一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置

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1.本发明涉及矿山井下人员工作环境调控技术领域，特别涉及一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置。

背景技术：

2.在煤矿生产中井下巷道的工作环境关系到工人作业安全及身体健康。井下巷道环境参数指标对保障工人身体健康有重要作用，一旦井下环境监测调控不及时极有可能发生煤矿事故。瓦斯及粉尘事故发生在掘进工作面愈加频繁，造成掘进工作面爆炸事故的原因包括：局部通风机停止运转、凤简距掘进头超过规定距离、掘进头空顶等造成掘进工作面瓦斯积聚；在工作中因违章作业出现电气设备失爆、工作面爆破一炮三检执行不到位等产生引爆火源。一般情况下，当井下现场瓦斯浓度达到5％一16％，具有爆炸性的煤尘浓度达到30g/m3以上，氧气浓度达到12％，就会发生爆炸事故；工作现场瓦斯浓度达到爆炸范围时，若发生设备短路产生火花则容易引发爆炸事故，为了及时调控施工环境中的瓦斯气体及粉尘浓度，施工场地中常常设置用于气体浓度调控的装置。此外，矿井地表及各热源影响作用导致工作面风流温度和湿度增加，井下空气的温度、湿度、风速超过一定数值，人体出现体温调节功能失调和热疲劳，形成矿井热害。井下作业人员开采工作中大量吸入sio2粉尘和煤尘会导致尘肺病，严重威胁矿井工人生命健康，尘肺病的主要致病根源便是作业人员在工作过程中大量吸入煤尘或烟尘，因此必须对作业面粉尘浓度进行控制。为解决热害、粉尘、瓦斯及有毒有害气体对井下人员健康环境的影响，一般建立矿井除尘、降温、通风系统。
3.然而，就目前井下实时环境调控装置而言，单一调控方式较为常见，但不利于整体巷道环境质量综合提升。例如调控瓦斯浓度时，增强通风可能导致部分巷道粉尘增加，不能就整体指标值综合调控，使井下环境达到最佳状态。此外，由于可燃气体密度较低，容易聚集在施工场地空间的上方，为了更精确的调控气体浓度，需要将调控设备固定连接在施工场地空间的上方，而进行设备安装时需要在施工巷道内壁钻孔，且操作麻烦，不利于快速安装，不能实时精准调控井下施工环境。

