[0001] 本发明涉及矿山开采技术领域，特别涉及一种矿山井下作业安全防护装置。

[0002] 矿山开采是指人类通过特定的技术和方法，从地壳中提取有价值的矿物资源的过程。这些矿物资源包括但不限于金属矿石、非金属矿石、能源矿产等，广泛应用于建筑、工业、交通、能源等多个领域，其开采分为漏天开采和地下开采。

[0003] 针对现有的地下矿井采矿，人员在矿井巷道内行走或检修作业时，通常会穿戴防护服，以尽量减小巷道顶部岩石坠落对工作人员的伤害，在实际使用中，落石砸在防护服上也会给工作人员带来一定的撞击损伤，对工作人员的安全防护效果不佳，尤其是针对无支护结构的巷道，其巷道顶部容易发生较大的岩石或较大面积的岩石层坠落，此时戴防护服的防护效果就显得尤为不佳，故此，本申请提供了一种矿山井下作业安全防护装置来满足需求。

[0017] 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。

[0018] 一种矿山井下作业安全防护装置，包括遮挡单元：用于对行走在井下巷道内的人员身体进行遮挡，防止井下巷道顶部落石砸伤人员；穿戴单元：通过所述穿戴单元可将所述遮挡单元穿戴在人员身体上，并通过人员
的移动而带动整个所述遮挡单元移动，其中，所述遮挡单元的重量由地面承载；
自动解绑单元：当有大规模落石掉落时，自动解除所述穿戴单元与人员的安装，为人员舍弃所述遮挡单元逃离提供了方便。

[0019] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，如图1‑7所示，遮挡单元包括U形移动架1以及带有导料斜面的撞击板2；撞击板2设置在U形移动架1的上方，撞击板2的两下端均通过多个缓冲弹簧3与U形
移动架1相对应侧壁上的安装板4连接；
穿戴单元包括两个竖板5、两个U形杆8以及两个滑块6，两个竖板5分别设置在U形
移动架1的两内侧壁上，两个滑块6分别与相对应竖板5滑动连接，两个滑块6均通过连接杆与相对应U形杆8活动连接；
连接杆包括两个分别与滑块6和U形杆8转动连接的连接头7，靠近U形杆8的连接头
7上固定有滑动贯穿另一连接头7的限位杆39，两个连接头7之间通过连接弹簧9连接，且左侧两个连接头7上贯穿设置有伸缩管10，且伸缩管10的出气端与左侧U形杆8内设置有U形气管20连接；
左侧U形杆8内腔设置有传动齿轮22、第一齿杆21、第二齿杆23以及活动块26；
第一齿杆21的左端滑动密封设置在U形气管20的内腔，第一齿杆21通过传动齿轮
22与第二齿杆23齿接，第二齿杆23的右端上安装有限位板28，限位板28滑动设置在活动块
26的内腔，第二齿杆23的上端通过第二弹簧30安装有第二定位块29，且第二定位块29的左侧设置有斜面，右侧U形杆8的两端均设置有与活动块26适配的定位凹槽；
活动块26的内腔通过第一弹簧25连接第一定位块24，且第一定位块24右侧设置有
斜面，第一定位块24的下端通过拉绳27与限位板28连接；
两个U形杆8上均设置有通孔，且两个通孔的内腔均活动设置有按压柱31，且按压
柱31均通过按压弹簧32与通孔内壁连接；
自动解绑单元包括重物15、两个驱动杆16、两个挡板14以及筒体11，重物15设置在安装板4设置有贯穿腔内，挡板14设置有两个，均通过轴承41转动设置在安装板4上，两个挡板14均位于重物15的下方；
两个驱动杆16的上端均与撞击板2的下端固定连接，两个驱动杆16的下端均滑动
贯穿安装板4和相对应挡板14，驱动杆16上设置有弧形凹槽18，且弧形凹槽18的上下端均与直线凹槽17衔接，挡板14的内腔设置有端部位于直线凹槽17内的滑柱19；
筒体11设置在重物15的正下方，筒体11的内腔滑动密封设置有空心筒13，且空心
筒13与筒体11的内腔顶部通过顶起弹簧12连接，筒体11的底部的出气头通过软管与伸缩管
10的进气头连接，U形移动架1上设置有与软管适配的穿过开口。

