一种井下作业用安全防护装置

技术领域

本发明涉及井下作业技术领域，尤其涉及一种井下作业用安全防护装置。

背景技术

在对矿山矿体进行开采时，经常需要进行井下作业，矿山井下作业包括：井下采煤作业、井下掘进作业、井下电气作业、井下爆破作业、井下通风作业、井下安全监测监控作业、煤矿提升机操作作业、煤矿探排水作业等。

在井下采煤作业时，目前采用采煤机对煤岩进行切割对煤矿进行开采，在煤矿开采过程中会将其内部吸附的瓦斯释放到开采工作区域内部，增加瓦斯浓度，且在采煤机对煤岩开采时，会与矿石表面进行摩擦，同时煤矿自身在开采过程中也会由于氧化作用，使得开采环境温度升高，从而加速瓦斯释放，在天然条件下煤矿中的瓦斯大多以吸附状态存在，少量游离于煤矿内部疏松气孔中，在采煤机对煤矿进行开采时对煤岩进行切割时，会对切割面通过喷洒降温液体进行降温，煤岩切割后会形成小体积矿石，此时煤矿由整体分化成矿石，会破坏煤岩内对瓦斯的封存环境，即减小瓦斯压力，同时开采环境的温度较煤岩内部温度升高，就会导致瓦斯从吸附状态转向游离状态。

通常在开采面顶部的支护机构顶部会设置有瓦斯吸收管道，但由于地底开采过程中湿度较大，会使得矿石对瓦斯的吸附性加强，在开采面顶部不能对吸附状态的瓦斯进行吸收，在运输煤矿的路径中由于水分的蒸发会导致煤矿湿度降低，同时在水分蒸发完毕后，会出现升温的情况，此时煤矿中部分吸附状态的瓦斯将转变为游离状态，飘逸在煤矿运输甬道内，增加煤矿运输路径上瓦斯的涌出量，加速升高运输沿途空间瓦斯的浓度，存在运输路径行走工人瓦斯中毒和瓦斯爆炸的安全隐患。

因此，我们提出一种井下作业用安全防护装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中传统煤矿瓦斯吸收通风系统通常设置与开采面顶部，对开采过程中的瓦斯进行吸收，但由于降温后的煤矿中吸附状态瓦斯存在矿石内部难以游离出矿石，存在增加煤矿运输路径上瓦斯的涌出量，加速升高运输沿途空间瓦斯的浓度，存在运输路径行走工人瓦斯中毒和瓦斯爆炸安全隐患的问题，而提出的一种井下作业用安全防护装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种井下作业用安全防护装置，包括采煤运输带，所述采煤运输带的内部设置有伺服电机，所述采煤运输带的顶部设置有收集机构，所述采煤运输带的顶部设置有释放吸收机构；

所述收集机构包括转动连接于采煤运输带内部的运输滚轴，所述运输滚轴的顶部传动连接有输送带，所述输送带的顶部固定连接有驱动条，所述采煤运输带侧面设置有收集支架，所述收集支架前端固定连接有驱动电机，且所述收集支架的内壁转动连接有收集臂，所述采煤运输带的外侧卡接有收集筒，所所述收集筒的内壁固定连接有分散固定弧杆，且所述分散固定弧杆的外表面插接有切割齿，所述收集筒的内壁固定连接有贴合环，且所述收集筒的内顶壁开设有贴合槽，且所述收集筒的顶部固定连通有降温喷管，所述降温喷管电连接有电磁阀，所述收集筒的内壁滑动连接有触碰滑块，所述触碰滑块的底部开设有滑动弧面，且所述触碰滑块的底部与收集臂的顶部滑动连接，所述电磁阀与触碰滑块电连接；

