1.一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,包括掘进机(4)、运输皮带(7)和压风风机(2),其特征在于,还包括物联网形变识别控制机构(3)、尘源追踪式压风雾幕自移机构(5)、磁化水罐(8)、环绕式可变径吸尘机构(6)和湿式除尘器(1);
所述掘进机(4)主要由掘进机主体(45)、危险警示灯(41)、机载磁化水储水箱(44)、雾幕喷头(43)和物联网装置控制单元(42)组成;所述掘进机主体(45)上连接有用于实时采集掘进机机头位姿信号的位姿传感器;所述危险警示灯(41)安装在掘进机主体(45)的顶部;
所述机载磁化水储水箱(44)安装在掘进机主体(45)顶部靠后的位置;所述雾幕喷头(43)安装在掘进机主体(45)顶部的后端,且其进水端通过输水管路与机载磁化水储水箱(44)中内置的供水水泵的出水端连接;所述物联网装置控制单元(42)安装在掘进机主体(45)的一侧,并分别与掘进机主体(45)、位姿传感器、危险警示灯(41)和供水水泵连接;
所述运输皮带(7)设置在掘进机(4)落煤口的下侧;
所述压风风机(2)使用单轨吊装在掘进机(4)的斜上方,且其压风口处连接有沿掘进方向延伸的过渡风筒(21);
所述物联网形变识别控制机构(3)的数量为两个,且分别安装在掘进机(4)的前侧和后侧,物联网形变识别控制机构(3)由连接杆体(34)、压力形变检测装置(32)、识别摄像装置(31)和物联网信号发射器(33)组成,所述压力形变检测装置(32)固定安装在连接杆体(34)的一端,并插装在一侧煤壁的墙体(9)中,用于采集煤壁的形变量信号,并将所采集的形变量信号通过物联网信号发射器(33)实时发送给物联网装置控制单元(42);所述识别摄像装置(31)固定安装在连接杆体(34)的另一端,用于采集工人特定的动作图像数据,并通过动作图像数据识别出工人特定的动作指令,再将所识别出的动作指令通过物联网信号发射器(33)发送给物联网装置控制单元(42);所述物联网信号发射器(33)安装在识别摄像装置(31)的顶部,并与物联网装置控制单元(42)连接,用于将物联网装置控制单元(42)所输出的数据向外部进行发送;
所述尘源追踪式压风雾幕自移机构(5)位于掘进机(4)前端上方,其由风筒连接环(51)、可调式雾幕发生装置(52)、伸缩风筒(54)和电动液压支架(53)组成;所述风筒连接环(51)为圆环结构,其与过渡风筒(21)的端部固定连接,并通过过渡风筒(21)与压风风机(2)的压风口相连通,在风筒连接环(51)的环面上沿周向开设有多个磁化水管过孔Ⅰ(511);所述可调式雾幕发生装置(52)与风筒连接环(51)彼此相对地设置,其由储水底盖(521)、密封垫片(522)、雾幕顶盖(525)、雾化喷头(526)、水压调节片(523)、电动伸缩扣(524)和电动液压杆(527)组成,所述储水底盖(521)为圆环结构,其前侧的环形面中部相对称地开有呈环向延伸的两个储水凹槽(5212),两个储水凹槽(5212)的端部之间形成两个条形隔挡部(5214);储水底盖(521)在每个储水凹槽(5212)所在的部分均开设有多个磁化水管过孔Ⅱ(5211);所述密封垫片(522)由位于中心区域的环形密封圈(5221)、彼此对称设置在环形密封圈(5221)外侧的两根弧形密封条(5222)、分别连接环形密封圈(5221)相对两端与两根弧形密封条(5222)中心的两根密封连接条(5223)组成;所述环形密封圈(5221)的尺寸与储水底盖(521)在两个储水凹槽(5212)内侧部分的尺寸相适配;两根弧形密封条(5222)的尺寸与储水底盖(521)在两个储水凹槽(5212)外侧部分的尺寸相适配,且在每根弧形密封条(5222)的两个端部均开设有滑动凹槽(529);两根密封连接条(5223)的尺寸与两个条形隔挡部(5214)的尺寸相适配;所述密封垫片(522)的后侧面贴合地连接在储水底盖(521)的前侧面上,且环形密封圈(5221)的后侧面贴合于储水底盖(521)在两个储水凹槽(5212)的内侧部分,两根密封连接条(5223)对应贴合在两个条形隔挡部(5214)上,两根弧形密封条(5222)贴合于储水底盖(521)在两个储水凹槽(5212)的外侧部分;所述雾幕顶盖(525)的环形面在对应两个储水凹槽(5212)的部分沿周向均匀地开有多个雾化喷头安装孔,多个雾化喷头(526)通过一一对应的方式分别安装在雾化喷头安装孔中;雾幕顶盖(525)的后侧面贴合地连接在密封垫片(522)的前侧面上;所述水压调节片(523