矿用井下的防尘隔离装置的制作方法

本发明涉及一种矿用井下的防尘隔离装置,属于矿业设备技术领域。

背景技术：

矿井在进行生产时,会产生大量的粉尘和有毒有害气体，对工人的健康造成严重的威胁。特别是在综掘机进行切割作业时,产尘量最大，有毒害气体浓度最高，故在此阶段工人对个体防护的要求显得格外重要。

目前，具有防尘效果的矿用防护工具以防尘口罩为主，防尘口罩一般有内外两层无纺布，两层无纺布中间设置有过滤布或者活性炭。

由于防尘口罩由多层布料组成，当工人佩戴防尘口罩后对呼吸时产生的气流有阻碍作用，会导致工人呼吸很困难，且防尘口罩在使用几个小时后，防尘口罩内会集聚很多灰尘，防尘口罩的防尘作用就会失效。此外，工人佩戴防尘口罩后仍然会吸入有毒有害气体。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种矿用井下的防尘隔离装置。

本发明提供的一种矿用井下的防尘隔离装置包括设置于矿井巷道中的隔离房，所述隔离房内形成有隔离空间；所述隔离房上设置有房门；所述隔离房上还设置有供气口和排气口，所述供气口用于向隔离房通入来自地面的新鲜空气；所述排气口用于将隔离房内的污浊空气排出到矿井巷道中。

可选的，所述供气口处设置有第一阀门；所述排气口处设置有第二阀门；所述第一阀门和第二阀门包括闸阀、截止阀或调节阀中的任一种。

可选的，所述第一阀门设置于所述隔离房的内部；和/或，所述第二阀门设置于所述隔离房的内部。

可选的，所述供气口包括多个，且多个所述供气口在所述隔离房上均匀分布；和/或，所述排气口包括多个，且多个所述排气口在所述隔离房上均匀分布。

可选的，所述隔离房包括基础框架和板材，所述板材连接在所述基础框架上。

可选的，所述板材通过紧固件连接的方式连接在所述基础框架上。

可选的，所述板材包括两层钢板，且两层钢板之间设置有保温层。

可选的，所述房门包括平开门、弹簧门和推拉门中的至少一种，所述房门与所述隔离房之间还设有密封件。

可选的，所述隔离房的侧壁的外部设置有固定件；和/或所述隔离房的底壁的外部设置有固定件；

所述固定件用于将所述隔离房固定在矿井巷道的巷道壁上。

可选的，所述固定件包括固定板和锚杆；所述固定板的第一端与所述隔离房连接，所述固定板的第二端背离所述隔离房向外伸出，且所述固定板上设置有安装孔；所述锚杆穿过所述安装孔，以将所述隔离房固定在矿井巷道的巷道壁上。

本发明提供的矿用井下的防尘隔离装置，通过在矿井巷道内设置隔离房，以形成相对封闭的空间，并直接将来自地面的新鲜空气供工人使用，使得矿井巷道中的工人能经常进入隔离房来躲避粉尘、有毒有害气体的威胁。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1为本实施例提供的隔离房的结构示意图；

图2为本实施例提供的隔离房的安装示意图。

附图标记说明：1-隔离房；2-房门；3-供气口；4-排气口；5-固定板；6-安装孔；7-锚杆；8-螺母。

通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，“上”、“下”等的用语，是用于描述各个结构在附图中的相对位置关系，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，应当对“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在矿井掘进巷道作业的各阶段中，利用掘进机等凿岩机械进行岩层或矿层的切割时，产生的粉尘量最大，且释放出的有毒有害气体最多。矿井中对岩层或矿层的切割工作属于常态，导致矿井中的工作环境通常都很恶劣，矿井中工人的健康严重的受到粉尘和有毒有害气体的威胁。工人佩戴的用于防尘的防尘口罩使得工人舒适度降低，且防尘口罩的防尘作用很容易失效。

本实施例提供的矿用井下的防尘隔离装置主要想为工人提供一个相对干净和舒适的环境，当工人有需要进行休息时可以进入该防尘隔离装置中，或者有的工作不是必须暴露在粉尘中完成的，工人也可以进入该防尘隔离装置中完成。

