本發(fā)明涉及除塵模擬實驗器材的技術領域，特別涉及一種角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置。

背景技術：

煤炭是我國能源的主體，在國民經濟發(fā)展中占重要地位。近些年來隨著煤礦開采強度和生產集中度的大幅上升，礦井的產塵能力也隨之不斷增加，嚴重制約著煤礦安全生產和職業(yè)病危害的防治。礦井粉塵中80%來自采煤工作面和掘進工作面，掘進工作面生產環(huán)境有其特殊性，它是一端開口一端封閉的巷道，粉塵在巷道內易于聚集，是井下防塵工作的重點。當局部通風機對其通風時，風流遇工作面折回，攜帶大量粉塵擴散至整個巷道中，當煤塵達到一定濃度時，不僅為煤塵爆炸提供條件，而且還嚴重危害了工作人員（尤其是掘進司機）的身體健康。在高濃度粉塵空間中其能見度很低，影響礦井正常生產，同時粉塵會加速井下機械設備磨損，降低設備使用壽命，增加生產成本。為此，研究掘進巷道的粉塵運移和擴散規(guī)律以及通風、噴霧降塵效果和參數優(yōu)化問題，對改善工作面環(huán)境，提高掘進巷道除塵效率具有重要理論指導意義。

目前掘進巷道通風除塵規(guī)律的研究大多以現場試驗為主，這種研究手段受現場測試條件的制約，不能任意改變通風除塵參數。而掘進巷道的仿真實驗系統因受其場地環(huán)境的限制，無法進行井下不同角度巷道（上山掘進或下山掘進）的通風及噴霧除塵實驗，現有實驗方法需要進一步改善。

技術實現要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置。

本發(fā)明的技術方案是：一種角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置，包括巷道支架和位于所述巷道支架內部的掘進巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架和兩個分別位于前、后兩側的拉桿支架，所述巷道底架的中部鉸接有兩個分別位于前、后兩側的轉動支架，所述巷道底架的一側鉸接有渦輪蝸桿電動式升降機，所述掘進巷道的右端開口且固定在所述巷道底架上，所述掘進巷道包括位于左端且為平板結構的巷道迎頭、兩個緊貼所述拉桿支架內側的巷道側壁和位于上方的頂板，所述掘進巷道的內部設置有多個均勻地懸掛在所述頂板上的數據采集裝置。

優(yōu)選的，所述掘進巷道的內部設有通風系統，所述通風系統包括連接在位于前側的巷道側壁上的送風系統和連接在位于后側的巷道側壁上的抽風系統，所述送風系統位于上方，所述抽風系統位于下方，所述送風系統包括位于所述掘進巷道右端的壓入式變頻風機以及與所述壓入式變頻風機連接且伸向所述掘進巷道內側的壓風筒，所述抽風系統包括位于所述掘進巷道右端的抽出式變頻風機以及與所述抽出式變頻風機連接且伸向所述掘進巷道內側的抽風筒，所述抽風筒的左端連接有吸塵罩、中部連接有濕式除塵器，所述數據采集裝置包括溫濕度傳感器和風速傳感器。

優(yōu)選的，所述掘進巷道的內部設置有多個均勻分布在前、后兩側的滑輪組，所述滑輪組包括若干個安裝在所述頂板和所述巷道側壁上的滑輪，所述送風系統和所述抽風系統分別用滑輪組連接。

優(yōu)選的，還包括塵源控制裝置，所述數據采集裝置還包括粉塵濃度傳感器，所述塵源控制裝置包括漏斗狀且?guī)в姓{節(jié)閥的揚塵裝置，所述巷道迎頭開設多個環(huán)形布置的粉塵釋放口，所述粉塵釋放口配合密封用的蓋板，所述蓋板通過上方的螺栓連接在所述巷道迎頭上，所述揚塵裝置與其中一個所述粉塵釋放口密封連接。