)呈弧形结构,其数量为两个,两个水压调节片(523)彼此相对地设置在储水底盖(521)和雾幕顶盖(525)之间的部分,并位于环形密封圈(5221)的外侧,且位于两个弧形密封条(5222)之间的两个弧形空间中;每个水压调节片(523)均与储水底盖(521)和雾幕顶盖(525)之间滑动密封配合,且每个水压调节片(523)的两个端部均设置有与滑动凹槽(529)相适配的滑动凸齿(528),同时,每个水压调节片(523)两端部的两个滑动凸齿(528)滑动地插装于两个弧形密封条(5222)同侧端部的两个滑动凹槽(529)中;两个电动伸缩扣(524)均为U形结构,两个电动伸缩扣(524)彼此相对地设置在两个水压调节片(523)的外侧,且每个电动伸缩扣(524)U形开口的两端部分别与储水底盖(521)和雾幕顶盖(525)固定连接,用于将储水底盖(521)、密封垫片(522)和雾幕顶盖(525)紧密压合连接成一体式结构;两对电动液压杆(527)彼此相对地设置在两个水压调节片(523)和两个电动伸缩扣(524)之间的空间中,每对电动液压杆(527)的一端伸入到对应电动伸缩扣(524)的U形槽中,并与电动伸缩扣(524)固定连接,每对电动液压杆(527)的另一端与对应的水压调节片(523)弓峰的外缘面固定连接;所述伸缩风筒(54)同轴地设置在风筒连接环(51)和可调式雾幕发生装置(52)之间,且其两端分别与风筒连接环(51)的前侧面和储水底盖(521)的后侧面连接;多个电动液压支架(53)位于风筒连接环(51)和可调式雾幕发生装置(52)之间,且环向均匀地分布在伸缩风筒(54)的外侧;多个电动液压支架(53)的后端垂直地与风筒连接环(51)的前侧面固定连接,其前端通过万向球头(55)与储水底盖(521)的后侧面连接;与多个电动液压支架(53)对应连接的多个电磁换向阀一、与两对电动液压杆(527)对应连接的两个电磁换向阀二均与物联网装置控制单元(42)连接;
所述磁化水罐(8)安装在掘进机主体(45)外部的一侧,磁化水罐(8)的出水口与多根磁化水输水管(5213)的进水端固定连接,且多根磁化水输水管(5213)的进水端对应连接有多个流量控制阀,多根磁化水输水管(5213)的出水端穿过多个磁化水管过孔Ⅰ(511)后一一对应地插装于多个磁化水管过孔Ⅱ(5211)中,并与储水凹槽(5212)相连通;多个流量控制阀均与物联网装置控制单元(42)连接;
所述环绕式可变径吸尘机构(6)由主吸尘箱体(61)、左吸尘臂(66)、右吸尘臂(67)、左侧吸尘箱(62)和右侧吸尘箱(68)组成;所述主吸尘箱体(61)位于掘进机主体(45)后端的下侧,其后侧板的中心区域固定连接有与其内腔相连通的吸尘管路(69),其下端开设有下吸尘口(611),所述下吸尘口(611)左低右高向斜上方倾斜地开设,用于吸收掘进机主体(45)向运输皮带(7)落煤时产生的粉尘;左吸尘臂(66)和右吸尘臂(67)左右并排地设置在主吸尘箱体(61)的前侧,并位于掘进机主体(45)的两侧,且其两个吸尘臂的后端固定连接在主吸尘箱体(61)的前侧板上,并与主吸尘箱体(61)的内腔相连通;左侧吸尘箱(62)的后端固定连接在左吸尘臂(66)的前端,且二者之间相互连通,左侧吸尘箱(62)的前端开设有左吸尘口(621);右侧吸尘箱(68)的后端固定连接在右吸尘臂(67)的前端,且二者之间相互连通,右侧吸尘箱(68)的前端开设有右吸尘口(681);左吸尘口(621)和右吸尘口(681)用于吸收掘进工作面产生的粉尘;
所述湿式除尘器(1)位于掘进机(4)的后侧,且位于运输皮带(7)的上侧,其进尘口与环绕式可变径吸尘机构(6)上的吸尘管路(69)端部固定连接。
2.根据权利要求1 所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,所述左侧吸尘箱(62)和右侧吸尘箱(68)均由吸尘口支撑架(64)、可变径伸缩架(63)、拨动板(638)和拉环(65)组成;
所述吸尘口支撑架(64)的前端为敞口式结构,且远离掘进机主体(45)的侧面也为敞口式结构;吸尘口支撑架(64)顶板的内部开设有沿左右方向延伸的上滑槽(641),所述上滑槽(641)为断面呈条形的平直滑槽,上滑槽(641)开口端位于吸尘口支撑架(64)顶板远离掘进机(4)一侧的端沿上,吸尘口支撑架(64)底板的内部开设有沿左右方向延伸的下滑槽(642),所述下滑槽(642)为断面呈L形的L形滑槽,下滑槽(642)开口端位于吸尘口支撑架(64)底板远离掘进机(4)一侧的端沿上;