在矿井的掘进巷道中现有的通风方式为压入式通风，即将压风机放置在大巷中空气相对新鲜的位置，然后再压入式风机上连接柔性风筒，柔性风筒直接将新鲜风流输送到掘进巷道中掘进作业的区域。这种通风方式主要的作用是将切割岩层或者矿层时产生的粉尘吹出到掘进巷道之外，并同时源源不断的更新掘进巷道中的风流。

但是，在压入式通风中，柔性风筒中的风流为新鲜风流，柔性风筒中的新鲜风流一旦进入掘进巷道即变成污浊风流，所以工人是无法呼吸到新鲜的空气的。

在矿井中还有一类风动式机械，即利用高压气体来为风动式机械提供动力。一般是风泵先将地面的新鲜风流转化为高压气体，然后利用高压胶管等高压输气管将高压气体输送到掘进巷道中，为掘进巷道中的风动式机械提供动力。

风动式机械所用的高压气体为新鲜风流，本实施例提供的防尘隔离装置可以直接利用矿井中现有的高压输气设备，为防尘隔离装置内部输入新鲜风流，来满足工人所需。

在掘进巷道中施工时，随着掘进巷道中工作面的推进，工人的作业区域也是处于一直变动的状态，而本实施例提供的防尘隔离装置可以在巷道中随着掘进工作面的推进进行搬迁，以保证工人能随时方便的进入该隔离装置中。

针对上述说明中的防尘隔离装置所应具有的用途和特点及各方面的要求，下面从防尘隔离装置的形状、构造、结构、材料等方面进行详细的说明，以使得普通技术人员能够理解本实施例所提供的防尘隔离装置，且在理解的基础上能够方便实施。

如图1和图2所示，本实施例提供的一种矿用井下的防尘隔离装置包括设置于矿井巷道中的隔离房1，所述隔离房1内形成有隔离空间；隔离房1上设置有房门2；隔离房1上还设置有供气口3和排气口4，供气口3用于向隔离房1通入来自地面的新鲜空气；排气口4用于将隔离房1内的污浊空气排出到矿井巷道中。

示例性的，本实施例所提供的防尘隔离装置包括隔离房1。该隔离房1和地面的建筑物最大的区别在于，地面建筑物所在的环境较好，不需要专门的通风，人们即可拥有很好的工作和生活环境。而矿井中的隔离房1由于处于充满粉尘、有毒有害气体的环境中，为了使得工人能处于相对干净的环境中，必须对隔离房1进行专门的空气供给。

隔离房1的用途主要是给工人提供一个活动或休息的隔离空间，而在掘进巷道中同时在一个工作区域工作的工人数量一般为5～10人，所以隔离房1的隔离空间所能容纳的人员数量可以参考这个人数。隔离空间不需要太大，如果隔离空间的空闲空间太多，会导致隔离房1的占地面积大，移动也不方便，且会浪费材料和增加制作成本。

本实施例的隔离房1也可以只容纳一人或者两人。在这种情况下，在同一工作区域附近可以同时设置多个隔离房1，以满足工人的需求。且这样的隔离房1单个的占地面积更小，搬迁更容易。

由于掘进巷道的宽度一般在2m～5m之间，且在掘进巷道中通常会布置有轨道、胶带输送机等机械，所以隔离房1的尺寸应当与巷道宽度方向上的剩余尺寸相适应，且隔离房1要与其他机械设备之间留有足够的行人通道。所以本实施例的隔离房1的宽度一般较小，而长度可以适当大些。且由于矿井中巷道的高度也有限制，所以隔离房1的高度要比矿井中巷道的高度小。所以，在隔离房1的尺寸要求方面，由于矿井巷道的特殊条件限制，与地面房屋的要求也是完全不同的。

隔离房1可以为长方体状，隔离房1在放置的时候，隔离房1的长度方向可以沿着巷道的长度方向。当隔离房1为长方体状时，隔离房1上的门可以设置在隔离房1的宽度方向的一侧。可以理解的是，如果隔离房1上设置的房门2的朝向与巷道中污浊空气的流向相反，则房门2在打开的过程中，污浊空气很容易进入该隔离房1中。所以隔离房1上设置的房门2的朝向可以与巷道中的污浊空气的流动方向相同，这样可以一定程度上避免污浊空气进入该隔离房1中。