優(yōu)選的，還包括噴霧系統，所述噴霧系統包括固定在所述頂板下方的噴霧管路，所述噴霧管路連接有多個均布在前、后兩側的噴嘴，所述噴霧管路的右端連接有壓力調節(jié)裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置，為研究井下通風及噴霧除塵技術參數的優(yōu)化提供一種新的實驗模擬裝置；本實驗裝置通過渦輪蝸桿電動式升降機模擬掘進巷道不同的傾角，從而模擬上山掘進、平巷掘進和下山掘進三種工作狀態(tài)，還通過塵源控制裝置模擬不同塵源位置以及不同塵源性質條件下的風流及粉塵分布情況；通過改變通風系統的位置及噴霧系統的噴霧壓力，進行掘進巷道除塵效果優(yōu)化，另外，本實驗裝置中內置的所有生產系統模型，均可根據實際巷道情況進行隨意調整，操作方便，大大提高了裝置的實用性。

附圖說明

圖1為巷道支架的結構示意圖

圖2為本發(fā)明內部結構的主視示意圖；

圖3為圖2的a-a剖視圖；

圖4為圖3的局部放大視圖；

圖5為數據采集裝置的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明內部結構的俯視示意圖；

圖中：1.拉桿支架、2.巷道底架、3.轉動支架、4.渦輪蝸桿電動式升降機、5.巷道側壁、6.巷道迎頭、601.揚塵裝置、602.粉塵釋放口、603.蓋板、7.壓入式變頻風機、8.壓風筒、9.抽出式變頻風機、10.濕式除塵器、11.抽風筒、12.吸塵罩、13.數據采集裝置、1301.溫濕度傳感器、1302.風速傳感器、1303.粉塵濃度傳感器、14.滑輪、15.頂板、16.噴霧管路、17.噴嘴、18.壓力調節(jié)裝置。

具體實施方式

本發(fā)明的具體實施方式參見圖1-6：

本發(fā)明主要揭露一種角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置，以下文中所對照的圖式，主要表達與本發(fā)明特征有關的結構示意，并未亦不需要依據實際尺寸完整繪制，在先說明。

一種角度、通風、塵源可調的掘進巷道除塵模擬實驗裝置，如圖1-6，包括巷道支架和位于所述巷道支架內部的掘進巷道，所述巷道支架包括位于下方的巷道底架2和兩個分別位于前、后兩側的拉桿支架1，所述巷道底架2的中部鉸接有兩個分別位于前、后兩側的轉動支架43，所述巷道底架2的一側鉸接有渦輪蝸桿電動式升降機，所述掘進巷道的右端開口且固定在所述巷道底架2上，所述掘進巷道包括位于左端且為平板結構的巷道迎頭6、兩個緊貼所述拉桿支架1內側的巷道側壁5和位于上方的頂板15，所述掘進巷道的內部設置有多個均勻地懸掛在所述頂板15上的數據采集裝置13；所述掘進巷道的內部設有通風系統，所述通風系統包括連接在位于前側的巷道側壁5上的送風系統和連接在位于后側的巷道側壁5上的抽風系統，所述送風系統位于上方，所述抽風系統位于下方，所述送風系統包括位于所述掘進巷道右端的壓入式變頻風機7以及與所述壓入式變頻風機7連接且伸向所述掘進巷道內側的壓風筒8，所述抽風系統包括位于所述掘進巷道右端的抽出式變頻風機9以及與所述抽出式變頻風機9連接且伸向所述掘進巷道內側的抽風筒11，所述抽風筒11的左端連接有吸塵罩12、中部連接有濕式除塵器10，所述數據采集裝置13包括溫濕度傳感器1301和風速傳感器1302，通過渦輪蝸桿電動式升降機能夠調整巷道支架的角度，從而模擬掘進巷道不同的傾角，從而模擬上山掘進、平巷掘進和下山掘進三種工作狀態(tài)，通過送風系統和抽風系統能夠模擬巷道內通風效果，而且分別采用壓入式變頻風機7和抽出式變頻風機9能夠改變風力大小，以便模擬出最佳的通風效果，為了方便模擬不同的通風位置，在掘進巷道的內部設置多個均勻分布在前、后兩側的滑輪組，所述滑輪組包括若干個安裝在所述頂板15和所述巷道側壁5上的滑輪14，所述送風系統和所述抽風系統分別用滑輪組連接；

