CN110454174B - 一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机及隔离式抽采方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机及隔离式抽采方法，属于煤矿安全生产装备领域，解决了抽采过程中煤体瓦斯释放及煤尘污染的问题。本发明在掘进机上安装挡帘，挡帘的耐磨橡胶气垫架设在作业人员前方，气垫充气后隔离掘进工作面与工作人员，气垫中部镶嵌有机玻璃，气垫上方贴近煤壁处设置分流风筒，分流风筒与原有通风风筒连接及时排出瓦斯和煤尘，气垫与煤壁和掘进机结合处设置消防棉垫封闭掘进工作面，同时在掘进机上设置钢架固定耐磨橡胶气垫。本发明实现了瓦斯抽气与煤矿开采掘进同时进行的作业模式，提高了掘进面的工作效率。

Description

一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机及隔离式抽采方法

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产装备领域，尤其涉及一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机及隔离式抽采方法。

背景技术

采用掘进机完成掘进作业己成为当前各巷道挖掘工作最常用的作业方式，由于采煤掘进工作面的特殊性，在掘进过程中伴随着煤体中赋存瓦斯的释放以及煤尘污染，不仅会伤害作业人员身体健康，而且会增加掘进难度。

因此，鉴于以上问题，有必要提出一种用于高瓦斯矿井的隔离式抽采瓦斯的一体式掘进机，在掘进过程中将掘进工作面与工作人员隔离，从而保证作业人员安全和掘进效率。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机及隔离式抽采方法，用以解决现有掘进机在掘进工作过程中，煤体中赋存瓦斯的释放以及煤尘污染会伤害作业人员身体健康，以及掘进工作过程中瓦斯含量过高以及煤尘过多导致掘进困难的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，提供一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，包括：掘进机、掘进挡帘和钢架；

掘进挡帘包括：耐磨橡胶气垫和分流风筒；

耐磨橡胶气垫安装在掘进机上，用于密封矿井巷道隔离工作人员和掘进工作面；耐磨橡胶气垫的上方设置两个用于排出掘进面的煤尘和上部积聚瓦斯的分流风筒；分流风筒与巷道内的通风风筒连通；

钢架固定安装在掘进机上，耐磨橡胶气垫安装在钢架上。

具体地，耐磨橡胶气垫上嵌套设置用于观测掘进工作面的防爆有机玻璃。

具体地，耐磨橡胶气垫的外围设置能够减少耐磨橡胶气垫与煤壁之间的摩擦的消防棉垫。

具体地，分流风筒的一端嵌套在耐磨橡胶气垫的上部，另一端套设在掘进面的通风风筒内并通过金属夹固定；分流风筒的口径小于通风风筒的口径。

具体地，分流风筒包括：第一分流风筒和第二分流风筒；通风风筒包括设置在矿井巷道两侧的第一通风风筒和第二通风风筒；第一分流风筒与第一通风风筒连通，第二分流风筒与第二通风风筒连通。

具体地，钢架包括钢架固定部和钢架支撑部；钢架固定部固定安装在掘进机上，钢架支撑部通过铰接钢扣与钢架固定部铰接。

具体地，钢架固定部包括两排平行设置的固定架，固定架为栅格状钢结构；钢架支撑部包括至少两根纵向安装的支撑杆和至少一根横梁；支撑杆为可伸缩式杆件；支撑杆能够在气缸或液压缸的带动下绕铰接钢扣转动。

本发明的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机的掘进挡帘的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据掘进机的类型以及掘进巷道大小确定耐磨橡胶气垫、防爆有机玻璃、分流风筒和钢架的尺寸参数；

步骤S2：安装掘进挡帘；

在掘进机上需要固定耐磨橡胶气垫的位置安装钢架；在耐磨橡胶气垫与煤壁接触的一侧连接消防棉垫，与掘进机接触的一侧将消防棉垫设置在钢架上；将掘进挡帘安装到钢架固定部上，旋转钢架支撑部将其支撑在掘进挡帘的侧面上；

步骤S3：安装分流风筒；

将第一分流风筒一端嵌套在耐磨橡胶气垫的上部左侧并粘接固定，另一端套在第一通风风筒内部并通过金属夹固定；第二分流风筒与第二通风风筒连通，且安装方式与第一分流风筒相同。

