一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置

摘要

本发明涉及一种煤尘环境模拟装置，特别是一种模拟井下掘进过程工作面煤尘环境的实验装置。类截割头多孔扬尘筒驱动电机安装在类截割头多孔扬尘筒调节机构上，类截割头多孔扬尘筒驱动电机通过联轴器与类截割头多孔扬尘筒的输入轴联接，类截割头多孔扬尘筒驱动电机外罩有防尘罩，防尘罩正面开设有电机轴伸出口，背面开设有通风口；所述的螺旋输送机固定在可调节高度支架上，可调节高度支架下方固定安装一个支撑板，螺旋输送机驱动电机通过带传动驱动螺旋输送机，螺旋输送机前端与带传动从动轮联接，落料口与可调节高度支架固定联接，螺旋输送机后段的出料口通入类截割头多孔扬尘筒的落料口。

权利要求

1.一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置，其特征在于：包括类截割头多孔扬尘筒（1）、类截割头多孔扬尘筒调节机构、类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）、螺旋输送机（9）、可调节高度支架（8）和螺旋输送机驱动电机（7），类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）安装在类截割头多孔扬尘筒调节机构上，类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）通过联轴器与类截割头多孔扬尘筒（1）的输入轴联接，类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）外罩有防尘罩（2），防尘罩（2）正面开设有电机轴伸出口，背面开设有通风口；所述的螺旋输送机（9）固定在可调节高度支架（8）上，可调节高度支架（8）下方固定安装一个支撑板，支撑板安装螺旋输送机驱动电机（7），螺旋输送机驱动电机（7）通过带传动驱动螺旋输送机（9），螺旋输送机（9）前端与带传动从动轮联接，落料口与可调节高度支架（8）固定联接，螺旋输送机（9）后段的出料口通入类截割头多孔扬尘筒（1）的落料口，所述的类截割头多孔扬尘筒（1）沿螺旋线轨迹开孔，螺旋线直径为800mm，螺距为150mm，沿螺旋线每间隔110mm开一个出尘孔。

2.根据权利要求1所述的类截割头式井下掘进面环境模拟装置，其特征在于：所述的类截割头多孔扬尘筒调节机构包括调高支架（3）和回转底座（5），类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）和防尘罩（2）固定安装于调高支架（3）上，调节支架（3）通过销轴铰接安装在回转底座（5）上，调节支架（3）中部下侧通过调节液压缸（4）与回转底座（5）铰接，所述的回转底座（5）两侧对称连接有两组液压缸（6），回转底座（5）内部设置有回转轴承限位轴肩。

3.根据权利要求1所述的类截割头式井下掘进面环境模拟装置，其特征在于：所述的类截割头多孔扬尘筒驱动电机（10）为变频电机。

4.根据权利要求1所述的类截割头式井下掘进面环境模拟装置，其特征在于：所述螺旋输送机驱动电机（7）为变频电机。

5.根据权利要求1所述的类截割头式井下掘进面环境模拟装置，其特征在于：所述的可调节高度支架（8）底部设置有腿部以及插设在腿部内的支撑腿，腿部和支撑腿上开有位置调节孔，通过销轴连接腿部和支撑腿。

说明书

一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种煤尘环境模拟装置，特别是一种模拟井下掘进过程工作面煤尘环境的实验装置。

背景技术

[0002] 煤尘危害为煤矿五大自然灾害之一，粉尘给煤矿工作人员和安全生产造成极大危害。一方面，粉尘污染的作业环境严重危害工人的身体健康，可引起肺部病变，造成尘肺病。
据最新的资料表明，在我国实际的严重尘肺病患者有120万之多，占到全世界尘肺病患者的
一半以上，每年由此引起的直接损失超过80亿元；在所有因各种粉尘引起的尘肺病中，煤矿
工人占到的比例最高。另一方面，粉尘浓度过高潜伏着爆炸的危险，悬浮的煤尘也是造成煤
矿煤尘爆炸的主要原因之一。因此，消除煤矿粉尘，对于确保从业人员生命健康、预防事故
的发生尤为重要。现在，有许多团队正在进行煤矿巷道煤尘收集处理方面的研究，但是，由
于实验室内不能真实还原井下掘进面的粉尘环境，不能直接观察设计的煤尘除尘装置真实
的除尘效果。