技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，具有实时智能自动调控功能，其具有侧端的伸缩装置，可通过抬升杆将调控设备进行抬升，使气体调控预警设备位于合适的高度，而后对设备的侧边扩撑组件进行驱动，侧撑机构进行伸展，伸展时通过两端的外端折杆与施工巷道内壁接触，通过侧撑机构的伸展力固定连接在巷道顶部，实现顶紧固定，即可将调控设备设定在合适的高度。
5.本发明提供了一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，探测输气筒的前端和后端与分别与两个固定导向条连接，导向条中间设有向下凹的导向槽，侧支架位于导向槽内部并沿导向槽滑动，探测输气筒底部设有环境空气调控报警器，环境空气调控报警器的瓦斯传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、粉尘传感器位于探测输气筒内部。
6.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，侧支架沿滑动方向外侧设有外端折杆，外端折杆与侧支架在水平方向互相垂直。
7.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，探测输气筒左右两端设有输气端口，输气端口处设有活动风扇，活动风扇外侧设有输气护网。
8.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，输气端口的上表面固定连接有上端柱，上端柱位于活动端筒的凹槽内，上端柱上表面通过平衡弹簧与凹槽内连接，活动端筒上端设有圆球形的上旋端头，上旋端头连接有平衡套，平衡套上方设有平衡撑爪。
9.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，导向槽内两侧设有水平方向的内轮槽，侧支架两侧设有侧滚轮，侧滚轮位于内轮槽内，沿内轮槽滑动；两个侧支架上方各设有沿侧支架滑动方向的齿条，齿条与同步换向轴上的齿轮啮合，两个同步换向轴之间通过两个同步推齿啮合。
10.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，固定导向条下方设有托架，托架的前端设有前置电机支架，前置电机支架设有伸缩驱动件，伸缩驱动件的输出端固定连接有六角旋柄，六角旋柄上方设有轴端旋块，轴端旋块下表面设有与六角旋柄匹配的凹槽，前蜗杆轴的下端与轴端旋块连接，前蜗杆轴的上端与主动蜗杆连接，主动蜗杆与同步换向轴上的从动涡轮啮合。
11.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，托架的下端固定连接有下抬升支柱，托架两侧设有竖直的上折板。
12.上述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，固定导向条下方设有两处下对位筒。本发明具有以下有益效果：
13.根据本发明的各实施例的矿山井下环境智能调控装置，与传统井下环境调控装置相比，实时监测报警并自动调控井下环境，其具有侧端的伸缩装置，可通过抬升杆将调控设备进行抬升，使调控预警设备位于施工环境顶部的合适的高度，并通过设备顶部的平衡组件进行限位，两处平衡撑爪在上端柱上进行角度调整，与巷道顶壁充分接触，三处支脚支撑顶壁，并通过上旋端头和平衡套的转动连接，可以适合于平坦度较低的平面接触，通过平衡弹簧可以进一步有利于手动安装时控制设备的高度。
14.此外，通过探测输气筒的作用，探测输气筒连接环境空气调控报警器，通过两处活动风扇对空气进行引导，使空气分别通过两端的输气端口进入和流出，中间经过环境空气调控报警器的探测组件，通过探测组件对流经探测输气筒的气体进行监测施工环境中空气的气体浓度、温度数值，通过数据自动调控外设除尘系统、降温系统、通风系统工作状态，使巷道环境处于职业健康标准安全值以内，保证作业人员健康安全。
15.此外，通过伸缩驱动件驱动前蜗杆轴转动，前蜗杆轴与前方的同步换向轴形成蜗轮蜗杆传动，驱动同步换向轴转动，并通过两处同步换向轴之间的齿轮啮合连接的作用，使两处同步换向轴朝向相反的方向转动，并通过主动齿轮与从动推齿之间的齿轮齿条传动对侧支架向外侧推动，两处侧支架进行同步伸展，通过两处侧固定导向条实现对两处侧支架的导向效果，伸展时通过两端的外端折杆与施工巷道内壁接触，通过侧撑机构的伸展力固定连接在巷道顶部，实现顶紧固定，即可将调控设备设定在合适的高度。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
17.下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
18.图1示出了根据本发明的井下环境智能调控方法的示意图；
19.图2示出了根据本发明的实施例的环境调控装置的整体结构的示意图；
20.图3示出了根据本发明的实施例俯视侧支架6收缩时的示意图；
21.图4示出了根据本发明的实施例俯视侧支架6伸展时的示意图；
22.图5示出了根据本发明的实施例托架4的示意图；
23.图6示出了根据本发明的实施例侧支架6的示意图；
24.图7示出了根据本发明的实施例探测输气筒1的示意图；
25.图8示出了根据本发明的实施例侧固定导向条2的示意图；
26.图9示出了根据本发明的实施例平衡撑爪105的示意图；
27.图10示出了根据本发明的实施例图5的a处局部放大的示意图；
28.图11示出了根据本发明的实施例图8的b处局部放大的示意图；
29.图12示出了根据本发明的实施例侧固定导向条2和托架4配合的示意图；
30.图13示出了根据本发明的实施例回采工作面安装布局的示意图。
31.附图标记为：
32.1、探测输气筒；101、输气端口；102、输气护网；103、活动风扇；104、上端柱；1041、活动端筒；1042、平衡弹簧；1043、上旋端头；105、平衡撑爪；1051、平衡套；2、侧固定导向条；201、导向槽；2011、内轮槽；202、前蜗杆轴；2021、主动蜗杆；2022、轴端旋块；203、下对位筒；3、伸缩驱动件；301、六角旋柄；4、托架；401、前置电机支板；402、上折板；403、下抬升支柱；5、粉尘、温度及瓦斯浓度调控装置；6、侧支架；601、侧滚轮；602、从动推齿；603、外端折杆；7、同步换向轴；701、从动蜗轮；702、主动齿轮；703、同步齿轮；8、除尘系统；9、降温系统；10、通风系统。