具体地，步骤S2中，安装耐磨橡胶气垫时，首先，将耐磨橡胶气垫充气后安装到钢架固定部的两排固定架形成的安装槽中；然后，驱动钢架支撑部伸长并使其向耐磨橡胶气垫方向转动，直至钢架支撑部与耐磨橡胶气垫接触并向挡帘施加支撑力，完成对耐磨橡胶气垫的支撑固定；

掘进挡帘安装完成后，掘进挡帘将掘进工作面与工作人员隔离并密封；使用时，耐磨橡胶气垫为充气撑起状态；不使用时，将耐磨橡胶气垫中的气体放出并放入钢架中保存。

另一方面，提供一种高瓦斯矿井的隔离式抽采方法，采用上述用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机进行掘进工作面的开采，掘进挡帘将工作人员与掘进工作面产生的煤尘、瓦斯隔离，工作人员通过防爆有机玻璃观察掘进工作面的开采情况，同时分流风筒将工作面积聚的煤尘、瓦斯沿着回风系统排出；

分流风筒排出煤尘、瓦斯的步骤为：

步骤S1：工作面掘进过程中，将新鲜风流通入第一通风风筒；

步骤S2：通入第一通风风筒的新鲜风流分为两部分流出；

一部分分流到第一分流风筒，顺着第一分流风筒流入掘进挡帘的后方；另一部分顺着第一通风风筒流出，流入掘进挡帘前方工作人员的作业空间；

步骤S3：抽排煤尘、瓦斯；流入挡帘后方的新鲜风流与掘进工作面和掘进挡帘之间的瓦斯和细小煤尘混合后，从另一侧的第二分流风筒流出，进而流入第二通风风筒；

流至掘进挡帘前方的新鲜风流流经工作人员的工作空间后，流入第二通风风筒，并与第二分流风筒排出混合气体一起通过第二通风风筒排出。

本发明至少具有以下有益效果之一：

1)本发明的掘进挡帘能够隔离从煤体中释放出的赋存瓦斯和施工过程中产生的煤尘，避免瓦斯或煤尘进入工作人员呼吸道威胁工作人员的健康，提高掘进工作的安全指数。

2)通过设置连杆机构和驱动装置，可以实现通过液压缸或气缸驱动钢架支撑部自动旋转，进一步能够实现对耐磨橡胶气垫的自动化固定，且提供较大支撑力，避免掘进过程中，煤壁与耐磨橡胶气垫摩擦使气垫歪斜，保证挡帘密封的可靠性。

3)本发明设置分流风筒与通风风筒连接，两侧分流风筒一侧用于通入新鲜空气，另一侧用于排出煤尘、瓦斯等杂质，能够实现煤矿掘进开采与瓦斯抽气同时进行，及时抽出掘进工作面与挡帘之间气体中的煤尘和瓦斯，避免掘进面空气中瓦斯含量过高，保证了施工的安全性，同时提高了开采效率。

4)本发明采用钢架对掘进挡帘进行安装和固定，使其易于安装与拆卸，方便灵活，且掘进挡帘由耐磨橡胶气垫充气形成，形状多变适应性强，使耐磨橡胶气垫可应对不同形状的的掘进面状况。

5)本发明提供了两种钢架支撑部的自动化旋转升降的实现方式，使工作人员能够在控制室即可实现对钢架支撑部升起和降落的操控，进一步采用液压或气压驱动时，通过控制液压或气压的强度能够提供不同强度的支撑力，保证掘进机行进过程中钢架支撑部对挡帘的有效支撑，确保挡帘对掘进面的密封可靠性。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机主视图；

图2为本发明的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机侧视图；

图3为本发明的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机的钢架结构；

图4为分流风筒与通风风筒的安装结构示意图；

图5为通过分流风筒抽排瓦斯、煤尘等杂质时的气体流向过程图；

图6为钢架支撑部自动旋转驱动机构之一；

图7为钢架支撑部自动旋转驱动机构之二。

附图标记：

1-耐磨橡胶气垫；2-防爆有机玻璃；3-消防棉垫；41-第一分流风筒；42-第二分流风筒；5-钢架；51-钢架固定部；52-钢架支撑部；53-支撑杆；6-铰接钢扣；71-第一通风风筒；72-第二通风风筒；8-金属夹；9-第一连杆；10-滑块；11-轨道；12-液压油缸；13-第二连杆；14-直线位移驱动器。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