所述释放吸收机构包括卡接连接于采煤运输带顶部的封闭罩，所述封闭罩的底部与收集筒的顶部固定连接，所述封闭罩的内壁滑动连接有升降封闭盖，所述升降封闭盖的顶部固定连通有排气管，且所述排气管的外表面套接有升降密封套筒，所述封闭罩的内壁固定连通有抽气管，所述封闭罩的内顶壁转动连接有摊匀支架，所述摊匀支架的外表面固定连接有摊匀杆，所述摊匀支架的外表面固定连接有与运输滚轴传动连接的驱动齿轮，所述驱动齿轮的外侧设置有密封罩。

优选地，所述收集臂的外侧固定连接有收集挤压爪，所述收集挤压爪的外表面与收集筒的内壁滑动连接，且所述收集挤压爪与分散固定弧杆交错设置。

优选地，所述收集筒的内壁开设有清洗腔，所述降温喷管设置于清洗腔的内顶壁，且所述降温喷管的内侧固定连通有降温喷头，所述降温喷头关于收集臂对称分布。

优选地，所述触碰滑块的内侧固定连接有升降斜杆，所述升降斜杆的外表面设置有旋转齿条，所述旋转齿条啮合有清理杆。

优选地，所述清理杆的内侧与收集臂的外侧滑动连接，所述清理杆的内侧固定连接有刮除槽，所述刮除槽的内壁设置有刮除耐磨层。

优选地，所述升降封闭盖的顶部固定连接有上升弹簧柱，所述升降封闭盖的内壁开设有排气孔，且所述排气孔设置于升降封闭盖的内侧，所述排气孔与排气管固定连通，所述升降封闭盖的底部固定连接有稳定电磁铁，所述稳定电磁铁的底部与采煤运输带的顶部磁力连接。

优选地，所述排气管内部输送质量大的气体，所述输送质量大的气体采用二氧化碳，所述抽气管设置于封闭罩的顶部，且所述抽气管与排气管同步进行。

优选地，所述封闭罩的内壁固定连通有排气支管，所述封闭罩的内侧设置有喷气头。

优选地，所述摊匀杆设置有多个，且多个所述摊匀杆旋转分布于摊匀支架的外表面，所述运输滚轴的内侧设置有椭圆双曲面，所述运输滚轴的外侧固定连接有与驱动齿轮啮合的传动齿轮，且所述运输滚轴的外表面设置有与输送带的贴合防滑层。

相比现有技术，本发明的有益效果为：

1、通过设置有封闭罩、升降封闭盖和抽气管等装置相互配合，在通过收集机构将采煤机开采的煤矿石，输送到输送带顶部，接着通过排气管带动升降封闭盖下降，对输送部位的煤矿进行封闭，同时在排气管向输送带内排气时，会加速游离状态的瓦斯向上流动，同时通过抽气管对轻于空气的瓦斯气体进行收集，从而对收集过程中分散矿石中由吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行集中吸收，减小后续输送过程中，矿石中持续涌出吸附状态的瓦斯，降低输送过程中的瓦斯浓度，从而解决了上述背景技术中提到的现有技术中传统煤矿瓦斯吸收通风系统通常设置与开采面顶部，对开采过程中的瓦斯进行吸收，但由于降温后的煤矿中吸附状态瓦斯存在矿石内部难以游离出矿石，存在增加煤矿运输路径上瓦斯的涌出量，加速升高运输沿途空间瓦斯的浓度，存在运输路径行走工人瓦斯中毒和瓦斯爆炸安全隐患的问题。

2、通过设置有运输滚轴、输送带和收集支架等装置相互配合，在通过收集臂将落到收集筒内的矿石向采煤运输带输送，此时在采集过程中，采煤运输带停止运动，通过收集臂配合分散固定弧杆对矿石进行分散，将其输送到输送带顶部，等待运输，在分散落到输送带顶部对吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行释放和吸收，接着启动伺服电机对降低吸附状态瓦斯浓度后的矿石进行输送，在输送矿石的同时加速吸附状态瓦斯转变为游离状态，达到加速释放吸附状态瓦斯的效果。