隔离房1的房顶的形状可以为三角形或者圆弧状的，部分灰尘可以利用自身的重力由三角形或者圆弧状的房顶滑落，这样可以避免隔离房1的房顶上集聚太多的灰尘。

由于钢架结构形成的形状相对稳定，不易变形，隔离房1在制作时可以先形成钢架结构，然后在钢架结构上安装板材，即可快速组装成隔离房1。或者，隔离房1可以为可折叠式的，如隔离房1为长方体时，可以将隔离房1展开成一平面，平面经过折叠后搬迁更方便。

本实施例提供的隔离房1要求可以为工人提供一个相对干净的环境，由于矿井巷道中的粉尘大、充满有毒有害气体等，所以隔离房1对密封性也有一定的要求。所以隔离房1选用的材料，以及隔离房1的连接处需要满足密封性的要求。

此外，隔离房1选用不同的材料，除了会导致成本有差别，还会导致隔离房1自身的性能存在差异。

例如，当隔离房1的制作材料选用钢板时，由于钢板的强度高，钢板可以抵挡巷道顶部偶尔坠落的岩块，避免工人被岩块砸伤。如果采用较厚的钢板，当巷道内发生的顶板垮落等事故时，工人还可以在隔离房1中避灾。但是钢板厚度加大后会造成隔离房1制作成本的增高，且隔离房1的重量会变大，导致变迁难度增加。

如果隔离房1的制作材料采用木板，成本要比选用钢材低，但是木板的强度与钢材相比相差较大，当发生顶板垮落等事故时，其防护性能比较低。在形成隔离房1的基础框架的前提下，隔离房1还可以采用塑料板、橡胶板等板材，将板材与基础框架固定连接，且在连接处采取粘贴密封条等措施来满足本实施例的隔离房1的密封性的要求。

隔离房1在避免巷道内的矿尘、有毒有害气体进入的前提下，隔离房1还需要地面新鲜空气的输入，所以隔离房1上需要设置有供气口3。其中，供气口3上可以连接供气管，以使得新鲜分流可以进入。此外，隔离房1上还设置有用于污浊空气排出的排气口4，排气口4和供气口3相互配合可以使隔离房1内的气压处于正常范围。

当采用高压输气管路为隔离房1提供新鲜风流时，在供气口3处进入的空气为正压，即供气口3处的气压要大于正常气压；由于排气口4与矿井巷道连通，在排气口4处的气压要小于供气口3的气压，所以排气口4处的污浊空气会自动排出。

在隔离房1的使用过程中，可能存在矿井巷道中的污浊空气从排气口4进入隔离房1中的情况；另一方面，人在隔离房1中呼吸空气的位置在隔离房1中的位置相对较高。所以，可以将供气口3设置在隔离房1的上部，而将排气口4设置在隔离房1的下部，从而在隔离房1中形成上部进入新鲜空气，下部排出污浊空气的通风方向。

本实施例提供的矿用井下的防尘隔离装置，通过在矿井巷道内设置隔离房1，以形成相对封闭的空间，并直接将来自地面的新鲜空气供工人使用，使得矿井巷道中的工人能经常进入隔离房1来躲避粉尘和有毒有害气体。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1的供气口3处设置有第一阀门；隔离房1的排气口4处设置有第二阀门；第一阀门和第二阀门包括闸阀、截止阀或调节阀中的任一种。

示例性的，本实施例的隔离房1上设置的供气口3处接入的为高压新鲜风流，在供气口3处设置有第一阀门，第一阀门可以用来对新鲜风流的进入实施启止控制，或者对风速和风量的大小进行调节，以使得新鲜风流在满足工人正常呼吸使用的情况下，还能使隔离房1内形成让人舒适的风速。

