1.一种用于爆破CO消除的消除薄片,所述消除薄片(1)包括第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3);其特征在于;
所述消除薄片(1)还包括加热网层(4)、第一CO消除组件(7)和第二CO消除组件(8);
所述第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)上下相对地分布;
所述加热网层(4)设置于第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)之间,且其上表面通过第一粘附层(5)与第一金属支撑板(2)的下表面贴合地粘接,其下表面通过第二粘附层(6)与第二金属支撑板(3)的上表面贴合地粘接;
所述第一CO消除组件(7)由沿前后方向均匀固定连接在第一金属支撑板(2)上表面上的多个CO消除单元一组成,每个CO消除单元一由从前到后依次分布的高帮CO消除片一(9)、中帮CO消除片一(10)和低帮CO消除片一(11)组成;
所述第二CO消除组件(8)由沿前后方向均匀固定连接在第二金属支撑板(3)下表面上的多个CO消除单元二组成,每个CO消除单元二由从前到后依次分布的高帮CO消除片二(12)、中帮CO消除片二(13)和低帮CO消除片二(14)组成;多个CO消除单元一与多个CO消除单元二相对应地设置,且在相对应的CO消除单元一与CO消除单元二中,高帮CO消除片一(9)和高帮CO消除片二(12)相对应、中帮CO消除片一(10)和中帮CO消除片二(13)相对应、低帮CO消除片一(11)和低帮CO消除片二(14)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种用于爆破CO消除的消除薄片,其特征在于,所述第一CO消除组件(7)通过3D打印的方式形成于第一金属支撑板(2)的上表面上;所述第二CO消除组件(8)通过3D打印的方式形成于第二金属支撑板(3)的下表面上。
3.根据权利要求2所述的一种用于爆破CO消除的消除薄片,其特征在于,所述加热网层(4)为由沿前后方向均匀分布的多根条状加热条(15)和沿左右方向均匀分布的多根条状加热条(15)相互固定连接形成的网片。
4.根据权利要求3所述的一种用于爆破CO消除的消除薄片,其特征在于,所述第一金属支撑板(2)在其上表面和下表面上沿前后方向均匀地开设有多对条形刮槽一(16);所述第二金属支撑板(3)在其上表面和下表面上沿前后方向均匀地开设有多对条形刮槽二(17)。
5.一种用于爆破CO消除的消除系统,包括CO消除装置(24),所述CO消除装置(24)包括如权利要求1至4任一项所述的一种消除薄片(1),其特征在于,还包括压气装置(23)、箱式风道(38)和CO传感器(31);
所述CO消除装置(24)还包括消除箱体(18)和防爆接线盒(25),所述消除箱体(18)的左右两端相对开口形成进风口和出风口,其内部于高度方向上由上到下均匀地设置有多个支撑单元(32),每个支撑单元(32)由相对地固定连接在消除箱体(18)前后侧壁上的两组支撑条(19)组成,每组支撑条(19)由上下相间隔分布的两个支撑条(19)组成,且两个支撑条(19)之间形成安装滑槽;多个消除薄片(1)的数量与多个支撑单元(32)的数量相同,且每个消除薄片(1)的前后两端插装于对应一个支撑单元(32)中形成的两个安装滑槽中,相邻两个消除薄片(1)中第二CO消除组件(8)和第一CO消除组件(7)之间间隔配合,且CO消除单元二与CO消除单元一一一相对应,并于高帮CO消除片二(12)和高帮CO消除片一(9)之间形成小间隙侧向通道(20),于中帮CO消除片二(13)和中帮CO消除片一(10)之间形成中间隙侧向通道(21),于低帮CO消除片二(14)和低帮CO消除片一(11)之间形成大间隙侧向通道(22);
所述防爆接线盒(25)固定安装在消除箱体(18)底部的外侧,且其中的多个电源接口通过多组电源线分别与多个消除薄片(1)中的加热网层(4)连接;
所述压气装置(23)设置在CO消除装置(24)的左侧,其包括压气箱体(27)、保护隔网(28)、多气体监测仪(29)和动力压风机构(30);所述压气箱体(27)的左右两端相对开口形成进风口和出风口;所述保护隔网(28)固定封装于压气箱体(27)的进风口处;所述多气体监测仪(29)安装于保护隔网(28)的中心区域;所述动力压风机构(30)设置在压气箱体(27)的内部,其包括固定支架(33)、电动伸缩杆(34)、驱动电机(35)、风机叶轮(36)、伸缩控制模块(37)和旋转控制模块(38);所述固定支架(33)固定支设在压气箱体(27)的出风口处;所述电动伸缩杆(34)水平地设置在固定支架(33)和保护隔网(28)之间,且位于压气箱体(27)的中心,电动伸缩杆(34)的固定端与固定支架(33)固定连接;所述驱动电机(35)固定连接在电动伸缩杆(34)的伸缩端;所述风机叶轮(36)固定套装在驱动电机(35)输出轴的外部;