具体实施方式
33.为了使得本发明的技术方案的目的、方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明的具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。除非另有说明，否则本文所使用的术语具有本领域通常的含义。附图中相同的附图标记代表相同的部件。
34.实施例1
35.如图1至图13所示，
36.一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，探测输气筒1的前端和后端与分别与两个固定导向条2连接，导向条2中间设有向下凹的导向槽201，侧支架6位于导向槽201内部并沿导向槽201滑动，探测输气筒1底部设有环境空气调控报警器5(环境空气调控报警器5包含但不限于瓦斯传感器、温度传感器、粉尘传感器、二氧化碳传感器等各类传感器)，环境空气调控报警器5的瓦斯传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、粉尘传感器位于探测输气筒1内部。粉尘传感器、烟雾传感器、瓦斯传感器、二氧化碳传感器、温度传感器通过接口501、接口502、接口503分别与除尘系统8、通风系统10、降温系统9连接，超过临界
调控数值自动运转。
37.侧支架6沿滑动方向外侧设有外端折杆603，外端折杆603与侧支架6在水平方向互相垂直。两端的外端折杆603与施工巷道内壁接触，通过侧撑机构的伸展力固定连接在巷道顶部，实现顶紧固定，同样的，还可通过侧撑机构的作用将调控设备安装在巷道顶部支架之间，同样可以起到对环境调控报警装置定位的作用。
38.探测输气筒1左右两端设有输气端口101，输气端口101处设有活动风扇103，两处活动风扇103对空气进行引导，使空气分别通过两端的输气端口101进入和流出，中间经过环境空气调控报警器5的探测组件，通过探测组件对流经探测输气筒1的气体进行调控，可以进一步准确的调控到施工环境中空气的浓度数值，活动风扇103外侧设有输气护网102。
39.输气端口101的上表面固定连接有上端柱104，上端柱104位于活动端筒1041的凹槽内，上端柱104上表面通过平衡弹簧1042与凹槽内连接，活动端筒1041上端设有圆球形的上旋端头1043，上旋端头1043连接有平衡套1051，平衡套1051上方设有平衡撑爪105，平衡撑爪105设有三处支脚，与巷道的顶壁进行接触，平衡套1051可沿上旋端头1043转动，可以使平衡撑爪105的三处支脚在接触到不平坦的表面时进行旋转，自动适用不同的表面环境，通过平衡弹簧1042对活动端筒1041位置的限定，可以适合于平坦度较低的平面接触，通过平衡弹簧1042可以进一步有利于手动安装时控制设备的高度，提高设备的安装效率。
40.导向槽201内两侧设有水平方向的内轮槽2011，侧支架6两侧设有侧滚轮601，侧滚轮601位于内轮槽2011内，沿内轮槽2011滑动；两个侧支架6上方各设有沿侧支架6滑动方向的齿条，齿条与同步换向轴7上的齿轮啮合，两个同步换向轴7之间通过两个同步推齿703啮合，使两处同步换向轴7朝向相反的方向转动，主动齿轮702与从动推齿602之间的齿轮齿条传动对侧支架6向外侧推动，两处侧支架6进行同步伸展。
41.固定导向条2下方设有托架4，托架4的前端设有前置电机支架401，前置电机支架401设有伸缩驱动件3，伸缩驱动件3的输出端固定连接有六角旋柄301，六角旋柄301上方设有轴端旋块2022，轴端旋块2022下表面设有与六角旋柄301匹配的凹槽，六角旋柄301与轴端旋块2022的六边形的凹槽插接配合，可以起到转矩的传递效果。前蜗杆轴202的下端与轴端旋块2022连接，前蜗杆轴202的上端与主动蜗杆2021连接，主动蜗杆2021与同步换向轴7上的从动涡轮啮合。
42.托架4的下端固定连接有下抬升支柱403，操作人员手动移动下抬升支柱403控制托架4整体抬升和撤离；托架4两侧设有竖直的上折板402。
43.固定导向条2下方设有两处下对位筒203。在使用时，将托架4的上折板402插接在导向槽201内部，实现托架4与侧固定导向条2的连接，便于将设备通过下抬升支柱403抬升，
44.本实施例的具体使用方式与作用：本发明中，首先，通过抬举下抬升支柱403将托架4抬升，使上折板402插接在导向槽201内部，实现托架4与侧固定导向条2的连接，同时六角旋柄301插入轴端旋块2022的六边形的凹槽底部，而后通过下抬升支柱403将探测输气筒1以及环境空气调控报警器5进行抬升，使三处支脚与巷道的顶壁进行接触，平衡撑爪105的三处支脚在接触到不平坦的表面时进行旋转，自动适用不同的表面环境，通过平衡弹簧1042对活动端筒1041位置的限定，可以适合于平坦度较低的平面接触，平衡撑爪105与顶壁接触从而控制设备的高度，驱动伸缩驱动件3转动，使前蜗杆轴202转动，前蜗杆轴202通过蜗轮蜗杆传动驱动同步换向轴7转动，通过主动齿轮702与从动推齿602之间的齿轮齿条传
动对侧支架6向外侧推动，伸展时通过两端的外端折杆603与施工巷道内壁接触顶紧，即可将调控设备设定在合适的高度，而后通过移动下抬升支柱403将托架4和伸缩驱动件3整体向下撤出，即可完成调控设备的临时安装。
45.此外，根据本发明的实施例，如图13所示，井下巷道环境智能调控装置在回采工作面布置间距为100m，进风方向开始至回风方向等距布置，回采一侧各顶端分别布置一台调控装置，利用5g无线网络串联传输数据信息，实时监测并调控整个工作面空气指标，随工作面推进跟随移动智能自动调控巷道环境。
46.最后，需要说明的是，本发明在描述各个构件的位置及其之间的配合关系等时，通常会以一个/一对构件举例而言，然而本领域技术人员应该理解的是，这样的位置、配合关系等，同样适用于其他构件/其他成对的构件。
47.以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