本发明的一个具体实施例，公开了一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，包括：掘进机、掘进挡帘、钢架和分流风筒。具体地，掘进挡帘设置在掘进机与矿井巷道之间，且位于工作人员的前方，掘进挡帘用于隔离掘进工作面和工作人员，钢架5为设置在掘进机上的固定元件，用于固定耐磨橡胶气垫1的位置。掘进挡帘能够隔离从煤体中释放出的赋存瓦斯和施工过程中产生的煤尘，避免瓦斯或煤尘进入工作人员呼吸道威胁工作人员的健康，提高掘进工作的安全指数。

具体地，如图1所示，掘进挡帘包括：耐磨橡胶气垫1、防爆有机玻璃2和消防棉垫3。橡胶具有较好的延展性可以将其加工为适宜形状的气垫，方便安装在不同类型的掘进机上。

具体地，为了保证工作人员的视线不受遮挡，在耐磨橡胶气垫1的中间位置镶嵌防爆有机玻璃2，即防爆有机玻璃2设置在工作人员视线的前方。防爆有机玻璃2使作业人员可以在隔离煤尘的情况下清楚的看到掘进工作面情况，同时能够减小工作面发生意外时对工作人员的损伤，且有机材料使其方便更好更可靠的镶嵌于耐磨橡胶气垫1上。

由于煤壁和掘进机表面均凹凸不平，耐磨橡胶气垫1与煤壁和掘进机之间仍有较大间隙。优选的，在耐磨橡胶气垫1的外围设置消防棉垫3实现对矿井巷道的密封，消防棉垫3还具有减小耐磨橡胶气垫1与煤壁的摩擦的作用，同时消防棉垫3采用消防棉材料意在防火，使用消防棉垫隔离煤壁与耐磨橡胶气垫1，可以很好的填补耐磨橡胶气垫1与煤壁之间的间隙，避免瓦斯或煤尘泄露，减小耐磨橡胶气垫1与煤壁的摩擦，同时能够避免摩擦导致耐磨橡胶气垫1过热燃烧。

考虑到，在掘进工作面不断施工的过程中，会不断的产生煤尘，且煤体不断释放瓦斯，由于本实施例的隔离式掘进机的掘进挡帘将掘进工作面封闭，导致掘进工作面的煤尘和瓦斯含量也会逐渐增加，因此，需要及时抽出掘进工作面与挡帘之间气体中的煤尘和瓦斯，避免掘进面空气中瓦斯含量过高。

优选的，在耐磨橡胶气垫1上部的左右两侧设置两个分流风筒，包括第一分流风筒41和第二分流风筒42，分流风筒的口径比掘进面的通风的风筒口径小，且采用金属结构。具体地，制作分流风筒的材料可选用铝板，质地较为坚硬，不易脱落、变形，易于拆卸和安装。掘进时，将分流风筒与掘进通风风筒连接，既不影响人员通风需求，又可以保持耐磨橡胶气垫内侧煤尘或瓦斯持续排出。

具体地，分流风筒与通风风筒相连端为方便拆卸的挂接方式，风筒均为圆柱形，分流风筒通过涂抹绝缘漆的金属夹8与通风风筒连接，分流风筒套设在通风风筒的内部且居于通风风筒的侧边。如图4所示，第一分流风筒41套设在第一通风风筒71的内部，并且通过金属夹8连接，金属夹8外部涂抹绝缘漆。第二分流风筒42与第二通风风筒72的连接方式与第一分流风筒41与第一通风风筒42的连接方式相同。

具体地，分流风筒的口径小于通风风筒的口径，小口径的分流风筒挂接在通风风筒内侧，既满足工作人员的通风需求，也可将挡帘内侧的瓦斯与煤尘随风流排出，由于掘进面的通风风筒是随着掘进机工作而不断向前推移的，故分流风筒的长度满足略大于通风风筒与挡帘之间的距离即可。

优选的，如图2、图3所示，钢架5分为固定和支撑两部分，其中，钢架固定部51整体焊接于掘进机本体部的本体架上，钢架支撑部52为可伸缩式，且与钢架固定部51转动连接，用于支撑耐磨橡胶气垫1。