所述伸缩控制模块(37)和旋转控制模块(38)均安装在固定支架(33),分别与电动伸缩杆(34)和驱动电机(35)连接;
所述箱式风道(38)的左右两端相对开口形成进风口和出风口,箱式风道(38)设置在压气装置(23)和CO消除装置(24)之间,其进风口与压气箱体(27)的出风口连接,其出风口与消除箱体(18)的进风口连接;
所述CO传感器(31)安装在箱式风道(38)的内部。
6.根据权利要求5所述的一种用于爆破CO消除的消除系统,其特征在于,还包括悬挂机构(39);
所述消除箱体(18)的顶部固定连接有连接端块(26);
所述悬挂机构(39)包括立梁(40)、升降组件(42)、支撑横梁(41)和滑动承载块(43);一对立梁(40)前后相对地固定支设在巷道宽度方向的两侧,且一对立梁(40)的上部相对地开设有前后方向贯通的一对竖向滑槽(46);一对升降组件(42)对应地设置在一对竖向滑槽(46)中,所述升降组件(42)包括上轴承座(49)、下轴承座(50)、丝杆(48)、升降电机(47)和竖向滑块(51);所述上轴承座(49)和下轴承座(50)上下相对地安装在对应竖向滑槽(46)的顶端和底部;所述丝杆(48)设置在对应竖向滑槽(46)的中心,且其上端通过上轴承可转动地插装于上轴承座(49)中,其下端通过下轴承可转动地插装于下轴承座(50)中;所述升降电机(47)固定安装在竖向滑槽(46)的底部,且其输出轴与丝杆(48)的下端固定连接;所述竖向滑块(51)的尺寸与竖向滑槽(46)的尺寸相适配,其中心开设有与丝杆(48)相适配的螺纹孔;竖向滑块(51)竖向可滑动地插装于竖向滑槽(46)中,且通过螺纹孔套装于丝杆(48)的外部;
所述支撑横梁(41)水平地设置,其两端分别与两个长降组件(42)中的两个竖向滑块(51)相靠近的一端固定连接;支撑横梁(41)的上端固定安装有横向滑轨(45);所述滑动承载块(43)通过其中心的横向滑槽相间隔地套设在支撑横梁(41)的外部,且其上端与横向滑轨(45)滑动连接;滑动承载块(43)的下端通过连接梁(44)与消除箱体(18)顶部的连接端块(26)固定连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于爆破CO消除的消除系统,其特征在于,所述消除箱体(18)的外表面覆盖有隔热保温层(52);所述压气箱体(27)的外表面覆盖有防爆隔层(53)。
8.根据权利要求7所述的一种用于爆破CO消除的消除系统,其特征在于,还包括控制器;
所述控制器的输入端分别与多气体监测仪(29)和CO传感器(31)连接,控制器的输出端分别与防爆接线盒(25)、伸缩控制模块(37)和旋转控制模块(38)连接。
9.一种用于爆破CO消除的消除方法,采用如权利要求5至8任一项所述的一种用于爆破CO消除的消除系统,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:安装用于爆破CO消除的消除系统;
S11:将多个消除薄片(1)通过多个支撑单元(32)安装在消除箱体(18)的内部,并利用多组电源线将多个消除薄片(1)接入防爆接线盒(25);
S12:利用固定支架(33)将电动伸缩杆(34)固定支设在压气箱体(27)的中心,并于电动伸缩杆(34)的左端装配驱动电机(35),于驱动电机(35)的输出轴上装配风机叶轮(36);将保护隔网(28)封装于压气箱体(27)的进风口处,并于保护隔网(28)的左端安装多气体监测仪(29);
S13:将CO传感器(31)安装于箱式风道(38)的内部,并利用箱式风道(38)将压气箱体(27)与消除箱体(18)固定连接在一起,形成消除模组;
S14:对电动伸缩杆(34)、驱动电机(35)、多气体监测仪(29)、CO传感器(31)和升降组件(42)进行调试作业;
S15:在距离爆破工作面100m的位置相对地支设一对立梁(40),并将一对升降组件(42)装配于一对竖向滑槽(46)中;将滑动承载块(43)滑动地装配在支撑横梁(41)上,再将支撑横梁(41)的两端与两个升降组件(42)中的两个竖向滑块(51)固定连接;将消除模组平稳地吊起,并利用连接梁(44)将消除模组顶部的连接端块(26)固定连接在滑动承载块(43)的下端;
步骤二:调整作业位置;
S21:根据巷道的环境情况,并结合CO消除装置(24)的消除能力,确定出作业高度;
S22:驱动两个升降组件(42)同步动作,利用两个升降电机(47)同步驱动两个丝杆(48)转动,进而使两个竖向滑块(51)平稳地带动支撑横梁(41)水平地移动到预定高度,以使CO消除装置(24)到达预定作业高度;
步骤三:爆破作业CO的消除作业;
