高負壓條件下通風可靠性技術(shù)研究與應(yīng)用

張茂宇 張 斌

（河南能源化工集團永煤公司新橋煤礦，河南 永城 476600）

1 工作面概況

新橋煤礦南翼膠帶運輸東大巷設(shè)計長度為488m，南翼膠帶運輸東大巷設(shè)計1-1凈斷面和毛斷面分別為4800mm×4900mm和5100mm×5050mm，2-2凈斷面和毛斷面分別為4400mm×3800mm和4640mm×3920mm。巷道采用“錨網(wǎng)噴＋錨索”支護。根據(jù)計算，南翼膠帶運輸東大巷作業(yè)規(guī)程風量為290m3/min。

掘進工作面選用2×30kW（型號為FBDNo6.3）對旋式局部通風機配備Φ800mm抗靜電、阻燃風筒供風。掘進工作面進回風路線為：南進風井→井底車場→-385m南翼軌道運輸大巷→-550m南翼軌道運輸斜巷上部車場繞道→-550m南翼軌道運輸斜巷上部平巷→-550m南翼軌道運輸斜巷→-550m南翼軌道運輸斜巷下部平巷→南翼軌道運輸東大巷→局部通風機→南翼軌道運輸東大巷（風筒）→南翼東大巷第一聯(lián)絡(luò)巷（風筒）→南翼膠帶運輸東大巷（風筒）→工作面→南翼膠帶運輸東大巷→-550m南翼膠帶運輸斜巷下部平巷→-550m南翼膠帶運輸斜巷→-375m南翼膠帶運輸大巷→南風井回風石門→南回風井→地面。圖1為掘進工作面通風系統(tǒng)示意圖。

現(xiàn)場存在的主要問題：南翼東大巷第一聯(lián)絡(luò)巷風門處風壓較大，過人、過車時風門開啟困難，大大降低行人、出矸效率，且不利于礦井通風安全管理；南翼東大巷第一聯(lián)絡(luò)巷風門穿墻風筒受風壓影響，風筒被吸癟，嚴重影響南翼膠帶運輸東大巷通風，不利于南翼膠帶運輸東大巷施工安全。

2 通風可靠性技術(shù)

2.1 風門氣動開關(guān)裝置

采用壓風做動力，通過按鈕實現(xiàn)風門的自動啟閉，從技術(shù)及裝備上完善風門的日常使用，實現(xiàn)風門開啟的本質(zhì)安全。

（1）組成及工作原理

① 氣缸。氣缸型號為QGBR160×1000，氣缸直徑160mm，行程1000mm，氣缸壓力0～1.0MPa，現(xiàn)場確定氣缸與風門的間距。

② 鋼絲繩。包括2種鋼絲繩，即氣缸連接正向或反向風門的牽引鋼絲繩和兩道正向風門連接閉鎖裝置的連鎖繩。通過牽引鋼絲繩實現(xiàn)風門的開啟，通過連鎖繩避免兩道正向風門同時打開造成風流短路。

③ 風門開關(guān)狀態(tài)傳感器。在風門兩側(cè)安裝了風門開關(guān)狀態(tài)傳感器，當一道風門打開時，另一道風門前安裝的風門開關(guān)狀態(tài)傳感器發(fā)出報警信號，提醒人員前一道風門已經(jīng)打開，避免人員不知道前一道風門已經(jīng)打開而去強行打開第二道風門，拉斷連鎖鋼絲繩甚至造成風流短路。

④ 工作原理。在2道風門兩側(cè)安裝控制按鈕開關(guān)和風門開關(guān)狀態(tài)傳感器，車輛到達第一道風門時，打開第一道風門的啟動開關(guān)，開關(guān)開啟后，氣缸收縮，牽動鋼絲繩牽引風門將風門打開，同時第二道風門前的風門開關(guān)狀態(tài)傳感器報警，提醒第一道風門已經(jīng)打開。待車輛通過第一道風門后，關(guān)閉第一道風門的啟動開關(guān)，啟動開關(guān)關(guān)閉后，氣缸伸展，在風門自重的作用下風門自動關(guān)閉。車輛到達第二道風門時，打開第二道風門的啟動開關(guān)，開關(guān)開啟后，氣缸收縮，牽動鋼絲繩牽引風門將風門打開，同時第一道風門前的風門開關(guān)狀態(tài)傳感器報警，提醒第二道風門已經(jīng)打開。待車輛通過第二道風門后，關(guān)閉第二道風門的啟動開關(guān)，啟動開關(guān)關(guān)閉后，氣缸伸展，在風門自重的作用下風門自動關(guān)閉。從而實現(xiàn)了風門的自動開合。圖2為風門氣動開關(guān)裝置示意圖。

圖1 掘進工作面通風系統(tǒng)示意圖

圖2 風門氣動開關(guān)裝置示意圖

2.2 高強度局部通風技術(shù)

（1）更換負壓風筒

將南翼東大巷第一聯(lián)絡(luò)巷第一道正向風門及第二道風門外和兩道風門之間普通風筒更換為Φ800mm負壓風筒。

（2）增設(shè)風筒控風裝置

該控風裝置由兩部分組成，一部分為規(guī)格Φ780mm×600mm鐵風筒，另一部分為螺旋合頁。在鐵風筒上部中間位置開一個Φ20mm孔，鐵風筒里側(cè)安裝一個可以旋轉(zhuǎn)的合頁，合頁上部焊接一個帶有螺紋的手把，手把穿過鐵風筒，通過旋轉(zhuǎn)手把，控制鐵風筒過風面積，增大局部通風機阻力，克服風門前風壓。圖3為風筒控風裝置示意圖。

圖3 風筒控風裝置示意圖

使用時，控風裝置通過風筒與規(guī)格為Φ700mm×1600mm的鐵質(zhì)風筒連接，安裝中心與風筒延接方向一致，并采用自制卡箍進行固定。

3 經(jīng)濟和社會效益

（1）風門氣動開關(guān)裝置提高了人員、車輛通過效率，每班出矸量提高約1/5，且避免人工開啟風門造成傷害事故；

（2）有效地解決了南翼東大巷第一聯(lián)絡(luò)巷風筒吸癟問題，保證南翼膠帶運輸東大巷工作面風量滿足作業(yè)規(guī)程要求；

（3）風門氣動開關(guān)裝置及風筒控風裝置加工簡單，安裝方便，投入成本低。

4 結(jié)論

風門氣動開關(guān)裝置的使用降低了高負壓風門開啟難度，負壓風筒配合風筒控風裝置實現(xiàn)了高強度局部通風，最終保證高負壓條件下的通風可靠性。