具体的，如图3所示，钢架固定部51包括并列安装的两个固定架，且两个固定架相互平行且间隔一定距离，每个固定架均由多个竖直向上的杆件和水平杆件焊接形成，钢架固定部51的两个固定架之间形成的安装槽用于提供耐磨橡胶气垫1的安装空间。安装时，耐磨橡胶气垫1安装在钢架固定部51的两个平行固定架之间，能够初步固定耐磨橡胶气垫1的位置。

优选地，由于掘进机前行过程中，煤壁摩擦挡帘会阻碍挡帘的顺利前行，因此，设置钢架支撑部52用于抵抗煤壁对挡帘的阻碍作用。具体地，钢架支撑部52通过铰接钢扣6和钢架固定部51铰接，也就是说，钢架5的钢架支撑部52能够相对于钢架固定部51转动。

进一步地，钢架支撑部52包括至少两根纵向安装的支撑杆53和至少一根横梁，且横梁焊接在支撑杆53的顶端。使用气缸或液压缸驱动钢架支撑部52相对于钢架固定部51绕铰接钢扣6转动，实现钢架支撑部52的自动化升降，实现对挡帘的自动支撑。进一步，支撑杆53可以设计为可伸缩式杆件，通过气缸或液压缸驱动其延长或收缩，保证对挡帘的有效支撑，如图3所示。

钢架支撑部52能够支撑耐磨橡胶气垫1，并提供一定的支撑力，以抵抗在掘进机掘进过程中煤壁施加给挡帘的摩擦力，避免耐磨橡胶气垫1发生移动或偏斜，保持挡帘对巷道的有效密封。

下面提供两种实现钢架支撑部52自动旋转支撑的驱动方式：

钢架支撑部52自动旋转驱动方式一：

如图6所示，支撑杆53与钢架固定部51通过转动副连接，初始状态时，支撑杆53垂直于钢架固定部51，支撑状态时，支撑杆53与钢架固定部51平行且与耐磨橡胶气垫1接触。支撑杆53、第一连杆9、滑块10之间均使用转动副连接，构成一个曲柄滑块机构，轨道11设置在掘进机主体上且垂直于钢架固定部51，滑块10固定在轨道11上且能沿轨道11做往复运动，通过液压油缸12加压驱动滑块10在轨道11上做往复运动。滑块10向钢架固定部51方向运动时，第一连杆9带动支撑杆53向钢架固定部51方向转动，通过第一连杆9实现对支撑杆53的自动升降功能。

进一步，如图6所示，可以设置两个或多个平行的第一连杆9同步带动钢架支撑部52转动，并通过液压油缸12同步驱动，保证钢架支撑部52转动升降过程的平稳性。

钢架支撑部52自动旋转驱动方式二：

如图7所示，第二连杆13一端固定在掘进机主体上，且与掘进机主体通过转动副连接，另一端与支撑杆53通过转动副连接，通过直线位移驱动器14驱动第二连杆13进行伸缩运动，第二连杆13带动支撑杆53转动，实现钢架支撑部52的旋转支撑与复位。

具体地，直线位移驱动器14可以为液压缸或气缸，通过掘进机控制系统控制其输出直线位移或复位，进一步实现第二连杆13的伸缩运动。安装时，可以将第二连杆13与直线位移驱动器14串联且固定连接，第二连杆13与支撑杆53固定连接，第二连杆13的伸缩实际是通过气缸或液压缸输出端的伸缩实现的，连杆本身的长度不变。也可以将第二连杆13设计为可伸缩杆件，并通过液压或气压系统驱动其自身进行伸缩运动。

也就是说，第二连杆13分别与掘进机主体和支撑杆53铰接，且第二连杆13能够在气缸或液压缸的驱动作用下实现伸缩运动，进一步实现钢架支撑部52的旋转支撑与复位。

初始状态时，支撑杆垂直于钢架固定部也与挡帘垂直，且第二连杆与支撑杆平行收缩放置在掘进机上；第二连杆伸长时，支撑杆向挡帘方向转动，第二连杆继续伸长使钢架支撑部52与挡帘接触并提供一定的支撑力；第二连杆收缩时，钢架支撑部52复位。由于这种驱动方式结构更为简洁，且占用空间较小，优选采用驱动方式二。

