九鑫煤業(yè)無(wú)壓式風(fēng)門(mén)技術(shù)改造和應(yīng)用研究

賈 祥

（沁和能源集團(tuán)九鑫煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048205）

1 205軌道巷風(fēng)門(mén)應(yīng)用現(xiàn)狀及改造必要性分析

山西沁和能源集團(tuán)九鑫煤業(yè)有限公司205軌道巷主要承擔(dān)著205工作面的設(shè)備運(yùn)輸、行人等工作任務(wù)，并安設(shè)風(fēng)門(mén)通風(fēng)設(shè)備，對(duì)工作面的風(fēng)流起到隔斷、引導(dǎo)和控制的作用。205軌道巷以往設(shè)置有舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)設(shè)施來(lái)調(diào)控風(fēng)流，但是從實(shí)踐應(yīng)用情況來(lái)看，該舊式碰撞風(fēng)門(mén)的應(yīng)用效果不佳，兩道風(fēng)門(mén)常被同時(shí)打開(kāi)，造成巷道風(fēng)流短路，工作面各用風(fēng)地點(diǎn)配風(fēng)量不足。監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)在這過(guò)程中常因?yàn)槲L(fēng)區(qū)形成，導(dǎo)致瓦斯積聚，安全隱患較為嚴(yán)重。

205軌道巷舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)的結(jié)構(gòu)如圖1，主要由杠桿回轉(zhuǎn)軸、碰撞風(fēng)門(mén)杠桿、風(fēng)耳、木板、推門(mén)弓、緩沖彈簧、絞鏈等部件組成。工作原理：在該碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)中，采用雙扇梯形門(mén)扇設(shè)計(jì)，當(dāng)人員與車輛要通行時(shí)，人員與車輛碰撞門(mén)板上的門(mén)弓和推門(mén)杠桿可以進(jìn)行開(kāi)門(mén)；當(dāng)人員與車輛通過(guò)后可以借風(fēng)門(mén)自重自動(dòng)關(guān)閉。205軌道巷的舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)在長(zhǎng)期的打開(kāi)和關(guān)閉過(guò)程中，風(fēng)門(mén)周圍的封閉材料受到壓力和老化等多方面的影響，其變薄而造成漏風(fēng)現(xiàn)象；風(fēng)門(mén)在長(zhǎng)期的碰撞過(guò)程中發(fā)生損壞會(huì)造成漏風(fēng)現(xiàn)象。當(dāng)前幾乎每天都必須對(duì)風(fēng)門(mén)進(jìn)行維修，讓其發(fā)揮正常功能，給維修人員增加了相當(dāng)大的工作量，維修成本和費(fèi)用大幅度增加。

圖1 舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖

從原應(yīng)用情況來(lái)看，205軌道巷的舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)效果不佳，沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)所設(shè)想的能起到對(duì)風(fēng)流進(jìn)行有效隔斷、引導(dǎo)和控制的作用，無(wú)法保障井下通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)安全，必須對(duì)以往舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)進(jìn)行技術(shù)改造[1-6]。

2 風(fēng)門(mén)的技術(shù)改造

2.1 改造方案

205軌道巷舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)的體積較大，基于風(fēng)流壓力的影響，行人在通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)需要非常用力才能打開(kāi)風(fēng)門(mén)，車輛碰撞打開(kāi)風(fēng)門(mén)破壞力較大。針對(duì)這一情況，對(duì)打開(kāi)方式進(jìn)行改造，采用電動(dòng)風(fēng)門(mén)控制裝置進(jìn)行布置，如圖2。

圖2 205軌道巷電動(dòng)風(fēng)門(mén)控制裝置布置示意圖

從圖2可知，該雙向無(wú)壓風(fēng)門(mén)裝置主要包括紅外線接收裝置、語(yǔ)音報(bào)警器、燈光提示器、風(fēng)門(mén)開(kāi)閉傳感器、機(jī)械閉鎖裝置等部件。該裝置應(yīng)用后，可以有效實(shí)現(xiàn)205軌道巷雙向風(fēng)門(mén)開(kāi)閉動(dòng)作的自動(dòng)化、語(yǔ)音化、閉鎖化，可靠性和安全性較好。

2.2 工作過(guò)程分析

2.2.1 自動(dòng)狀態(tài)下的工作過(guò)程分析

從圖2可知，在205軌道巷A風(fēng)門(mén)和B風(fēng)門(mén)的巷道壁上分別安裝有兩套紅外線接收裝置，可在AB風(fēng)門(mén)兩端區(qū)域范圍內(nèi)形成紅外檢測(cè)線。當(dāng)系統(tǒng)裝置檢測(cè)到有行人或車輛將要通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)，控制設(shè)備發(fā)出指令，由電磁閥控制氣缸來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉風(fēng)門(mén)。

