煤礦井下全自動無壓風(fēng)門的分析與應(yīng)用

蘇喬峰

（沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦，山西 晉城 048000）

1 永安煤礦無壓風(fēng)門概況

目前無壓風(fēng)門是我國煤礦井下較為理想的一種風(fēng)門，主要應(yīng)用于煤礦井下進(jìn)回風(fēng)巷和主要進(jìn)回風(fēng)巷之間每個聯(lián)絡(luò)巷，是保障煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)可靠穩(wěn)定的重要通風(fēng)設(shè)施。沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦井下巷道斷面較大，且應(yīng)用的無壓風(fēng)門也較大，單人開啟比較困難，同時無壓風(fēng)門在開合時沒有設(shè)置緩沖裝置，開合時不具備緩沖作用，無壓風(fēng)門在長期的開合作業(yè)下非常容易產(chǎn)生變形，無壓風(fēng)門故障頻發(fā)，使用壽命較短[1-5]。因此，需要投入人力和財力對以往的無壓風(fēng)門進(jìn)行維修、維護(hù)和重新安裝，導(dǎo)致出現(xiàn)安全隱患，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，針對永安煤礦井下無壓風(fēng)門存在的問題，設(shè)計了一種新型的煤礦井下全自動無壓風(fēng)門并展開應(yīng)用分析。

2 煤礦井下全自動無壓風(fēng)門的設(shè)計

2.1 結(jié)構(gòu)分析

2.1.1 整體結(jié)構(gòu)

針對永安煤礦井下無壓風(fēng)門存在的問題，提供了一種煤礦井下全自動無壓風(fēng)門，該新型全自動無壓風(fēng)門結(jié)構(gòu)如圖1 所示，主要包括門框、門板、觀察窗和卡板四大部分。

圖1 煤礦井下全自動無壓風(fēng)門的結(jié)構(gòu)示意圖

無壓風(fēng)門門框內(nèi)側(cè)設(shè)有兩個門板，門板和門框鉸接在一起，且兩個門板開合方向相反，門框表面沿門板關(guān)閉方向?qū)R門板頂端和底端的位置設(shè)有緩沖框，且門板靠近頂端的位置設(shè)有觀察窗，觀察窗和門板之間通過卡板連接在一起；門框便于安裝在巷道內(nèi)部，從而方便門板的安裝和固定，門板和門框鉸接在一起的目的是便于門板的開合，兩個門板開合方向相反是便于門板的開合和使用，避免門板影響巷道的使用，緩沖框便于在門板開合時對門板進(jìn)行緩沖，從而避免門板長期不得到緩沖容易損壞，觀察窗便于配合門板，進(jìn)而方便透過門板觀察無壓風(fēng)門兩側(cè)的情況，卡板便于安裝和固定觀察窗，從而方便觀察窗的安裝和使用；這種結(jié)構(gòu)使得無壓風(fēng)門在開合時具備緩沖的部件，從而避免無壓風(fēng)門經(jīng)常與門框磕碰，進(jìn)而導(dǎo)致無壓風(fēng)門損壞的問題，且這種無壓風(fēng)門便于更換觀察窗口，從而方便觀察窗口的維修和更換，從而方便整個無壓風(fēng)門的使用。

2.1.2 門框結(jié)構(gòu)

如下頁圖2 所示，門框底部設(shè)有加強(qiáng)桿，且門框兩側(cè)由上到下設(shè)有若干固定頭；加強(qiáng)桿便于整個門框的穩(wěn)定，便于門框的安裝和使用，固定頭便于插入巷道內(nèi)壁中，從而方便門框的穩(wěn)定固定和使用；緩沖框朝向門板的一側(cè)均勻地設(shè)有若干緩沖彈簧，且緩沖彈簧未與緩沖框連接的一端設(shè)有緩沖板，門框和門板鉸接的側(cè)面由上到下設(shè)有若干轉(zhuǎn)接頭；緩沖彈簧便于配合緩沖桿，從而方便通過緩沖彈簧和緩沖桿在門板開合時對門板進(jìn)行緩沖，從而避免門板容易出現(xiàn)變形的問題，轉(zhuǎn)接頭便于門板和門框轉(zhuǎn)動連接在一起，進(jìn)而方便門板的安裝和使用。

圖2 門框的結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.3 門板結(jié)構(gòu)

如下頁圖3 所示，門板對齊觀察窗的位置設(shè)有安裝口，門板位于門板鉸接的一側(cè)中部設(shè)有把手，且門板對齊門框轉(zhuǎn)接頭的位置設(shè)有轉(zhuǎn)接頭；安裝口便于配合觀窗，從而方便觀察窗的安裝和拆卸，便于觀察窗的使用，把手便于對門板進(jìn)行手工開合，便于無壓風(fēng)門的驅(qū)動部件損壞后對無壓風(fēng)門進(jìn)行手動開門，轉(zhuǎn)接頭便于門板和門框轉(zhuǎn)動連接，便于門板的安裝和拆卸，便于門板的使用。