使用时：先将耐磨橡胶气垫1安装到钢架固定部51中，然后，钢架支撑部52向上旋转，同时钢架支撑部52的杆件伸长，当钢架支撑部52接触到耐磨橡胶气垫1时将其固定，避免耐磨橡胶气垫1在掘进机掘进过程中发生倾斜，起到支撑固定耐磨橡胶气垫1的作用。

本发明的隔离式掘进机工作时，耐磨橡胶气垫1作为隔离式掘进机的主要构件，架设在掘进机本体部上方、作业人员前方。同时，需在掘进机行走部的履带及本体部的本体架的上方架设固定钢架5，用于安装固定耐磨橡胶气垫1。安装完成后，将耐磨橡胶气垫1充气之后可将作业人员与掘进工作面分离，防爆有机玻璃2镶嵌在耐磨橡胶气垫1的中部，使作业人员可以在隔离煤尘的情况下清楚的看到掘进工作面情况，同时，分流风筒是在原有风筒上添加一支分流，架设在耐磨橡胶气垫1的上方靠近煤壁侧，能够及时将工作面的煤尘以及工作面上方积聚的瓦斯沿着回风系统排出，消防棉垫3连接在耐磨橡胶气垫与煤壁、掘进机结合处，可以更好的封闭掘进工作面，且能够确保掘进机掘进过程中更加安全。

与现有技术相比，本实施例提供的高瓦斯矿井的隔离式掘进机至少具有以下有益效果之一：

(1)在掘进机掘进巷道时使用掘进挡帘对掘进工作面进行隔离，既保证了作业人员的安全，又方便瓦斯、煤尘处理，从而提高掘进效率和安全指数。

(2)本实施例的隔离式掘进机设置两个分流风筒分别与巷道两侧的通风风筒连接，能够实现采煤和抽气同时进行，能够及时抽出掘进面的煤尘瓦斯等，保证施工的安全性，提高施工效率。

(3)本实施例的耐磨橡胶气垫1与煤壁之间设置消防棉垫3，能够保护耐磨橡胶气垫1避免其与煤壁过度摩擦导致损坏，同时避免耐磨橡胶气垫1过热，起到防火消防的作用，保障掘进施工的安全性。

(4)本实施例的采用钢架5对掘进挡帘进行安装和固定，使其易于安装与拆卸，方便灵活，且掘进挡帘由耐磨橡胶气垫1充气形成，形状多变适应性强，使耐磨橡胶气垫1可应对不同形状的的掘进面状况。

(5)本实施例提供了两种钢架支撑部52的自动化旋转升降的实现方式，使工作人员能够在控制室即可实现对钢架支撑部52升起和降落的操控，进一步采用液压或气压驱动时，通过控制液压或气压的强度能够提供不同强度的支撑力，保正掘进机行进过程中钢架支撑部52对挡帘的有效支撑，确保挡帘对掘进面的密封可靠性。

实施例二

本实施例提供一种边掘边抽的隔离式抽采方法，采用实施例一中所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机进行施工，本实施例的隔离式抽采方法的具体步骤为：

首先，进行掘进挡帘和分流风筒的安装。

步骤一：依据掘进机类型以及掘进巷道大小确定耐磨橡胶气垫1的尺寸，依据实际需求选取合适的防爆有机玻璃2，包括材质以及尺寸，联系厂家定制，将防爆有机玻璃2镶嵌在耐磨橡胶气垫1上，使工作人员能够透过防爆有机玻璃2观察到掘进面的工作状态。

步骤二：依据上述步骤一的尺寸数据，选取合理尺寸的分流风筒，使其与实际掘进工作面的通风风筒连接，可以实现分流风量并排除掘进面产生的煤尘、瓦斯等。

步骤三：在掘进机上需要固定耐磨橡胶气垫1的位置安装钢架5，钢架固定部51的两个平行的固定架，固定架为栅格状钢结构，两个平行的固定架之间形成的安装槽的宽度尺寸要与耐磨橡胶气垫1的厚度尺寸相吻合。