3、通过设置有收集筒、贴合环和贴合槽等装置相互配合，在收集筒内部转动的收集臂会与其滑动，在收集挤压爪转动到收集筒内壁时，通过降温喷管和清理杆对收集挤压爪的外表面进行清理，从而可以在收集支架转动过程中，减小驱动电机消耗功率，同时在收集筒内壁开设的贴合槽与收集臂贴合，可以在分散矿石过程中，与封闭罩形成封闭环境，方便对此过程中转变成游离状态的瓦斯进行吸收排除。

附图说明

图1为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的收集筒与收集挤压爪结构滑动连接示意图；

图3为本发明图2中A处结构的放大图；

图4为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的整体结构背视图；

图5为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的采煤运输带结构俯视图；

图6为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的运输滚轴与运输带结构传动连接示意图；

图7为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的摊匀支架结构示意图；

图8为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的内部结构示意图；

图9为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的收集筒内顶壁贴合槽内部结构示意图；

图10为本发明提出的一种井下作业用安全防护装置的升降封闭盖与排气支管结构固定连通示意图。

图中：1、采煤运输带；2、伺服电机；3、收集机构；31、运输滚轴；32、输送带；321、驱动条；33、收集支架；34、收集臂；341、收集挤压爪；35、收集筒；351、贴合环；352、贴合槽；353、降温喷管；3531、降温喷头；354、触碰滑块；355、升降斜杆；356、旋转齿条；357、清理杆；36、分散固定弧杆；361、切割齿；4、释放吸收机构；41、封闭罩；411、排气支管；412、喷气头；42、升降封闭盖；421、排气管；422、升降密封套筒；423、上升弹簧柱；424、稳定电磁铁；43、抽气管；44、摊匀支架；441、驱动齿轮；442、密封罩；45、摊匀杆；46、传动齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1-10，一种井下作业用安全防护装置，包括采煤运输带1，采煤运输带1的内部设置有伺服电机2，采煤运输带1的顶部设置有收集机构3，采煤运输带1的顶部设置有释放吸收机构4；

在上述技术方案，通过收集机构3对采煤机开采的矿石进行收集，并对其进行破碎分散输送到采煤运输带1的顶部，接着通过释放吸收机构4对从吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行吸收，同时通过收集筒35对收集臂34进行降温和清理，在吸收一段时间后，打开升降封闭盖42，启动伺服电机2对矿石进行输送，从而完成对开采矿石在运输过程中的瓦斯吸收和输送操作。

实施例一

本实施例为一种井下作业用安全防护装置的收集机构；

如图1-6和图9所示，收集机构3包括转动连接于采煤运输带1内部的运输滚轴31，运输滚轴31的顶部传动连接有输送带32，输送带32的顶部固定连接有驱动条321，采煤运输带1侧面设置有收集支架33，收集支架33前端固定连接有驱动电机，且收集支架33的内壁转动连接有收集臂34，采煤运输带1的外侧卡接有收集筒35，所收集筒35的内壁固定连接有分散固定弧杆36，且分散固定弧杆36的外表面插接有切割齿361，收集筒35的内壁固定连接有贴合环351，且收集筒35的内顶壁开设有贴合槽352，且收集筒35的顶部固定连通有降温喷管353，降温喷管353电连接有电磁阀，收集筒35的内壁滑动连接有触碰滑块354，触碰滑块354的底部开设有滑动弧面，且触碰滑块354的底部与收集臂34的顶部滑动连接，电磁阀与触碰滑块354电连接；

通过上述技术方案，在通过收集臂34将落到收集筒35内的矿石向采煤运输带1输送，此时在采集过程中，采煤运输带1停止运动，通过收集臂34配合分散固定弧杆36对矿石进行分散，将其输送到输送带32顶部，等待运输，在分散落到输送带32顶部对吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行释放和吸收，接着启动伺服电机2对降低吸附状态瓦斯浓度后的矿石进行输送，在输送矿石的同时加速吸附状态瓦斯转变为游离状态，达到加速释放吸附状态瓦斯的效果；

