本发明属于粉尘治理，具体涉及一种自洁式矿用煤尘吸附装置及方法。
背景技术：
1、煤尘危害一直影响着煤矿的安全生产，尤其使在高机械化、高强度开采的井下作业环境中，煤尘含量在高浓度情况下造成的危害极其严重。首先，高浓度的煤尘极易产生自燃、爆炸等情况，进而会危及井下作业人员的生命安全；其次，井下作业人员长期吸入煤尘微粒，会引起尘肺病等一系列病变。传统的煤尘处理装置安装过程复杂且制造成本高，并不能达到全断面的除尘目的，导致了除尘效果的不理想，且会影响工人和矿车的正常通行，同时，在日常使用过程中易发生损坏的情况，且需要经常进行清洗以确保其除尘效果，因而这种装置需要频繁地进行维护，增加了维修人员的劳动负荷。
2、基于以上不足，亟需提供一种安装过程简单、制造成本低，除尘效果理想的矿用煤尘吸附装置及方法。
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种自洁式矿用煤尘吸附装置及方法，该装置结构简单、制造成本低、降尘效果理想，其能在不影响行人和矿车正常能行的情况下实现粉尘的高效治理作业。该方法安装过程简易、其可有效降低巷道中的煤尘含量，且具有自动清洗的功能，无需经常更换除尘网，可适应多种断面巷道的粉尘治理需求。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种自洁式矿用煤尘吸附装置，包括多个吸附单元和供水管道，多个吸附单元沿巷道的长度方向依次分布；所述吸附单元包括支撑机构、煤尘吸附机构和自动清洁机构；
3、所述供水管道沿巷道的长度方向铺设，且在对应多个吸附单元的位置开设有多个出水口；
4、所述支撑机构包括外立柱、上横梁、内立柱和中间横梁；两根外立柱相对地固定支设在巷道宽度方向的两端部，并垂直于巷道底板地设置；所述上横梁水平地设置在两根外立柱的上端之间，并与两根外立柱的上端固定连接；在上横梁和巷道的顶板之间形成上过滤区域；两根内立柱相对地固定支设在两根外立柱的内侧，并垂直于巷道底板地设置，同时，两根内立柱的上端均与上横梁固定连接；在两根内立柱和两根外立柱之间形成两个侧部过滤区域；所述中间横梁水平地设置在上横梁的下方，且其两端分别与两根内立柱固定连接；在中间横梁、两根内立柱和上横梁之间形成中过滤区域；在中间横梁、两根内立柱和巷道底板之间形成下通行通道；
5、所述煤尘吸附机构包括顶部除尘网、锚钩、磁石一、侧部活动除尘网、侧部固定除尘网、中部固定除尘网、磁石二和下部活动除尘网；所述顶部除尘网的形状和尺寸与上过滤区域的形状和尺寸相适配，其安装于上过滤区域中，且顶部除尘网的下端沿与上横梁固定连接；多根锚钩沿顶部除尘网上端沿的长度方向均匀地分布，多根锚钩在穿过顶部除尘网后锚固于巷道的顶板上，将顶部除尘网的上端沿贴合地连接在巷道的顶板上；所述磁石一固定安装在一根外立柱的中部；所述侧部活动除尘网和侧部固定除尘网的形状和尺寸相同，且均与侧部过滤区域的形状和尺寸相适配；所述侧部活动除尘网设置在磁石一所邻接的侧部过滤区域中，且其一个竖直端沿通过竖向分布的多个合页一对应区域的内立柱活动地连接，其另一个竖直端沿与磁石一相吸合地配合；所述侧部固定除尘网设置在另一个侧部过滤区域中，其四周端沿分别与上横梁、内立柱和外立柱固定连接；所述中部固定除尘网的形状和尺寸与中过滤区域的形状和尺寸相适配，中部固定除尘网封装于中过滤区域中，其四周端沿分别与上横梁、中间横梁和两根内立柱固定连接；所述磁石二对应中间横梁地固定安装在巷道底板的中心区域；所述下部活动除尘网的形状和尺寸与下通行通道的形状和尺寸相适配，其上端沿通过横向分布的多个合页二与中间横梁活动连接，其下端沿与磁石二相吸合地配合；所述顶部除尘网、侧部活动除尘网、侧部固定除尘网、中部固定除尘网和下部活动除尘网均为双层网面结构；