步骤四：在完成以上步骤后，需在耐磨橡胶气垫1与煤壁接触的一侧连接消防棉垫3，连接方式为粘接或缝接。耐磨橡胶气垫1靠近掘进机的一侧可将消防棉垫3与钢架连接。

然后安装分流风筒，将第一分流风筒41一端嵌套在所述耐磨橡胶气垫1的上部左侧并粘接固定，另一端套在第一通风风筒71内部并通过金属夹8固定，金属夹8焊接在分流风筒侧壁上并夹紧通风风筒的边缘，第二分流风筒42与第二通风风筒72连通，且安装方式与第一分流风筒41相同。

步骤五：安装完毕后，在需要时将耐磨橡胶气垫1充足气，使用氮气等廉价惰性气体将耐磨橡胶气垫1撑起，将挡帘安装到钢架固定部51的安装槽中，并使用钢架支撑部52固定即可，在撤出掘进面或特殊情况时，将耐磨橡胶气垫1中的气体放出，钢架支撑部52的可伸缩杆件收回，耐磨橡胶气垫1放入钢架固定部51的安装槽中间保存。

然后，进行边抽边掘的隔离式掘进开采。

掘进挡帘将矿井巷道密封，将工作人员与掘进工作面隔离开，避免掘进工作面产生的煤尘瓦斯等损害工作人员的健康。掘进机的掘进部对工作面进行开采，同时，分流风筒与掘进通风风筒连接抽排气体，及时将掘进面的煤尘、上部积聚的瓦斯排出，提高掘进安全指数。

具体抽排气体的过程为：

步骤一：工作面掘进时，第一通风风筒71开始将新鲜风流运送到掘进面。

步骤二：风流分为两部分，一部分顺着第一通风风筒71流入挡帘前方的工作人员作业空间，另一部分顺着第一分流风筒41流入挡帘后方，进入挡帘与掘进面之间的截割部。

步骤三：分流到第一分流风筒41的新鲜空气流入挡帘与掘进面之间的截割部后，混合瓦斯和细小煤尘后从第二分流风筒42流出，最终流入与第二分流风筒42连通的第二通风风筒72中。同时，从第一通风风筒71流出的新鲜风流流经挡帘前方的作业空间，然后流入第二通风风筒72中，与第二分流风筒42排出的混合了煤尘、瓦斯等的混合气体汇合，一并通过第二通风风筒72排出。

也就是说，抽气过程包括两个风路，如图5所示。第一风路：新鲜空气从第一通风风筒71流出，流经挡帘前方的工作人员的工作空间，最后从第二通风风筒72流出；第二风路：新鲜空气从第一通风风筒71分流到第一分流风筒41，经第一分流风筒41流入挡帘后方与掘进面之间的截割部与煤尘、瓦斯混合，混合后的混合气体从第二分流风筒42流出，流入第二通风风筒72并最终从第二通风风筒72流出。

由于瓦斯密度小于空气，故将分流风筒的位置设置在掘进面上方，瓦斯会被优先排放出来，且不易造成巷道上方的瓦斯积聚，粒径较大的煤尘会逐渐下沉，粒径较小的煤尘也会顺着风流排出，从而完成作业。

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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，其特征在于，包括：掘进机、掘进挡帘和钢架(5)；

所述掘进挡帘包括：耐磨橡胶气垫(1)和分流风筒；

所述耐磨橡胶气垫(1)安装在掘进机上，用于密封矿井巷道隔离工作人员和掘进工作面；所述耐磨橡胶气垫(1)的上方设置用于排出掘进面的煤尘和上部积聚瓦斯的分流风筒；所述分流风筒与巷道内的通风风筒连通；所述分流风筒的一端嵌套在所述耐磨橡胶气垫(1)的上部，另一端套设在掘进面的通风风筒内，并通过金属夹(8)固定；所述分流风筒的口径小于通风风筒的口径；

所述分流风筒包括：第一分流风筒(41)和第二分流风筒(42)；所述通风风筒包括设置在矿井巷道两侧的第一通风风筒(71)和第二通风风筒(72)；所述第一分流风筒(41)与第一通风风筒(71)连通，所述第二分流风筒(42)与第二通风风筒(72)连通；