基于上述，在收集筒35内部转动的收集臂34会与其滑动，在收集挤压爪341转动到收集筒35内壁时，通过降温喷管353和清理杆357对收集挤压爪341的外表面进行清理，从而可以在收集支架33转动过程中，减小驱动电机消耗功率，同时在收集筒35内壁开设的贴合槽352与收集臂34贴合，可以在分散矿石过程中，与封闭罩41形成封闭环境，方便对此过程中转变成游离状态的瓦斯进行吸收排除；

基于上述，在收集臂34沿着分散固定弧杆36旋转时，通过切割齿361对煤矿进行切割，会对输送过程中的矿石进行破碎分散，接着将破碎分散后的矿石输送到输送带32顶部，完成破碎分散煤矿过程；

基于上述，在收集臂34带动触碰滑块354向上移动时，此时导通电磁阀，通过降温喷管353对旋转过程中的收集臂34进行降温，避免在收集臂34旋转过程中出现过热，引燃瓦斯，在收集臂34从收集筒35顶部旋转至煤矿入口处时，此时触碰滑块354下降，关闭降温喷管353，降低降温溶液的消耗量。

具体的，如图2、图3和图9所示，收集臂34的外侧固定连接有收集挤压爪341，收集挤压爪341的外表面与收集筒35的内壁滑动连接，且收集挤压爪341与分散固定弧杆36交错设置，收集筒35的内壁开设有清洗腔，降温喷管353设置于清洗腔的内顶壁，且降温喷管353的内侧固定连通有降温喷头3531，降温喷头3531关于收集臂34对称分布。

通过上述技术方案，收集筒35设置为水滴状，在收集筒35远离输送带32的一侧为煤矿入口，在另一侧为分散矿石输送空间，通过收集臂34的旋转，会将收集挤压爪341弯曲方向的煤矿向分散固定弧杆36挤压，对煤矿进行切割，在收集臂34旋转至水滴状收集筒35顶部内壁时，启动降温喷头3531对收集挤压爪341外表面进行降温和润湿。

具体的，如图9所示，触碰滑块354的内侧固定连接有升降斜杆355，升降斜杆355的外表面设置有旋转齿条356，旋转齿条356啮合有清理杆357，清理杆357的内侧与收集臂34的外侧滑动连接，清理杆357的内侧固定连接有刮除槽，刮除槽的内壁设置有刮除耐磨层。

通过上述技术方案，在收集臂34外侧收集挤压爪341的交叉位置与触碰滑块354相互挤压，导通降温喷头3531，同时挤压升降斜杆355的底部，带动清理杆357向靠近收集挤压爪341的位置移动，对收集挤压爪341外表面的煤灰进行清理，同时随着收集臂34在收集筒35内旋转位置，逐步收紧，提升对收集挤压爪341外表面煤灰的清理能力。

实施例二

本实施例为一种井下作业用安全防护装置的释放吸收机构；

如图7、图8和图10所示，释放吸收机构4包括卡接连接于采煤运输带1顶部的封闭罩41，封闭罩41的底部与收集筒35的顶部固定连接，封闭罩41的内壁滑动连接有升降封闭盖42，升降封闭盖42的顶部固定连通有排气管421，且排气管421的外表面套接有升降密封套筒422，封闭罩41的内壁固定连通有抽气管43，封闭罩41的内顶壁转动连接有摊匀支架44，摊匀支架44的外表面固定连接有摊匀杆45，摊匀支架44的外表面固定连接有与运输滚轴31传动连接的驱动齿轮441，驱动齿轮441的外侧设置有密封罩442。