[0003] 现有的井下环境模拟装置原理是利用鼓风机扬尘，鼓风机将煤尘吹起，形成粉尘环境，但该装置存在一定的不足之处，该装置的结构形状与掘进机截割头不同，忽略了截割
头对煤尘产生情况的影响；同时，掘进机截割臂可以在液压缸的作用下实现上下转动和左
右旋转，掘进机截割臂在不同姿态时，煤尘产生情况不同，现有装置可调节性不足，缺少模
拟截割臂不同姿态下煤尘产生情况的能力，使得这种装置模拟的井下掘进面环境与真实情
况相差较大，不能在煤尘收集处理实验中模拟真实的井下煤尘环境。为了更加真实地模拟
井下掘进面工作环境，观察煤矿巷道煤尘除尘收集实验真实的除尘效果，我们设计了一种
类截割头式井下掘进面环境模拟装置。

发明内容

[0004] 本发明为了解决现有技术中的井下掘进面环境模拟效果较差、可调节性不足的问题，提供一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置。

[0005] 本发明采取以下技术方案：一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置，包括类截割头多孔扬尘筒、类截割头多孔扬尘筒调节机构、类截割头多孔扬尘筒驱动电机、螺旋输送
机、可调节高度支架和螺旋输送机驱动电机，类截割头多孔扬尘筒驱动电机安装在类截割
头多孔扬尘筒调节机构上，类截割头多孔扬尘筒驱动电机通过联轴器与类截割头多孔扬尘
筒的输入轴联接，类截割头多孔扬尘筒驱动电机外罩有防尘罩，防尘罩正面开设有电机轴
伸出口，背面开设有通风口；所述的螺旋输送机固定在可调节高度支架上，可调节高度支架
下方固定安装一个支撑板，螺旋输送机驱动电机通过带传动驱动螺旋输送机，螺旋输送机
前端与带传动从动轮联接，落料口与可调节高度支架固定联接，螺旋输送机后段的出料口
通入类截割头多孔扬尘筒的落料口。

[0006] 进一步的，类截割头多孔扬尘筒调节机构包括调高支架和回转底座，类截割头多孔扬尘筒驱动电机和防尘罩固定安装于调高支架上，调节支架通过销轴铰接安装在回转底
座上，调节支架中部下侧通过调节液压缸与回转底座铰接，所述的回转底座两侧对称连接
有两组液压缸，回转底座内部设置有回转轴承限位轴肩。

[0007] 进一步的，类截割头多孔扬尘筒驱动电机为变频电机。

[0008] 进一步的，螺旋输送机驱动电机为变频电机。

[0009] 进一步的，可调节高度支架底部设置有腿部以及插设在腿部内的支撑腿，腿部和支撑腿上开有位置调节孔，通过销轴连接腿部和支撑腿。

[0010] 进一步的，类截割头多孔扬尘筒沿螺旋线轨迹开孔，螺旋线直径为800mm，螺距为150mm，沿螺旋线每间隔110mm开一个出尘孔。

[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：类截割头多孔扬尘筒与掘进机截割头的结构尺寸相同，表面按照截割头截齿分布开孔，充分考虑截割头形状尺寸对煤尘产生情
况的影响；驱动电机带动类截割头多孔扬尘筒旋转，模拟掘进机掘进巷道过程中截割头的
截割动作，煤尘通过螺旋输送机进入类截割头多孔扬尘筒，更加真实模拟掘进过程中煤尘
产生情况；同时类截割头多孔扬尘筒调节机构能够调节类截割头多孔扬尘筒的高度并且控
制类截割头多孔扬尘筒在水平面内回转，增强了整个装置的可调节性，模拟在截割臂不同
姿态下煤尘产生情况。