該實驗裝置還包括塵源控制裝置，數據采集裝置13還包括粉塵濃度傳感器1303，所述塵源控制裝置包括漏斗狀且?guī)в姓{節(jié)閥的揚塵裝置601，所述巷道迎頭6開設多個環(huán)形布置的粉塵釋放口602，所述粉塵釋放口602配合密封用的蓋板603，所述蓋板603通過上方的螺栓連接在所述巷道迎頭上，所述揚塵裝置601與其中一個所述粉塵釋放口602密封連接，調節(jié)閥能夠調節(jié)粉塵的釋放量，多個粉塵釋放口602還能夠調節(jié)粉塵的釋放位置；

該實驗裝置還包括噴霧系統，所述噴霧系統包括固定在所述頂板15下方的噴霧管路16，所述噴霧管路16連接有多個均布在前、后兩側的噴嘴17，所述噴霧管路16的右端連接有壓力調節(jié)裝置18，通過噴霧系統提高除塵效果，調節(jié)噴霧壓力能夠模擬出最佳除塵效果下的噴霧壓力。

可調式的掘進巷道通風及噴霧降塵相似模擬實驗采用如下步驟：

（1）檢查巷道迎頭6上處于未使用狀態(tài)的粉塵釋放口602是否封閉，確定巷道不漏風的情況下開始實驗，根據特定實驗要求通過滑輪組調節(jié)壓風筒8和抽風筒11的高度至所需位置，將足量實驗粉塵置于揚塵裝置601內，通過調節(jié)閥調節(jié)至設定流量；

（2）啟動壓入式變頻風機7，調節(jié)壓入式變頻風機7參數，使掘進巷道相似實驗模型內風量及風速與煤礦工作面實際狀況滿足相似比，待系統運行穩(wěn)定后，開啟溫濕度傳感器1301及風流監(jiān)測裝置，監(jiān)測掘進巷道不同位置處環(huán)境參數和風流流速，開啟粉塵控制裝置，粉塵流出后受風流攜帶作用沿巷道運移，開啟粉塵濃度傳感器1303，監(jiān)測掘進巷道內不同位置處的粉塵濃度，研究壓入式通風方式粉塵運移規(guī)律；

（4）啟動抽出式變頻風機9，調節(jié)抽出式變頻風機9參數，使掘進巷道相似實驗模型內風量及風速與煤礦工作面實際狀況滿足相似比，待系統運行穩(wěn)定后，開啟溫濕度傳感器1301及風流監(jiān)測裝置，監(jiān)測掘進巷道不同位置處環(huán)境參數和風流流速，開啟粉塵控制裝置，粉塵流出后受風流攜帶作用沿巷道運移，開啟粉塵濃度傳感器1303，監(jiān)測掘進巷道內不同位置處的粉塵濃度，研究抽出式通風方式粉塵運移規(guī)律；

（5）同時開啟壓入式變頻風機7和抽出式變頻風機9，分別調節(jié)壓入式變頻風機7和抽出式變頻風機9的參數，使掘進巷道相似實驗模型內風量及風速與煤礦工作面實際狀況滿足相似比，待系統運行穩(wěn)定后，開啟溫濕度傳感器1301及風流監(jiān)測裝置，監(jiān)測掘進巷道不同位置處環(huán)境參數和風流流速，開啟粉塵控制裝置，粉塵流出后受風流攜帶作用沿巷道運移，開啟粉塵濃度傳感器1303，監(jiān)測掘進巷道內不同位置處的粉塵濃度，研究混合式通風情況下巷道內風流—粉塵變化規(guī)律。

（6）通過調節(jié)渦輪蝸桿的長度改變巷道傾角，重復步驟1-5，研究不同巷道傾角條件下的風流—粉塵變化規(guī)律。

（7）改變風機工況參數，調節(jié)壓風筒8和抽風筒11的位置，重復步驟1-5，研究不同巷道環(huán)境及通風參數下的通風降塵效果。

（8）開啟噴霧裝置，利用壓力調節(jié)裝置18改變噴霧壓力，重復步驟1-5，監(jiān)測噴霧除塵后掘進巷道內不同位置處的粉塵濃度，研究不同噴霧參數的降塵效果。