所述钢架(5)固定安装在掘进机上，所述耐磨橡胶气垫(1)安装在所述钢架(5)上；所述钢架(5)包括钢架固定部(51)和钢架支撑部(52)；所述钢架固定部(51)包括两排平行设置的固定架。

2.根据权利要求1所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，其特征在于，所述耐磨橡胶气垫(1)上嵌套设置用于观测掘进工作面的防爆有机玻璃(2)。

3.根据权利要求1所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，其特征在于，所述耐磨橡胶气垫(1)的外围设置能够减少耐磨橡胶气垫(1)与煤壁之间的摩擦的消防棉垫(3)。

4.根据权利要求1所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，其特征在于，所述钢架固定部(51)固定安装在所述掘进机上，所述钢架支撑部(52)通过铰接钢扣(6)与所述钢架固定部(51)铰接。

5.根据权利要求4所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机，其特征在于，所述固定架为栅格状钢结构；所述钢架支撑部(52)包括至少两根纵向安装的支撑杆(53)和至少一根横梁；所述支撑杆(53)为可伸缩式杆件；所述支撑杆(53)能够在气缸或液压缸的带动下绕铰接钢扣(6)转动。

6.根据权利要求1-5任一所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机的掘进挡帘的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：根据掘进机的类型以及掘进巷道大小确定耐磨橡胶气垫(1)、防爆有机玻璃(2)、分流风筒和钢架(5)的尺寸参数；

步骤S2：安装掘进挡帘；

在掘进机上需要固定耐磨橡胶气垫(1)的位置安装钢架(5)；在耐磨橡胶气垫(1)与煤壁接触的一侧连接消防棉垫(3)，与掘进机接触的一侧将消防棉垫(3)设置在钢架(5)上；将掘进挡帘安装到钢架固定部(51)上，旋转钢架支撑部(52)将其支撑在掘进挡帘的侧面上；

步骤S3：安装分流风筒；

将第一分流风筒(41)一端嵌套在所述耐磨橡胶气垫(1)的上部左侧并粘接固定，另一端套在第一通风风筒(71)内部并通过金属夹(8)固定；第二分流风筒(42)与第二通风风筒(72)连通，且安装方式与第一分流风筒(41)相同。

7.根据权利要求6所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机的掘进挡帘的安装方法，其特征在于，所述步骤S2中，安装所述耐磨橡胶气垫(1)时，首先，将耐磨橡胶气垫(1)充气后安装到钢架固定部(51)的两排固定架形成的安装槽中；然后，驱动钢架支撑部(52)伸长并使其向耐磨橡胶气垫(1)方向转动，直至钢架支撑部(52)与耐磨橡胶气垫(1)接触，完成对耐磨橡胶气垫(1)的支撑固定；

掘进挡帘安装完成后，掘进挡帘将掘进工作面与工作人员隔离并密封；使用时，耐磨橡胶气垫(1)为充气撑起状态；不使用时，将耐磨橡胶气垫(1)中的气体放出并放入钢架(5)中保存。

8.一种高瓦斯矿井的隔离式抽采方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一所述的用于高瓦斯矿井的隔离式掘进机进行掘进工作面的开采，掘进挡帘将工作人员与掘进工作面产生的煤尘、瓦斯隔离，工作人员通过防爆有机玻璃(2)观察掘进工作面的开采情况，同时分流风筒将工作面积聚的煤尘、瓦斯沿着回风系统排出；

所述分流风筒排出煤尘、瓦斯的步骤为：

步骤S1：工作面掘进过程中，将新鲜风流通入第一通风风筒(71)；

步骤S2：通入第一通风风筒(71)的新鲜风流分为两部分流出；

一部分分流到第一分流风筒(41)，顺着第一分流风筒(41)流入掘进挡帘的后方；另一部分顺着第一通风风筒(71)流出，流入掘进挡帘前方工作人员的作业空间；

步骤S3：抽排煤尘、瓦斯；流入挡帘后方的新鲜风流与掘进工作面和掘进挡帘之间的瓦斯和细小煤尘混合后，从另一侧的第二分流风筒(42)流出，进而流入第二通风风筒(72)；

流至掘进挡帘前方的新鲜风流流经工作人员的工作空间后，流入第二通风风筒(72)，并与第二分流风筒(42)排出混合气体一起通过第二通风风筒(72)排出。

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