附图说明

[0012] 图1为一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置的整体结构示意图；

[0013] 图2为一种类截割头式井下掘进面环境模拟装置拆除防尘罩的结构示意图；

[0014] 图3为类截割头多孔扬尘筒结构示意图；

[0015] 图中：1、类截割头多孔扬尘筒；2、防尘罩；3、调高支架；4、调节液压缸；5、回转底座；6、液压缸；7、螺旋输送机驱动电机；8、可调节高度支架；9、螺旋输送机；10、类截割头多
孔扬尘筒驱动电机。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图对本发明具体实施例作进一步详细描述。

[0017] 如图1‑2所示，一种模拟掘进过程中煤尘产生装置，包括类截割头多孔扬尘筒1、类截割头多孔扬尘筒调节机构、类截割头多孔扬尘筒驱动电机10、防尘罩2、螺旋输送机9、可
调节高度支架8、螺旋输送机驱动电机7。所述类截割头多孔扬尘筒1沿螺旋线轨迹开孔，螺
旋线直径为800mm，螺距为150mm，沿螺旋线每间隔110mm开一个80mm的出尘孔，开出尘孔80
×88。

[0018] 测试时，将煤粉从送料口倒入螺旋输送机9，螺旋输送机9固定在可调节高度支架8上，所述支架8下方固定安装一个支撑板，安装螺旋输送机驱动电机7，电机7为变频电机，速
度可调，控制煤粉的运输速度。驱动电机7通过带传动带动螺旋输送机9工作，煤粉通过螺旋
输送机9进入类截割头多孔扬尘筒1，类截割头多孔扬尘筒1旋转，扬尘筒1里面的煤粉在离
心力的作用下，通过出尘孔，形成煤尘环境，模拟掘进过程中井下掘进面环境。类截割头多
孔扬尘筒1由类截割头多孔扬尘筒驱动电机10提供动力，电机10通过联轴器与扬尘筒输入
轴联接，带动类截割头多孔扬尘筒1旋转，类截割头多孔扬尘筒驱动电机10为变频电机，速
度可调，可以根据实验要求调节类截割头多孔扬尘筒1旋转速度，模拟掘进机截割头转速不
同时，井下掘进面煤尘产生情况。防尘罩2固定安装在类截割头多孔扬尘筒调节机构上，与
类截割头多孔扬尘筒驱动电机安装在同一表面，防止煤尘进入电机，提高电机寿命，正面开
设有电机轴伸出口，背面开设有通风口。

[0019] 类截割头多孔扬尘筒调节机构包括调高支架3和回转底座5，类截割头多孔扬尘筒驱动电机10和防尘罩2通过螺栓联接固定在调高支架3上。所述调高支架3通过销轴和调节
液压缸4与回转底座5铰接，两个调节液压缸的液压杆同时伸出相同长度，调高支架3抬升，
类截割头多孔扬尘筒1位置升高，反之类截割头多孔扬尘筒1位置降低，模拟掘进机截割臂
调高功能。所述回转底座5连接固定在试验台上的液压缸6，一个液压缸的液压杆伸出，另一
个液压缸的液压杆缩回，两个液压缸相互配合，使回转底座5在水平面内旋转，带动类截割
头多孔扬尘筒1在水平面内旋转，模拟掘进机截割头在掘进巷道过程中在水平面内旋转的
功能，实验台上设有回转底座的限位装置。类截割头多孔扬尘筒调节机构实现了模拟截割
臂不同姿态下煤尘产生情况的功能。

[0020] 可调节高度支架8腿部和支撑腿上开有位置调节孔，支架腿部每间隔60mm开一个直径20mm调节孔，钻支架腿部调节孔20×5；支撑腿每间隔60mm开一个直径16mm调节孔，钻
支撑腿调节孔16×6。通过直径16mm销轴连接可调节高度支架和支撑腿，销轴连接不同的位
置调节孔即可改变螺旋输送机9高度，增强整个装置的可调节性。

[0021] 以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案
及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。