6、所述自动清洁机构包括供水软管一、出水控制器一、喷水嘴一、供水软管二、出水控制器二和喷水嘴二；所述供水软管一沿着顶部除尘网上端沿的长度方向铺设，且通过多根锚钩悬挂在巷道的顶板上；同时，供水软管一的进水端与供水管道上的出水口连接；所述出水控制器一串接在供水软管一的进水端；多个喷水嘴一沿供水软管一的长度方向均匀地分布，且对应安装在供水软管一上预留的多个安装口一中，同时，多个喷水嘴一位于顶部除尘网的双层网面之间的部分；所述供水软管二沿着上横梁的长度方向铺设，且通过多个连接件与上横梁连接；同时，供水软管二的进水端与供水管道上的出水口连接；所述出水控制器二串接在供水软管二的进水端；多个喷水嘴二沿供水软管二的长度方向均匀地分布，且对应安装在供水软管二上预留的多个安装口二中，同时，多个喷水嘴二位于中部固定除尘网的双层网面之间的部分。
7、进一步，为了确保外立柱具有稳定的承载能力和良好的支撑效果，所述外立柱沿高度方向横向贯通地开设有多个安装孔，多根锚钉一在对应穿过多个安装孔后，将外立柱锚固于巷道的帮部。
8、进一步，为了能实现除尘网的快速装配作业，所述煤尘吸附机构还包括多个挂钩一、多个挂钩二、多个挂钩三，多个挂钩一沿巷道的宽度方向均匀地分布，并与上横梁固定连接,多个挂钩二均分布于中过滤区域中，且均匀地固定连接在两根内立柱上，多个挂钩三均匀地分布于侧部固定除尘网所在的侧部过滤区域中，且多个挂钩三上，多个挂钩四竖向均匀地固定连接在外立柱上；
9、所述中部固定除尘网的上端沿通过多个挂钩一与上横梁固定连接，其两侧的竖端沿通过多个挂钩二与两根内立柱固定连接；
10、所述侧部固定除尘网的上端通过多个挂钩一与上横梁固定连接，其一侧的竖端沿通过多个挂钩三固定连接，其另一侧的竖端沿通过多个挂钩四与外立柱固定连接；所述供水软管二通过多个挂钩一与上横梁连接。
11、作为一种优选，所述供水软管一和供水软管二均为高压软管，所述喷嘴一和喷嘴二均为高压喷头。
12、进一步，为了避免积水留存于上横梁和上间横梁上，同时，为了确保水膜的形成效果，所述上横梁沿长度方向均匀地开设有竖向贯通的漏水孔一；所述中间横梁沿长度方向均匀地开设有竖向贯通的漏水孔二。
13、进一步，为了确保除尘效果，同时，为了确保除尘网的使用寿命，所述顶部除尘网、侧部活动除尘网、侧部固定除尘网、中部固定除尘网和下部活动除尘网均采用尼龙材质制成，且其四周均具有金属边框，同时，每层网状结构的孔径尺寸均为1.6mm。
14、进一步，为了确保外立柱和内立柱与巷道底板的连接强度，所述外立柱的下端通过锚钉二固定连接在巷道底板上，所述内立柱通过锚钉三固定连接在巷道底板上。
15、本发明中，在一个侧部过滤区域中设置侧部活动除尘网，并使其一侧竖端沿通过多个合页一与内立柱活动连接，可以便于打开或关闭侧部活动除尘网，进而能便于行人通过吸附单元所在的区域。在外立柱的中部安装磁石一，可以便于与侧部活动除尘网的活动端沿相吸附配合，进而能便于实现侧部过滤区域的快速关闭操作。在下通行通道中设置下部活动除尘网，并使下部活动除尘网的上端沿通过多个合页二与中间横梁活动连接，可以便于打下或关闭下通行通道，进而可以便于矿车通过吸附单元所在的区域。在巷道的底板中心区域安装磁石二，可以便于与下部活动除尘网的活动端沿相吸附配合，进而便于实现下通行通道的快捷关闭操作。使顶部除尘网、侧部活动除尘网、侧部固定除尘网、中部固定除尘网和下部活动除尘网均为双层网面结构，可以在多个喷水嘴一和多个喷水嘴二进行雾化喷水作业过程中，能在每个除尘网上均能形成双面水膜，从而可以有效阻隔粉尘在巷道长度方向的传播，同时，能利用向下流淌的水流将吸附于水膜上的粉尘颗粒向巷道底部进行冲刷，达到了有效降尘的目的。另外，这种技术还可以利用水流不断地清洗除尘网，达到了除尘网自动清洗的目的，降低了作业人员的维护频率。通过在供水软管一和二的进水端分别串接出水控制器一和二，可以便于自动化地实现供水和断水作业，进而能提高该装置的自动化程度。同时，还可以在行人或矿车通过时暂时停止雾化喷水作业，以提高该装置的灵活性。该装置结构简单、制造成本低、降尘效果理想，其能在不影响行人和矿车正常能行的情况下实现粉尘的高效治理作业，同时，其具有自动定时清洗的功能，无需经常更换除尘网，降低了作业人员的维护频率。
16、本发明还提供了一种自洁式矿用煤尘吸附方法，采用一种自洁式矿用煤尘吸附装置，具体包括以下步骤：