通过上述技术方案，在通过收集机构3将采煤机开采的煤矿石，输送到输送带32顶部，接着通过排气管421带动升降封闭盖42下降，对输送部位的煤矿进行封闭，同时在排气管421向输送带32内排气时，会加速游离状态的瓦斯向上流动，同时通过抽气管43对轻于空气的瓦斯气体进行收集，从而对收集过程中分散矿石中由吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行集中吸收，减小后续输送过程中，矿石中持续涌出吸附状态的瓦斯，降低输送过程中的瓦斯浓度；

基于上述，在通过抽气管43对内部瓦斯吸收一段时间后，关闭排气管421，带动升降封闭盖42上升，导通输送带32在封闭罩41输送方向的输送路径，使得伺服电机2带动输送带32移动时，带动驱动条321形成方格内的煤矿向开采面甬道外侧移动，此时带动驱动齿轮441开始旋转，进而带动摊匀支架44进行旋转，对输送带32顶部的煤矿进行摊匀，降低输送过程中由于煤矿堆积掉落的可能。

具体的，如图8和图10所示，升降封闭盖42的顶部固定连接有上升弹簧柱423，升降封闭盖42的内壁开设有排气孔，且排气孔设置于升降封闭盖42的内侧，排气孔与排气管421固定连通，升降封闭盖42的底部固定连接有稳定电磁铁424，稳定电磁铁424的底部与采煤运输带1的顶部磁力连接，排气管421内部输送质量大的气体，输送质量大的气体采用二氧化碳，抽气管43设置于封闭罩41的顶部，且抽气管43与排气管421同步进行，封闭罩41的内壁固定连通有排气支管411，封闭罩41的内侧设置有喷气头412。

通过上述技术方案，在排气管421通过排气孔向封闭罩41内部的矿石输送二氧化碳时，会将附着在矿石外表面的瓦斯气体向上驱赶，加速瓦斯向上飘浮的速度，便于在抽气管43内部加速对瓦斯进行收集；

基于上述，在升降封闭盖42通过排气管421产生向下的力时，此时升降密封套筒422会套接于滑动部位，对其进行密封，排气孔直径小于排气管421的直径，会增大在升降封闭盖42内部的气体压力，将升降封闭盖42向下驱动，对封闭罩41进行封闭，同时在升降封闭盖42下降到与收集支架33顶部时，通过稳定电磁铁424与收集支架33顶部的磁力吸附，使得升降封闭盖42更加稳定搭接与收集支架33的顶部；

基于上述更进一步的，在停止向封闭罩41内输送气体时，此时上升弹簧柱423带动升降封闭盖42向上移动，打开封闭罩41，便于对输送带32顶部的矿石进行输送。

具体的，如图7所示，摊匀杆45设置有多个，且多个摊匀杆45旋转分布于摊匀支架44的外表面，运输滚轴31的内侧设置有椭圆双曲面，运输滚轴31的外侧固定连接有与驱动齿轮441啮合的传动齿轮46，且运输滚轴31的外表面设置有与输送带32的贴合防滑层。

通过上述技术方案，在输送带32通过伺服电机2带动其进行移动时，带动其底部贴合的运输滚轴31进行旋转，在运输滚轴31中低段滚轴311和顶段滚轴313设置在水平方向，在中段滚轴312设置为倾斜状态，从而在输送带32移动过程中带动顶段滚轴313进行旋转，从而带动在密封罩442内啮合的传动齿轮46开始旋转，带动驱动齿轮441开始旋转，从而带动摊匀支架44开始旋转，对输送带32上的煤矿进行摊匀。

本发明通过收集机构3对采煤机开采的矿石进行收集，并对其进行破碎分散输送到采煤运输带1的顶部，接着通过释放吸收机构4对从吸附状态转变为游离状态的瓦斯进行吸收，同时通过收集筒35对收集臂34进行降温和清理，在吸收一段时间后，打开升降封闭盖42，启动伺服电机2对矿石进行输送，从而完成对开采矿石在运输过程中的瓦斯吸收和输送操作。

以上所述，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。