S31:利用控制器向伸缩控制模块(37)发出控制信号,使电动伸缩杆(34)伸出或缩回设定长度,以带动风机叶轮(36)到达预定位置;利用控制器向旋转控制模块(38)发出控制信号,使驱动电机(35)驱动风机叶轮(36)匀速转动,将前方的风流平稳地引入到压气箱体(27)中,并通过箱式风道(38)输送至消除箱体(18)中,以便于利用多个消除薄片(1)对风流中的CO进行消除作业;
该过程中,利用多气体监测仪(29)实时采集巷道风流中的CO浓度信号一、CH4浓度信号、NO浓度信号、NO2浓度信号,并发送至控制器,利用CO传感器(31)实时采集箱式风道(38)风流中的CO浓度信号二,控制器根据所接收到的浓度信号分别获得CO浓度数据一、CH4浓度数据、NO浓度数据、NO2浓度据和CO浓度数据二,并在CH4浓度数据或NO浓度数据或NO2浓度据超过对应的浓度阈值时控制与其连接的报警器进行声光报警,同时,控制器根据CO浓度数据一和CO浓度数据二对进入CO消除装置(24)的CO浓度进行动态控制;
其中,动态控制过程如下:控制器根据CO浓度数据一对驱动电机(35)的转速进行初次调整,根据CO浓度数据二对电动伸缩杆(34)的伸缩动作进行控制,以将风机叶片(36)调整到预定位置,同时,控制器根据CO浓度数据二对驱动电机(35)的转速进行二次调节,直至CO浓度数据二位于CO消除装置(24)的消除能力范围内;
S32:对于进入CO消除装置(24)中的风流,利用相邻的两个小间隙侧向通道(20)的侧向限流作用,将部分风流限流在相邻两个小间隙侧向通道(20)之间的局部区域中,同时,利用该局部区域内的中间隙侧向通道(21)和大间隙侧向通道(22)扰乱风流,使气流在局部区域中频繁地与各个消除片进行碰撞,进而利用各个CO消除片实现风流中CO的高效转化,达到高效消除CO的效果;
在CO消除作业未结束,且已持续CO消除作业设定时间时执行步骤四;
步骤四:消除性能循环再生;
通过控制器控制驱动电机(35)停止工作,同时,控制防爆接线盒(25)对多个消除薄片(1)进行供电,以利用加热网层(4)对消除薄片(1)进行原位自加热,使CO消除片表面吸附的杂质脱附;控制驱动电机(35)低速运行,利用微负压状态吸入微风气流,通过微风气流带走脱附同的杂质,实现消除薄片(1)上各个CO消除片活性的恢复,持续该过程设定时间后重新执行步骤三。
10.根据权利要求9所述的一种用于爆破CO消除的消除方法,其特征在于,在步骤一中的消除薄片(1)的制作方法如下:
A1:制备金属支撑板;利用金属不锈钢材料制成尺寸相同的第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3),其中,第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)的厚度范围均为0.7~
2mm;
A2:金属支撑板的处理;先利用酸性溶液对第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)的表面进行粗糙化处理,酸性处理时间为1~2h,再对第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)进行干燥处理,干燥处理时间为1~2h;
A3:粘性混合物配制及喷涂;先按重量份比例将导热胶状物20~50份、阻燃剂5~15份、增稠剂10~20份、粘结剂15~45份进行混合,并在室温下搅拌0.25~1h形成粘性混合物;再将粘性混合物充填至喷涂设备中,并利用喷涂设备将粘性混合物分别喷涂到第一金属支撑板(2)和第二金属支撑板(3)上以形成第一粘附层(5)和第二粘附层(6),其中,第一粘附层(5)和第二粘附层(6)的厚度范围均为0.05~0.15mm;
A4:薄片金属结构成型;先利用前后方向均匀分布的多根条状加热条(15)和沿左右方向均匀分布的多根条状加热条(15)相互固定连接形成的加热网层(4);再将加热网层(4)贴合地粘结于第一粘附层(5)和第二粘附层(6)之间,形成薄片金属主体结构;
A5:CO消除溶胶的配制;先按重量份比例将CO消除剂60~70份、分散剂2~5份、表面活性剂5~10份、溶剂15~25份、粘度调节材料5~8份进行混合,并进行充分搅拌形成CO消除溶液;再将CO消除溶液装入3D打印设备中;
A6:3D打印及烘干;通过3D打印设备的喷射口在第一金属支撑板(2)上依次打印多个CO消除单元一,并使每个CO消除单元一由依次分布的高帮CO消除片一(9)、中帮CO消除片一(10)和低帮CO消除片一(11)组成,通过3D打印设备的喷射口在第二金属支撑板(3)上依次打印多个CO消除单元二,并使每个CO消除单元二由依次分布的高帮CO消除片二(12)、中帮CO消除片二(13)和低帮CO消除片二(14)组成;利用烘干设备将打印完成的消除薄片(1)逐次烘干,烘干温度为40~70℃,烘干时间为12~16h。