圖3 門板的結(jié)構(gòu)示意圖

2.1.4 觀察窗結(jié)構(gòu)

如圖4 所示，觀察窗一端沿其邊緣設(shè)有一圈限位邊，且觀察窗內(nèi)部設(shè)有亞克力板；限位邊便于觀察管和安裝口發(fā)生相互限位，從而方便觀察窗的穩(wěn)定安裝和使用，亞克力板便于觀察無壓風(fēng)門內(nèi)外的情況，便于無壓風(fēng)門的使用；觀察窗未設(shè)有限位圈的一端內(nèi)部兩側(cè)設(shè)有卡槽，卡槽和卡板相匹配；這種結(jié)構(gòu)便于觀察窗配合卡板，從而方便對觀察窗進(jìn)行安裝和固定，便于觀察窗的穩(wěn)定安裝和使用。

圖4 觀察窗的結(jié)構(gòu)示意圖

2.2 全自動無壓風(fēng)門使用方法

使用時在全自動無壓風(fēng)門的驅(qū)動部件驅(qū)動下門板會自動打開胡或者關(guān)閉，門板在關(guān)閉時，無壓風(fēng)門和緩沖板貼合時會被緩沖彈簧進(jìn)行緩沖，從而避免無壓風(fēng)門關(guān)閉時沒有緩沖容易損壞，當(dāng)觀察窗出現(xiàn)損壞時可以將卡板拆卸下來，之后取下觀察光更換新的觀察光，使得整個無壓風(fēng)門使用方便，便于后期的維護(hù)和保養(yǎng)。

3 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

3.1 工程概況

沁和能源集團(tuán)有限公司永安煤礦位于山西省晉城市沁水縣嘉峰鎮(zhèn)，設(shè)計生產(chǎn)能力60 萬t/年，主要開采3 號煤層。3501（上）綜采工作面主要開采3 號煤的上分層，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，煤層平均厚度為3.2 m，煤層平均傾角5℃，應(yīng)用防爆無軌膠輪車進(jìn)行輔助運(yùn)輸，工作面長度125 m，采高3.2 m。工作面采用綜合機(jī)械化的采煤方法，布置有10 架ZFG6500/18/32D放頂煤過度液壓支架和92 架ZF5000/17/32 型放頂煤液壓支架支架支護(hù)，全部冒落法管理頂板。

當(dāng)前，永安煤礦礦井風(fēng)量達(dá)13 000 m3/min，負(fù)壓1 400 Pa，對于該煤礦井下需要行人和通車的巷道其控風(fēng)設(shè)施必須采用無壓風(fēng)門，且采區(qū)輔運(yùn)大巷和工作面進(jìn)回風(fēng)順槽是通車頻繁的巷道，也必須設(shè)置有無壓風(fēng)門。針對該煤礦井下的情況，將以往的無壓風(fēng)門更換為新型全自動無壓風(fēng)門，可有效地提供風(fēng)門的安全性和工作效率，延長無壓風(fēng)門的使用壽命。

3.2 應(yīng)用效果

截至2021 年1 月，新型全自動無壓風(fēng)門在永安煤礦的應(yīng)用效果理想。全自動無壓風(fēng)門的應(yīng)用，有效地避免司機(jī)停車采用人力開關(guān)風(fēng)門的過程，消除了無壓風(fēng)門處的安全隱患，有效提高了司機(jī)作業(yè)的安全性和工作效率。新型全自動無壓風(fēng)門應(yīng)用后，無一起因無壓風(fēng)門引發(fā)的通風(fēng)安全事故發(fā)生，安全性較好。同時該全自動無壓風(fēng)門在開合時設(shè)置有緩沖部件，可以有效避免無壓風(fēng)門與門框磕碰在一起，保障無壓風(fēng)門在長期的開合下發(fā)生變形，有效提高無壓風(fēng)門的使用壽命，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4 結(jié)語

當(dāng)前，新型全自動無壓風(fēng)門在永安煤礦進(jìn)行了全面的推廣使用，實(shí)踐應(yīng)用效果表明：該全自動無壓風(fēng)門的應(yīng)用符合當(dāng)前智能化礦山建設(shè)的要求，同時，極大地節(jié)約了煤礦的人力、物力和財力，礦井通風(fēng)設(shè)施的安全性進(jìn)一步提高。新型全自動無壓風(fēng)門的應(yīng)用，為保障永安煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)永安煤礦高產(chǎn)高效安全開采奠定了基礎(chǔ)。