所述可变径伸缩架(63)的前端为敞口式结构,其由侧支撑板(633)、下底板(632)、上顶板(631)、组合背板、折叠合页(637)、拨动板(638)、滚珠轴承(639)和驱动器(6310)组成;所述侧支撑板(633)设置于远离掘进机(4)的一侧,所述下底板(632)远离掘进机(4)的一端沿固定连接在侧支撑板(633)侧面的底部边沿处,下底板(632)的断面呈L形,且其竖直段位于其水平段的后端,下底板(632)断面的尺寸与下滑槽(642)的尺寸相适配;所述上顶板(631)平行地设置在下底板(632)的上方,且远离掘进机(4)的一端沿固定连接在侧支撑板(633)侧面的顶部边沿处,其断面呈一字形,且尺寸小于上滑槽(641)的尺寸;所述组合背板的尺寸与上顶板(631)后端和下底板(632)后端之间部分的尺寸相适配,组合背板由依次邻接的一个一号背板(634)、多个二号背板(635)和一个三号背板(636)组成,一号背板(634)的顶部端沿通过一个折叠合页(637)与上顶板(631)的后端沿铰接,其底部端沿与下底板(632)的折弯部前侧面相抵接配合,每个二号背板(635)的顶部端沿通过另一个折叠合页(637)与上顶板(631)的后端沿铰接,其底部端沿与下底板(632)的折弯部前侧面相抵接配合,三号背板(636)的顶部端沿通过另一个折叠合页(637)与上顶板(631)的后端沿铰接,其底部端沿与下底板(632)的折弯部前侧面相抵接配合;所述拨动板(638)设置在组合背板的后侧,且位于靠近组合背板上端沿的位置,同时,与上顶板(631)的后端沿相间隔地设置;拨动板(638)在靠近侧支撑板(633)的一侧固定连接有旋转轴(6381),所述旋转轴(6381)通过所述滚珠轴承(639)可转动地插装于侧支撑板(633)上预留的安装孔中,所述驱动器(6310)安装在侧支撑板(633)的一侧外部,且其输出端与旋转轴(6381)的端部固定连接,用于通过旋转轴(6381)驱动拨动板(638)进行旋转运动,进而通过向靠近组合背板方向旋转使组合背板向靠近上顶板(631)的方向折叠或通过向远离组合背板方向旋转使组合背板在自重的作用下达到竖直状态;
在组合背板处于完全折叠状态时,组合背板与上顶板(631)的下侧面(631)相贴合,并滑动地插装于吸尘口支撑架(64)的上滑槽(641)中,同时,下底板(632)及其折弯部滑动地插装于吸尘口支撑架(64)的下滑槽(642)中,可变径伸缩架(63)通过滑动插装于上滑槽(641)中的组合背板和上顶板(631)、滑动插装于下滑槽(642)中的下底板(632)与吸尘口支撑架(64)之间滑动配合;
所述拉环(65)固定连接在侧支撑板(633)一侧的外部,用于对可变径伸缩架(63)进行拉动。
3.根据权利要求2所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,所述一号背板(634)在靠近二号背板(635)一侧的前侧面开设有条形凹槽一(6341),所述二号背板(635)在靠近一号背板(634)一侧固定连接有条形定位块一(6351),所述条形定位块一(6351)与条形凹槽一(6341)相互定位配合,所述二号背板(635)在靠近三号背板(636)一侧的前侧面开设有条形凹槽二(6352),所述三号背板(636)在靠近二号背板(635)一侧固定连接有条形定位块二(6361),所述条形定位块二(6361)与条形凹槽二(6352)相互定位配合。
4.根据权利要求3所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,所述雾化喷头(526)的孔径为1 5mm。
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5.根据权利要求4所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,所述左吸尘口(621)和右吸尘口(681)均由底部到顶部逐渐向掘进机主体(45)方向靠近。
6.根据权利要求5所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,所述驱动器(6310)与物联网装置控制单元(42)连接。
7.根据权利要求6所述的一种掘进工作面追踪式精准除尘及安全检测控制系统,其特征在于,还包括粉尘浓度监测仪,所述粉尘浓度监测仪与物联网装置控制单元(42)连接,其安装在掘进机主体(45)上,且靠近掘进机机头的部位,用于采集掘进工作面的粉尘浓度信号。