第二阀门用于调节隔离房1的排风量和排风速度，通过第一阀门和第二阀门的配合，可以使隔离房1内气压保持在正常的气压范围内。

当工人进入隔离房1中之后，关闭房门2，打开第一阀门和第二阀门，并对第一阀门和第二阀门进行调节，使得隔离房1内部的空气状态和空气质量满足工人的需求。当工人离开隔离房1时，可以将第一阀门和第二阀门关闭，避免高压气体的浪费和防止矿井巷道中的污浊空气、粉尘等从排气口4处进入隔离房1的内部。

根据第一阀门和第二阀门的上述作用，第一阀门和第二阀门可以从现有的阀门中进行各种选择。

第一阀门可以选择截止阀，截止阀为单向阀，截止阀的安装具有方向性，截止阀应当允许新鲜空气从第二阀门的外部进入隔离房1的内部；当第二阀门选择截止阀时，截止阀应当允许污浊空气从隔离房1的内部排出到矿井巷道内。

其中，截止阀可以为直通式截止阀、直流式截止阀和角式截止阀中的任一种。

第一阀门还可以为调节阀，调节阀可以控制气流的流速和流量。调节阀由执行机构和阀门组成，本实施例的调节阀可以为气动调节阀、电动调节阀、液动调节阀中的任意一种。

参照第一阀门的选择，第二阀门可以与第一阀门选择同一种的，也可以选择不同种类的。此外，还可以在第一阀门和第二阀门上分别连接风速测量装置、风量测量装置，使人更直观、方便的对隔离室中的空气进行调节。

作为本实施例可实现的方式之一，供气口3处设置的第一阀门设置于隔离房1的内部；和/或，供气口3处设置的第二阀门设置于隔离房1的内部。

示例性的，第一阀门可以设置于隔离房1的内部，由于隔离房1内部的环境比较干净，第一阀门设置于隔离房1的内部，可以使第一阀门免受矿井巷道中的湿气、粉尘等的影响，以利于对第一阀门的防护。当人对第一阀门进行操作时，由于第一阀门相对干净，操作时也较便利。且当人在隔离房1中对第一阀门进行调节时，可以根据人在隔离房1中的即时感受来进行，以方便将风速调节到人适宜的范围。

基于第一阀门设置于隔离房1内部时的上述优点，也可以将第二阀门设置于隔离房1的内部。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1的供气口3包括多个，且多个供气口3在隔离房1上均匀分布；和/或，隔离房1的排气口4包括多个，且多个排气口4在隔离房1上均匀分布。

示例性的，当隔离房1供多人使用时，可以在隔离房1的不同位置分别设置多个供气口3。多个供气口3在隔离房1上均匀分布并不是说明多个供气孔在隔离房1的顶壁、底壁和侧壁上都均匀的分布，多个供气口3在隔离房1上均匀的分布，是要说明在隔离房1中每隔一定距离设置一个供气口3，使得新鲜风流在进入隔离房1时的位置是均匀的，而不是将多个供气口3集中在隔离房1的某个位置。

多个供气口3在隔离房1上均匀分布，可以使隔离房1中工人所处的各个位置出都有新鲜风流进入；同时，高压气体从多个供气口3同时进入隔离房1时，可以在降低风速的同时保证风量满足要求。例如，可以在隔离房1的顶壁均匀的设置多个供气口3，或者可以在隔离房1的侧壁均匀的设置多个供气口3。

基于设置多个供气口3，且多个供气口3在隔离房1上均匀分布的上述理由，还可以在隔离房1上设置多个排气口4，多个排气口4也可以在隔离房1上均匀分布。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1具有基础框架和板材，板材连接在基础框架上。

示例性的，根据要制作的隔离房1的形状和大小，可以先把隔离房1的基础框架做出来，将基础框架的形状和大小固定好之后，再将选择的板材连接在基础框架上，这样隔离房1在制作时的形状容易固定。

基础框架由于要承载板材的重量，基础框架应当具有不易变形的性质。所以，基础框架可以选择铁、钢、铝和铝合金等金属材料或者金属合金材料制作。基础框架的各个部件之间可以焊接在一起，也可以通过螺栓连接在一起。

基础框架的各个部件上可以形成凸缘，板材可以搭接在凸缘上，然后再将板材与各个部件凸缘进行连接，凸缘与板材重叠后，也进一步减小了基础框架与板材之间产生的缝隙，便于板材与基础框架之间形成密封。