[0020] 在使用时，工作人员可拉动两个U形杆8，使得两个连接头7之间的间距变大，进而将两个U形杆8套设在腰部，将U形杆8的两端对齐，使得左侧U形杆8的两个活动块26分别与右侧U形杆8端部设置的定位凹槽插接（在插接过程中，活动块26由于U形气管20内气压的作用，不会向着U形杆8的内腔运动，可使得活动块26与定位凹槽完成插接以及第一定位块24与通孔的插接定位），此时如图4和图5所示，第一定位块24位于通孔内，两U形杆8固定在一起，两U形杆8形成的整体套设在工作人员的身体上，而此时工作人员位于U形移动架1的U形腔内，当工作人员移动时，其会带动整个的U形移动架1进行移动，当有岩石掉落从上方掉落时，其会与撞击板2撞击，并沿着撞击板2上的导料斜面运动，最终掉落至U形移动架1的两侧，其缓冲弹簧3的设置，是为了缓冲落石对撞击板2的撞击，降低对撞击板2的伤害；设置自动解绑单元，当较大片岩石层掉落至撞击板2上（即巷道顶部存在坍塌的风险），其撞击板2会快速向下运动，当下降至一定高度后，此时滑柱19会运动至弧形凹槽18中，并沿着弧形凹槽18运动，最终运动至上方设置的直线凹槽17中，在此过程中，驱动杆16将会带动挡板14发生旋转并移离出重物15的正下方，此时重物15通过自身重力作用向下运动并使得空心筒13上端接触，使得空心筒13做挤压顶起弹簧12的向下运动，对U形气管20内的气体进行压缩，从而将两个第一齿杆21同时顶出并向外运动，而第一齿杆21的向外运动配合传动齿轮22的传动，可使得第二齿杆23向着左侧U形杆8的内腔运动，即第二齿杆23向左运动，通过拉绳27带动第一定位块24向下运动，第一定位块24的上端移出通孔，随着第二齿杆23继续向左运动，将会带动活动块26向着左侧 U形杆8的内腔运动，并最终使得第二定位块29与左侧U形杆8上的通孔形成插接定位，此时，通过连接弹簧9的作用，使得两个U形杆
8向外运动，并脱离人体（对人员的运动无阻碍），此时人员可根据情况直接舍弃U形移动架1进行逃离（为避免二次掉落造成严重伤害），为人员的逃离争取了时间（手动解除两U形杆8的固定，需要一定的时间，且容易忙中出错，使得人员不能第一时间逃离现场，增加人员风险），对于无法逃离时，其U形移动架1还能作为采矿人员紧急避难所，本安全防护装置防护效果好。

[0021] 需要注意的是：一，利用重物15的作用以及加速度带来的冲击力挤压空心筒13进而带动第一齿杆21向外运动，可通过控制重物15的重力以及与空心筒13的高度来控制与空心筒13的撞击强度，使得其撞击强度以及撞击时的速度可控，不会造成因为撞击强度过大而导致空心筒13与筒体11以及U形气管20与第一齿杆21的连接处的弹性件受损（快速摩擦或瞬间受力过大而导致发生无法复原的形变），降低气密性或密封失效而无法解除两U形杆8之间的固定，如果直接利用下落的撞击板2作用在空心筒13上，（由于矿石掉落至撞击板2上的量无法确定，如果为过量矿石掉落时）容易造成瞬时撞击强度过大，容易导致降低气密性或密封失效；二，在未发生落石事件后，可直接挤压右侧U形杆8上的按压柱31，使得第一定位块24向下运动移出通孔，并将两U形杆8向外拉扯即可使得两者分离，对于发生落石事件且造成自动解绑单元启动后，此时，将重物15恢复原位并使得挡板14对重物15的下端形成阻挡后，按压左侧U形杆8上的按压柱31，使得第二定位块29移出通孔，此时通过顶起弹簧
12的弹力作用，使得第一齿杆21向着U形气管20内腔运动，并最终使得活动块26带有第一定位块24的端部移出U形杆8的内腔并恢复原位；三，连接弹簧9的设置，在自动解除两个U形杆
8之间的固定后，可通过连接弹簧9的作用，使得两U形杆8向外运动，并最终运动至人员的两侧，为人员的逃生提供了足够大的无阻碍空间，有利于人员第一时间逃离现场；四，滑块6可在竖板5上滑动，使得不同身高的人员均可将U形杆8套设在腰部；四，第一齿杆21的左端以及空心筒13下端外壁上均设置有弹性密封套，用于密封；五，针对自动解绑单元，其在解除第一定位块24与通孔的插接后，会带动活动块26向着左侧的U形杆8的内腔运动，避免解除定位的活动块26遗留在右侧U形杆8的定位凹槽内导致两U形杆8的分离受阻（两U形杆8依靠连接弹簧9收缩弹力作用分离），有利于两U形杆8的流畅分离，避免造成分离时间的延长，进一步为人员争取了宝贵的时间；六，在自动解绑单元运行的整个过程中，其重物15的上端始终位于安装板4的贯穿腔内，在自动解绑单元运行结束且待撞击板2上端的岩石被导走或人工清理后，此时挡板14通过缓冲弹簧3的弹力作用与重物15的外壁抵触，此时人员通过拉环
38带动重物15上升，当重物15的下端运动至贯穿腔内时，此时通过缓冲弹簧3的弹力作用将使得撞击板2恢复原位，且与此同时，挡板14将运动至重物15的正下方对其形成支撑，此时再松开拉环38即可，使得各件的复位操作更加方便快捷；七，可在U形移动架1的U形腔内横向设置几组加强杆，加强杆的两端分别与U形移动架1的两内侧壁固定连接，其目的是为了增加U形移动架1的结构强度。