當(dāng)行人或車輛靠近A風(fēng)門(mén)時(shí)，紅外線接收裝置檢測(cè)到信號(hào)后，同時(shí)發(fā)出控制指令，A風(fēng)門(mén)電磁閥通電后打開(kāi)A風(fēng)門(mén)。如A風(fēng)門(mén)打開(kāi)后，行人或車輛沒(méi)有在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完全通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)，安裝在風(fēng)門(mén)上的風(fēng)門(mén)開(kāi)閉傳感器可以檢測(cè)到風(fēng)門(mén)的閉、合狀態(tài)，此時(shí)可以通過(guò)控制風(fēng)門(mén)上的“打開(kāi)風(fēng)門(mén)”按鈕，讓風(fēng)門(mén)繼續(xù)保持打開(kāi)狀態(tài)直至行人或車輛完全通過(guò)A風(fēng)門(mén)。當(dāng)A風(fēng)門(mén)被打開(kāi)后，裝置中的聲光報(bào)警部件動(dòng)作觸發(fā)，進(jìn)而發(fā)出警示語(yǔ)“風(fēng)門(mén)已打開(kāi)，請(qǐng)注意通行安全”，同時(shí)伴隨有紅燈閃爍提示，讓通行的行人或車輛注意安全；另一端的B風(fēng)門(mén)裝置中的聲光報(bào)警部件同時(shí)觸發(fā)，進(jìn)而發(fā)出警示語(yǔ)“前方風(fēng)門(mén)已打開(kāi)，請(qǐng)您稍后通行”，同時(shí)伴隨有紅燈閃爍提示，電氣及機(jī)械機(jī)構(gòu)閉鎖B風(fēng)門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)AB兩風(fēng)門(mén)的一開(kāi)一合，避免了兩扇風(fēng)門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象；當(dāng)行人或車輛完全通過(guò)風(fēng)門(mén)，A風(fēng)門(mén)自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉，經(jīng)A風(fēng)門(mén)上的風(fēng)門(mén)開(kāi)閉傳感器檢測(cè)確定后，聲光報(bào)警部件停止動(dòng)作，紅燈閃爍關(guān)閉變?yōu)榫G燈。

同理，當(dāng)有行人或車輛通過(guò)B風(fēng)門(mén)時(shí)，B風(fēng)門(mén)打開(kāi)，聲光報(bào)警裝置發(fā)出警示語(yǔ)，紅燈閃爍，電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)閉鎖A風(fēng)門(mén)，行人或車輛通過(guò)后，B風(fēng)門(mén)關(guān)閉，綠燈常亮。

2.2.2 停電或停風(fēng)狀態(tài)下的工作過(guò)程分析

當(dāng)井下處于停電或停風(fēng)狀態(tài)下，打開(kāi)氣缸關(guān)門(mén)進(jìn)氣管上的放氣閥門(mén)進(jìn)行卸壓，此時(shí)風(fēng)門(mén)處于手動(dòng)操作狀態(tài)，當(dāng)行人或車輛通過(guò)AB風(fēng)門(mén)時(shí)，可采用人力對(duì)AB風(fēng)門(mén)進(jìn)行開(kāi)閉過(guò)程。

2.2.3 風(fēng)門(mén)的電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)

風(fēng)門(mén)的電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3，該閉鎖機(jī)構(gòu)由鋼絲繩、平衡錘、導(dǎo)繩輪、三角形壓塊等部件組成。當(dāng)巷道一側(cè)風(fēng)門(mén)打開(kāi)后，電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)的鋼絲繩拉動(dòng)該側(cè)的平衡錘進(jìn)行上提，此時(shí)三角形壓塊發(fā)生旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，壓住另一側(cè)的平衡錘讓其無(wú)法進(jìn)行上提動(dòng)作，另一側(cè)風(fēng)門(mén)被鎖定，其在自動(dòng)及手動(dòng)狀態(tài)下均無(wú)法打開(kāi)，電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)很好地實(shí)現(xiàn)了風(fēng)門(mén)閉鎖。

圖3 風(fēng)門(mén)的電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

3 實(shí)踐應(yīng)用及效益分析

九鑫煤業(yè)205軌道巷從2021年3月開(kāi)始對(duì)舊式碰撞自動(dòng)風(fēng)門(mén)進(jìn)行技術(shù)改造，將新型風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)及電動(dòng)自動(dòng)化控制裝置進(jìn)行了安裝改造，并投入到實(shí)踐應(yīng)用當(dāng)中。從2021年3月至今，205軌道巷AB風(fēng)門(mén)的新型風(fēng)門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)及電動(dòng)自動(dòng)化控制裝置應(yīng)用效果理想，行人或車輛均能順利通過(guò)AB風(fēng)門(mén)；風(fēng)門(mén)的電氣及機(jī)械閉鎖機(jī)構(gòu)工作正常，能實(shí)現(xiàn)AB風(fēng)門(mén)的閉鎖；至今無(wú)風(fēng)門(mén)敞開(kāi)短路和人為損壞風(fēng)門(mén)的現(xiàn)象發(fā)生；無(wú)瓦斯積聚現(xiàn)象發(fā)生。205軌道巷風(fēng)門(mén)的技術(shù)改造項(xiàng)目是合理、成功的，有效保障了205工作面通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠，保障了煤礦開(kāi)采的安全。