17、步骤一：组装支撑机构；
18、首先，将两根外立柱相对地固定支设在巷道宽度方向的两端部，并垂直于巷道底板地设置，同时，利用多根锚钉一在对应穿过外立柱上的多个安装孔，并将外立柱锚固于巷道的帮部；
19、接着，将上横梁水平地设置在两根外立柱的上端之间，并与两根外立柱的上端固定连接，使上横梁和巷道的顶板之间形成上过滤区域；将两根内立柱相对地固定支设在两根外立柱的内侧，并垂直于巷道底板地设置，同时，使两根内立柱的上端均与上横梁固定连接，使两根内立柱和两根外立柱之间形成两个侧部过滤区域；
20、然后，将中间横梁水平地设置在上横梁的下方，并使其两端分别与两根内立柱固定连接，使中间横梁、两根内立柱和上横梁之间形成中过滤区域，使中间横梁、两根内立柱和巷道底板之间形成下通行通道；
21、步骤二：安装磁石与锚钉；
22、在一侧的外立柱的中部固定安装磁石一，在巷道底板的中心区域对应中间横梁地固定安装磁石二；
23、在上横梁上沿其长度方向均匀地焊接多个挂钩一，在中过滤区域中于两根内立柱上均匀地焊接多个多个挂钩二，侧部固定除尘网所在的侧部过滤区域中，于内立柱上均匀地焊接多个挂钩三上均匀地焊接多个挂钩四；
24、步骤三：安装煤尘吸附机构；
25、制作出与上过滤区域相适配的双层的顶部除尘网、制作出与侧部过滤区域相适配的双层的侧部活动除尘网和侧部固定除尘网、制作出与中过滤区域相适配的双层的中部固定除尘网、制作出与下通行通道相适配的双层的下部活动除尘网；
26、利用多根锚钩将顶部除尘网的上端沿锚固于巷道的顶板上，并将顶部除尘网的下端沿固定连接在上横梁上；将中部固定除尘网设置在中过滤区域中，并使中部固定除尘网的上端沿通过多个挂钩一与上横梁固定连接，使中部固定除尘网的两竖端沿通过多个挂钩二与两根内立柱固定连接，使中部固定除尘网的下端沿固定连接在中间横梁上；
27、将侧部固定除尘网设置在一侧的侧部过滤区域中，并使其一侧竖端沿通过多个挂钩三固定连接，使其另一侧竖端沿通过多个挂钩四与外立柱固定连接，使其上端沿通过多个挂钩一与上横梁固定连接，使其下端沿与巷道底板相抵接；
28、将侧部活动除尘网设置在另一侧的侧部过滤区域中，并使其一侧竖端沿通过多个合页一与内立柱活动连接，使其另一侧竖端沿与磁石一相吸合配合；将下部活动除尘网的上端沿通过多个合页二与中间横梁活动连接，并使其下端沿与磁石二相吸合配合；
29、步骤四：安装自动清洁机构；
30、将供水软管一沿着顶部除尘网的上端沿铺设，并通过多根锚钩悬挂在巷道的顶板上，并于供水软管一的进水端串接出水控制器一，于供水软管一的长度方向均匀地安装多个喷水嘴一，在安装多个喷水嘴一时，确保其位于双层除尘网之间的区域中；将供水软管二沿着上横梁进行铺设，并利用多个挂钩一将供水软管二挂接在上横梁上，同时，于供水软管二的进水端串接出水控制器二，于供水软管二的长度方向均匀地安装多个喷水嘴二，在安装多个喷水嘴二时，确保其位于双层除尘网之间的区域中；
31、步骤五：在巷道长度方向布置多个吸附单元；
32、根据设定间隔，依次重复执行步骤一至步骤四，在巷道的长度方向形成多个吸附单元，同时，在巷道的长度方向铺设用于进行高压水源供应的供水管路，并建立供水管路与多个吸附单元中供水软管一和供水软管二的连接；
33、步骤六：吸附装置的测试；
34、对于各个吸附单元，通过打开和关闭出水控制器一的方式来测试多个喷水嘴一的出水情况，通过打开和关闭出水控制器二的方式来测试多个喷水嘴二的出水情况，同时，通过打开和关闭侧部活动除尘网的方式来测试行人的通过情况，通过打开和关闭下部活动除尘网的方式来测试矿车的通过情况；
35、步骤七：进行在线式除尘作业；
36、打开出水控制器一，利用供水软管一向多个喷水嘴一进行高压供水，利用多个喷水嘴一进行雾化喷水作业，并通过漏水孔一将到达上横梁上的水流向下方进行引导，该过程中，于顶部除尘网的双层网面上、侧部活动除尘网的双层网面上、侧部固定除尘网的双层网面上均形成双层水膜；打开出水控制器二，利用供水软管二向多个喷水嘴二进行高压供水，利用多个喷水嘴二进行雾化喷水作业，并通过漏水孔二将到达中间横梁上的水流向下方进行引导，该过程中，于中部固定除尘网的双层网面上、下部活动除尘网的双层网面上均形成双层水膜，通过形成的双层水膜实现巷道长度方向上粉尘流通路径的隔绝，同时，利用不断向下流淌的水流来带走吸附于水膜表面的粉尘；