板材与基础框架上形成的凸缘可进一步的焊接，或者通过螺栓紧固件进行连接。在板材与基础框架的接缝处可以粘贴密封条，以防止矿井巷道中的粉尘或者有毒有害气体进入隔离房1内部。

板材可以选择木板、塑料板、橡胶板、钢板等材料。对于隔离房1的某一面，可以由一块板材形成，也可以由多块板材连接而成。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1中所用的板材通过紧固件连接的方式连接在基础框架上。

示例性的，板材可以通过螺栓与基础框架固定连接，板材也可以通铆钉、焊钉等与基础框架固定连接。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1中所用的板材包括两层钢板，且两层钢板之间设置有保温层。

示例性的，矿井巷道中有时会出现高温环境，利用两层钢板中设置保温层的板材，可以一定程度上隔断矿井巷道和隔离房1之间温度的传递。从供风口处进入隔离房1内部的新鲜空气的温度应当与地面温度相差不大，所以可以给工人提供更适宜的温度环境。且可以将地面的空气进行温度调节后再供入隔离房1中，以保证隔离房1中的温度满足人的正常需求。

其中，保温层中可以填充聚氨酯、玻璃纤维棉、玻璃纤维网格布、酚醛泡沫等保温材料。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1的房门2包括平开门、弹簧门和推拉门中的至少一种，所述房门2与隔离房1之间还设有密封件。

示例性的，当隔离房1的房门2为平开门时，可以将合页安装于隔离房1上，合页的一端连接门扇，使得门扇铰接在隔离房1上。

当隔离房1的房门2为弹簧门时，可以将弹簧合页安装在隔离房1上，弹簧合页的另一端连接门扇，当人推开门扇进出隔离房1后，门扇可以自动关闭。

当隔离房1的房门2为推拉门时，在隔离房1上可以设置用于门扇滑动的轨道，门扇通过在轨道上滑动来实现隔离房1的房门2的开闭。

为了使房门2与隔离房1之间实现密封，以避免矿井巷道内的粉尘或有毒有害气体从矿井巷道中进入隔离房1内部。可以在房门2与隔离房1之间的开闭处设置橡塑密封件，由于橡塑密封件具有弹性，当房门2关闭后，在将房门2与隔离房1锁紧时，房门2将橡塑密封件压缩，即可实现房门2与隔离房1之间的密封。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1的侧壁的外部设置有固定件；和/或隔离房1的底壁的外部设置有固定件；固定件用于将隔离房1固定在矿井巷道的巷道壁上。

示例性的，巷道地板并不像我们常见的路面一样平坦，由于矿压作用，巷道可能会出现底鼓的情况。且巷道中在运输矿物的过程中，矿物不可避免的会洒到巷道地板上，也使得巷道地板高低不平，且巷道地板的岩层不一定是坚硬的，另外由于矿井中喷水降尘或者巷道内渗水等原因，使得巷道地面经常是松软的。

所以，在遇到上述巷道地板不平坦或者松软的情况下，可以在隔离房1上设置固定件，将隔离房1与巷道的侧壁或者巷道的地面进行固定，使得隔离房1在巷道中更稳固。

作为本实施例可实现的方式之一，隔离房1上设置的固定件包括固定板5和锚杆7；固定板5的第一端与隔离房1连接，固定板5的第二端背离隔离房1向外伸出，且固定板5上设置有安装孔6；锚杆7穿过安装孔6，以将隔离房1固定在矿井巷道的巷道壁上。

示例性的，锚杆7是巷道中常用的施工材料，本实施例的隔离房1将锚杆7作为固定件，不需要重新针对隔离房1进行其他固定件的选择或者制备，有就地取材的优点。

锚杆7一般通过树脂锚固剂固定在巷道壁上施工的钻孔内。利用锚杆7穿过固定板5上的安装孔6，然后将锚杆7的第一端固定在巷道上的钻孔内，然后利用螺母8将固定板5固定在锚杆7上。通过，使用多根锚杆7与隔离房1连接，即可实现隔离房1的固定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。