新型平衡式風門設計與應用

樊兆峰 侯玉亭 曹升玲

摘 要：針對南屯煤礦目前的風門現狀，提出新型平衡式風門的設計，有效降低風門了風門負壓、維修率和風流短路等問題，并方便了風門的開啟，提高了風門可靠性，簡化了施工工藝，確保了通風安全。

關鍵詞：新型；平衡；風門

風門是礦井通風系統中最重要的通風安全設施，為了能夠保證礦井通風系統的穩定可靠，井下需構筑大量的風門設施。目前，礦井在用的風門基本上采用普通單扇門結構，在有行人通過的巷道中設置風門時，人員經過必須先克服風壓作用在風扇上的作用力后才能開啟風門，而在壓差比較大的地方需設置風門時，比如進、回風聯絡巷，由于作用在風門上的壓力相當大，一個人的力量很難克服這么大的壓力，有時需要兩個或更多人員方能開啟風門，給人員通行帶來很大的麻煩；另外，由于作用在風門上的力量很大，造成風門關閉時速度極快，行人如果躲閃不夠及時，往往會造成擠傷手腳，發生工傷事故，給安全生產帶來隱患，另傳統減壓風門減壓窗無法實現閉鎖，易造成風流短路。為此特提出新型平衡門的設計與應用。

1 礦井井下風門現狀

南屯煤礦井下現正常使用的風門有186組，共計372扇。其中高分子復合材料風門46扇，木質風門326扇，有風門安裝在靠近皮帶巷、回風巷處，巷道潮濕，使用條件惡劣；有的風門安裝在運輸巷道中，由于過車頻繁，不可避免的發生風門被撞壞現象；主要進回風聯絡巷的風門由于負壓大、開啟困難，時有發生風門擠人事故或打不開影響行人的情況。為此，南屯通防工區安排10名專職木工對井下所有風門進行巡回檢查，并對損壞的風門進行維修或更換，南屯煤礦為老礦區，巷道復雜，風門分布范圍廣，風門損壞不能及時維修的現象時有發生，每年僅風門安裝與維修產生的材料費用高達22萬元。為提高礦井通風設施的可靠程度，探索實踐在把進回風主要聯絡巷的風門逐漸改成新型平衡式風門，來實現開啟省力、維修率低、不易造成人員擠傷。

2 設計原理

新型平衡式風門的設計和使用，從根本上解決了這一問題，它將傳統的普通單扇風門改制為雙扇風門，利用平行四邊形的平衡原理，使雙扇風門開關聯動，受力相反：風壓給一扇風門開的作用力，同時也給另一扇風門關的作用力。通過平行四邊形連桿傳遞作用，使作用在風門上的風流壓力相互平衡、抵消，減小或消除開啟風門時人員需克服風壓差作用在風門上的作用力，人員只需克服風門自身的阻力，實現了穿過風門省力、方便快捷、安全的效果。新型平衡式風門平面結構示意圖如下。

關鍵技術及創新點：

1）利用平行四邊形連桿結構，使作用在門扇上的壓力相互平衡、抵消；

2）風門開啟時阻力小，阻力大小與巷道風流壓差大小無關；

3）雙向隔風，可替代傳統的雙向風門；門框由傳統順風流方向傾斜3-5°創新為0°；風門墻改為直墻。

4）密封性能良好，漏風率小，可提高礦井有效通風量；

5）風門設有可視窗，也可作為通風調節窗使用；

6）外形美觀，結構簡單、安全、可靠。

3 現場應用實踐

該風門在南屯煤礦九采區-350軌回通道及一采區-260軌回通道推廣應用，特別是在井下巷道內存在壓差較大的地點，給人員通行創造了極為便利的條件，設施的安全、可靠性也大幅度的提高，減小了維護及維修量，結余了勞動力；對減小礦井漏風率，提高礦井有效風量也有明顯效果。

4 社會效益

新型平衡式風門的應用，為礦井節約了大量維修費用和人工費用，并且改善了礦井風門開啟困難的問題，提高了礦井的通風可靠程度。

參考文獻：

[1] 范曉.一種新型的平衡式套筒調節閥的設計和應用[J].通用機械，2007（01）.

[2] 江梅.電液雙開差動式風門結構設計探討[J].化工礦物與加工，2005（04）.

作者簡介：

樊兆峰（1973-），男，山東菏澤人，副總工程師，現從事礦井安全管理工作。