37、在需要行人通过时，打开侧部活动除尘网，在行人通过后，关闭侧部活动除尘网，并使其活动端与磁石一吸合连接；在需要矿车通过时，打开下部活动除尘网，在矿车通过时，关闭下部活动除尘网，并使其活动端与磁石二吸合连接。
38、进一步，为了确保除尘效果，在步骤八中，当吸附单元使用设定时长后，根据喷水嘴的出水情况进行喷水嘴的更换作业，以确保雾化出水效果。
39、本发明可有效减少巷道内的煤尘量，降低了工人患尘肺病的概率，同时，还能降低煤尘爆炸和瓦斯爆炸发生的几率，减少了矿井生产的安全隐患。本发明与传统煤尘处理装置相比，其安装过程简单、使用过程安全、除尘高效，其能在不影响工人和矿车的正常通行的情况下，有效降低巷道中的煤尘含量，且具有自动定时清洗的功能，无需经常更换除尘网，可适应多种断面巷道的粉尘治理需求。另外，由于可以在巷道的长度方向设置多道吸附单元，因而能有效减少巷道中90％的煤尘量。
1.一种自洁式矿用煤尘吸附装置，包括多个吸附单元和供水管道(18)，多个吸附单元沿巷道的长度方向依次分布；其特征在于，所述吸附单元包括支撑机构、煤尘吸附机构和自动清洁机构；
2.根据权利要求1所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述外立柱(1)沿高度方向横向贯通地开设有多个安装孔，多根锚钉一(6)在对应穿过多个安装孔后，将外立柱(1)锚固于巷道的帮部。
3.根据权利要求1或2所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述煤尘吸附机构还包括多个挂钩一(24)、多个挂钩二(25)、多个挂钩三(23)和多个挂钩四(29)，多个挂钩一(24)沿巷道的宽度方向均匀地分布，并与上横梁(2)固定连接,多个挂钩二(25)均分布于中过滤区域中，且均匀地固定连接在两根内立柱(3)上，多个挂钩三(23)和多个挂钩四(29)均匀地分布于侧部固定除尘网(8)所在的侧部过滤区域中，且多个挂钩三(23)竖向均匀地固定连接在内立柱(3)上，多个挂钩四(29)竖向均匀地固定连接在外立柱(2)上；
4.根据权利要求3所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述供水软管一(16)和供水软管二(17)均为高压软管，所述喷嘴一(21)和喷嘴二(22)均为高压喷头。
5.根据权利要求4所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述上横梁(2)沿长度方向均匀地开设有竖向贯通的漏水孔一(27)；所述中间横梁(4)沿长度方向均匀地开设有竖向贯通的漏水孔二。
6.根据权利要求5所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述顶部除尘网(5)、侧部活动除尘网(7)、侧部固定除尘网(8)、中部固定除尘网(12)和下部活动除尘网(13)均采用尼龙材质制成，且其四周均具有金属边框，同时，每层网状结构的孔径尺寸均为1.6mm。
7.根据权利要求6所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，所述外立柱(1)的下端通过锚钉二固定连接在巷道底板上，所述内立柱(3)通过锚钉三固定连接在巷道底板上。
8.一种自洁式矿用煤尘吸附方法，采用如权利要求1至7任一项所述的一种自洁式矿用煤尘吸附装置，其特征在于，具体包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种自洁式矿用煤尘吸附方法，其特征在于，在步骤八中，当吸附单元使用设定时长后，根据喷水嘴的出水情况进行喷水嘴的更换作业，以确保雾化出水效果。
