干雾喷嘴16持续喷洒10～30s，扑集悬浮余尘，关闭电动盖板7;
S4：地面监控中心实时远程监测各执行部件的工作参数，并存储工作参数，自动生成报表及故障报警日志，通过分析风机电流、系统压差变化，可预警滤筒堵塞、管路漏风等故障，实现预测性维护。
[0030]在本实施例中，以东风矿区-570中段为例，未适用本申请的除尘系统及除尘方法时，卸载硐室3内粉尘浓度高达10mg/m3以上，且卸载硐室3内能见度低。实施本发明技术方案后，卸载硐室3内环境得到明显改善，有效降低了粉尘浓度，经检测，东风矿区-570中段卸载硐室3内粉尘浓度仅0.8mg/m3，减少了粉尘危害。
[0031]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(4)
