雙向減壓風門在圪堆煤業(yè)的技術應用研究

朱國宏 ，王 飛

（1.太原理工大學 礦業(yè)工程學院，太原 030024；2.山西煤炭職業(yè)技術學院，太原 030031）

1 礦井概況

圪堆煤業(yè)井田面積8.813 6 km2，主采2號煤層厚度為1.1～1.25 m，平均厚度為1.18m。礦井采用中央邊界“三進一回”抽出式通風（主、副立井、進風斜井進風，回風立井回風），回風立井安裝有兩臺礦用防爆對旋式通風機，一臺型號為BDK54-6 No17，風量大小為2043～4510 m3/min，另一臺型號為BDK54-6No16，風量大小為698～3 768 m3/min，礦井通風系統(tǒng)實行分區(qū)通風，設有兩個采區(qū)，每個采區(qū)均有獨立回風巷與回風立井相連，采掘工作面均為獨立通風。礦井總進風量為3 193 m3/min，總回風量為3 212 m3/min，負壓為0.84 kPa。此前為通行需要礦井在采區(qū)進風巷與回風立井聯(lián)絡巷中設立了普通風門，普通風門在使用過程中結構簡單、成本低廉，依靠負壓及自身重力可實現(xiàn)自動關閉，但須設立2道反向風門，風門設立數(shù)量較多。且普通風門為木質(zhì)材料，防潮阻燃效果較差、容易損壞、漏風嚴重，風門處于主要進回風巷兩端負壓大，過人行車時難開啟，容易擠傷行人。因此為減輕工人勞動強度,保障工人生命安全,適應礦井現(xiàn)在化生產(chǎn),特引進了雙向減壓風門。

2 減壓風門工作原理

在每道門的兩端分別安裝4個紅外線感應器，在風門的兩端形成檢測區(qū)。當行人或車輛由巷道的A門進入時,人體熱量產(chǎn)生的紅外線經(jīng)過菲湟爾透鏡的會聚,激發(fā)紅外線接收器產(chǎn)生一種微弱的低頻信號[1]。主控箱驅(qū)動接收到放大、處理后的感應信號，通過控制氣缸收縮開啟A風門。同時B門閉鎖，A門聲光信號器啟動，提示警示語“風門打開，請注意安全”此時綠燈閃爍，B門聲光信號器同時提示“前方風門打開，請您稍后”，并伴有紅燈閃爍，此時B門不能打開，符合礦井通風要求，經(jīng)過設定的時間延時（可以根據(jù)需要設定），A門自動關閉。當經(jīng)過B門時，與上述功能相同。當紅外線損壞不能正常感應時，還可通過設置在風門兩端的按鈕進行相應操作。風門密封方面在門框中采用沿口密閉皮條，兩門扇關合的中間留有10 mm空隙,門扇關合中間側(cè)豎向在開啟的內(nèi)側(cè)各增加密封皮條。在風門打開后,無論先關閉左側(cè)或右側(cè),門扇的密封條均可將后關閉的一扇風門的中間空隙封閉[2]。風門為異向開閉，無論風流方向如何，兩扇門均同時受到風流的推力和風流的壓力，而且大小相等[3]，因此風門開啟或關閉平穩(wěn)，不易擠傷行人。

3 圪堆煤業(yè)雙向減壓風門的應用

雙向減壓風門安裝在采區(qū)進風巷與回風立井之間的聯(lián)絡巷，為加強雙向減壓風門的抗災能力，避免瓦斯事故產(chǎn)生的沖擊波沖倒支架引起風門坍塌導致風流紊亂，特在風門安裝段進行巷道聯(lián)體加固[4]，雙向減壓風門氣缸一端固定在風門的門頂框中，另一端連接在門扇上。風門電控箱安設在兩道門之間，四個按鈕安裝在門體兩側(cè)的墻壁上，并通過接線盒與控制箱連接,聲光報警器分別安裝在兩道門的外側(cè)。風門示意圖，見圖1。減壓風門安裝立體示意圖，見圖2。

圖1 風門布局示意圖

圖2 減壓風門安裝立體示意圖

4 減壓風門的應用效果分析

采用雙向減壓風門后，無須再人工打開風門，通過紅外線自動感應或啟動按鈕開關，風門即可利用壓縮空氣為動力自動打開。語音燈光系統(tǒng)為風門兩端人員提供信息交換，雙向減壓風門的安設使井下巷道通行更為快捷方便，更加安全高效，并且減少了漏風量，大大提高了工作效率。雙向減壓風門運用風門自動控制裝置,實現(xiàn)了風門的整體自動控制及阻車器（選用）的聯(lián)動控制。兩道風門互相閉鎖,同一時間內(nèi)只能開啟一道，并且關門優(yōu)先，有效的防止了通風短路運行。風門在自動狀態(tài)下能實現(xiàn)相互閉鎖,在手動狀態(tài)下能實現(xiàn)閉鎖功能失效，風門對特殊情況的適用性大大提高。整套控制裝置配置標準，由隔爆兼本安型風門電控箱、聲光報警器、隔爆型按鈕等組成，符合《煤礦安全規(guī)程》，在運用過程中安全可靠。與風門開關同步自動起落的阻車器（選用），在風門關閉狀態(tài)下阻止礦車前行，能夠有效避免礦車撞壞風門事故的發(fā)生。

5 減壓風門的優(yōu)點

①每套減壓風門有兩組風門組成，雙向隔風，無須再設反向風門；老式風門由于受巷道負壓的影響，必須安設反風門，以便在風流倒向時使用，安裝維修量大。②減壓風門雙面密封，漏風量小；老式風門有時為了減少開啟壓力，會在風門上方安設小風門，這樣增加了風門的漏風量。③減壓風門系統(tǒng)簡單，堅固耐用，不會在開啟過程中而損壞風門；老式風門開啟時無助力，在風門兩端壓差較大時工人往往借用重物撬、板，風門易損壞。④減壓風門使用的壓力平衡原理關閉平穩(wěn)，安全可靠；風門開啟時通行面積較老式風門大，行人通車方便，降低了因通行面積小礦車撞門的概率。⑤減壓風門采用鐵質(zhì)材料，加強了密封設施，能有效阻斷風門一端火災及有害氣體侵入另一端，保障礦井安全；老式風門多采用木制結構，防潮防火性能差，易損壞。⑥兩風門之間可實現(xiàn)相互閉鎖，不易造成風流短路。

6 減壓風門在應用過程中的不足與改進措施

1）雙向減壓風門要求全天供應壓氣，管路須嚴密，否則氣動裝置供力不平穩(wěn)。

2）風門間的防漏風的密封皮條摩擦頻繁容易損壞,應加強高耐磨材料的研究與應用。

3）自動減壓風門需要蓄電池作為備用電源以便在礦井放生災害電源切斷時能正常使用。

[1]崔琛.礦用紅外線自動風門的研制與應用[J].山東煤炭科技，2004（5）：63.

[2]馮杰.礦井風門功能的完善 [J].煤礦安全，2002，2（2）：62.

[3]熊國平.感應自動風門的研制與應用 [J].煤炭科技，2013（1）：59-60

[4]王宏光.風門安裝段巷道聯(lián)體加固的提出與實施[J].煤，2010（7）:76-77.