[0022] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，还包括磁助力单元，磁助力单元一端设置在重物15上，另一端设置在空心筒13上，在降低重物15重量的同时也能稳定完成两所述U形杆8的解绑分离。

[0023] 设置磁助力单元，可保证对空心筒13形成所需撞击强度（即不耽误自动解绑单元的运行）的同时降低重物15的重量，重物15重量的降低，进而减小人员移动U形移动架1时的负载，降低人员移动U形移动架1的劳动强度。

[0024] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，如图3和图7所示，磁助力单元包括相对设置的第一永磁体33和第二永磁体34，第一永磁体33设置在重物15底部设置的凹槽内，第二永磁体34设置在空心筒13上端设有的凹槽内，第一永磁体33和第二永磁体34的相对端磁极相反。

[0025] 在减重的重物15向下运动的同时，通过第一永磁体33与第二永磁体34的磁力作用，对向下运动的重物15进行加速，最终使得重物15带动空心筒13做向下运动，并使得两U形杆8解除固定并分离。

[0026] 需要注意的是，空心筒13为隔磁材料制成，避免永磁体的磁性对顶起弹簧12造成影响；二，重物15所减少的重量大于第一永磁体33和第二永磁体34之和。

[0027] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，还包括隔磁单元，设置在重物15的内腔，用于阻隔第一永磁体33与第二永磁体34之间的磁力作用，方便重物15的复位。

[0028] 在自动解绑单元启动后，组中会使得重物15的下端与空心筒13的上端通过磁性固定在一起，为方便两者的分离，设置隔磁单元，在两者进行分离时，可先隔绝两者之间的磁场，解除或降低磁力作用，进而有利于两者的分离。

[0029] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，如图7所示，隔磁单元包括滑动设置在重物15内腔的两个隔磁板35，两个隔磁板35的一端均与相对应受力杆36的下端转动连接，两个受力杆36的上端与贯穿重物15的拉环38的下端转动连接，拉环38的下端通过拉伸弹簧37与重物15连接。

[0030] 当需要使得重物15与空心筒13分离时，可直接拉动拉环38，拉环38向上运动并带动两受力杆36的下端做聚拢运动，进而使得两个隔磁板35同时向外运动对第一永磁体33进行遮挡，待第一永磁体33被完全遮挡后，可直接通过拉环38将重物15拎起来，待将重物15放置原位后，松开拉环38，通过拉伸弹簧37的弹力作用使得两隔磁板35恢复原位，解除对第一永磁体33的遮挡。

[0031] 需要注意的是，重物15为隔磁材料制成，避免永磁体对重物15内腔各部件造成磁场干扰，有利于内部各部件稳定有序地工作。

[0032] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，筒体11的外壁上呈左、右、前三个方位设置有三个L形板40。

[0033] 其三个L形板40与U形移动架1的侧壁形成一个限位腔，对重物15进行限位，避免其脱离U形移动架1。

[0034] 作为本实施例中的一种优选的实施方式，安装板4的中部凸起设置。

[0035] 其缓冲弹簧3设置在安装板4的低洼处，当撞击板2承载很大重量时，为避免缓冲弹簧3被过度压缩而导致受损，此时撞击板2将会直接与安装板4的凸起部接触，对撞击板2形成支撑，进而有效保护缓冲弹簧3。

[0036] 需要注意的是：在撞击板2与安装板4接触之前，其自动解绑单元就已经启动。

[0037] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。