技术特征：

1.一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，探测输气筒(1)的前端和后端与分别与两个固定导向条(2)连接，导向条(2)中间设有向下凹的导向槽(201)，侧支架(6)位于导向槽(201)内部并沿导向槽(201)滑动，探测输气筒(1)底部设有环境空气调控报警器(5)，环境空气调控报警器(5)的瓦斯传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、粉尘传感器位于探测输气筒(1)内部。2.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，侧支架(6)沿滑动方向外侧设有外端折杆(603)，外端折杆(603)与侧支架(6)在水平方向互相垂直。3.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，探测输气筒(1)左右两端设有输气端口(101)，输气端口(101)处设有活动风扇(103)，活动风扇(103)外侧设有输气护网(102)。4.根据权利要求2所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，输气端口(101)的上表面固定连接有上端柱(104)，上端柱(104)位于活动端筒(1041)的凹槽内，上端柱(104)上表面通过平衡弹簧(1042)与凹槽内连接，活动端筒(1041)上端设有圆球形的上旋端头(1043)，上旋端头(1043)连接有平衡套(1051)，平衡套(1051)上方设有平衡撑爪(105)。5.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，导向槽(201)内两侧设有水平方向的内轮槽(2011)，侧支架(6)两侧设有侧滚轮(601)，侧滚轮(601)位于内轮槽(2011)内，沿内轮槽(2011)滑动；两个侧支架(6)上方各设有沿侧支架(6)滑动方向的齿条，齿条与同步换向轴(7)上的齿轮啮合，两个同步换向轴(7)之间通过两个同步推齿(703)啮合。6.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，固定导向条(2)下方设有托架(4)，托架(4)的前端设有前置电机支架(401)，前置电机支架(401)设有伸缩驱动件(3)，伸缩驱动件(3)的输出端固定连接有六角旋柄(301)，六角旋柄(301)上方设有轴端旋块(2022)，轴端旋块(2022)下表面设有与六角旋柄(301)匹配的凹槽，前蜗杆轴(202)的下端与轴端旋块(2022)连接，前蜗杆轴(202)的上端与主动蜗杆(2021)连接，主动蜗杆(2021)与同步换向轴(7)上的从动涡轮啮合。7.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，托架(4)的下端固定连接有下抬升支柱(403)，托架(4)两侧设有竖直的上折板(402)。8.根据权利要求1所述的一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置，其特征在于，固定导向条(2)下方设有两处下对位筒(203)。

技术总结

本发明涉及矿山井下人员工作环境调控技术领域，特别涉及一种矿山井下巷道工作环境智能调控装置。探测输气筒的前端和后端与分别与两个固定导向条连接，导向条中间设有向下凹的导向槽，侧支架位于导向槽内部并沿导向槽滑动，探测输气筒底部设有环境空气调控报警器，环境空气调控报警器的瓦斯传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器、温度传感器、粉尘传感器位于探测输气筒内部。本发明解决了就目前井下实时环境调控装置而言，进行设备安装时不需要在施工巷道内壁钻孔，随着工作面的推进，可快速移动，且操作简便，能快速安装。能快速安装。能快速安装。