朱國(guó)宏 ，王 飛

（1.太原理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，太原 030024；2.山西煤炭職業(yè)技術(shù)學(xué)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(hào)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(jìn)一回”抽出式通風(fēng)（主、副立井、進(jìn)風(fēng)斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)），回風(fēng)立井安裝有兩臺(tái)礦用防爆對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)，一臺(tái)型號(hào)為BDK54-6 No17，風(fēng)量大小為2043～4510 m3/min，另一臺(tái)型號(hào)為BDK54-6No16，風(fēng)量大小為698～3 768 m3/min，礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，設(shè)有兩個(gè)采區(qū)，每個(gè)采區(qū)均有獨(dú)立回風(fēng)巷與回風(fēng)立井相連，采掘工作面均為獨(dú)立通風(fēng)。礦井總進(jìn)風(fēng)量為3 193 m3/min，總回風(fēng)量為3 212 m3/min，負(fù)壓為0.84 kPa。此前為通行需要礦井在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)立井聯(lián)絡(luò)巷中設(shè)立了普通風(fēng)門，普通風(fēng)門在使用過程中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，依靠負(fù)壓及自身重力可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)閉，但須設(shè)立2道反向風(fēng)門，風(fēng)門設(shè)立數(shù)量較多。且普通風(fēng)門為木質(zhì)材料，防潮阻燃效果較差、容易損壞、漏風(fēng)嚴(yán)重，風(fēng)門處于主要進(jìn)回風(fēng)巷兩端負(fù)壓大，過人行車時(shí)難開啟，容易擠傷行人。因此為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度,保障工人生命安全,適應(yīng)礦井現(xiàn)在化生產(chǎn),特引進(jìn)了雙向減壓風(fēng)門。

2 減壓風(fēng)門工作原理

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

3 圪堆煤業(yè)雙向減壓風(fēng)門的應(yīng)用

雙向減壓風(fēng)門安裝在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)立井之間的聯(lián)絡(luò)巷，為加強(qiáng)雙向減壓風(fēng)門的抗災(zāi)能力，避免瓦斯事故產(chǎn)生的沖擊波沖倒支架引起風(fēng)門坍塌導(dǎo)致風(fēng)流紊亂，特在風(fēng)門安裝段進(jìn)行巷道聯(lián)體加固[4]，雙向減壓風(fēng)門氣缸一端固定在風(fēng)門的門頂框中，另一端連接在門扇上。風(fēng)門電控箱安設(shè)在兩道門之間，四個(gè)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(bào)警器分別安裝在兩道門的外側(cè)。風(fēng)門示意圖，見圖1。減壓風(fēng)門安裝立體示意圖，見圖2。

圖1 風(fēng)門布局示意圖

圖2 減壓風(fēng)門安裝立體示意圖

4 減壓風(fēng)門的應(yīng)用效果分析

采用雙向減壓風(fēng)門后，無須再人工打開風(fēng)門，通過紅外線自動(dòng)感應(yīng)或啟動(dòng)按鈕開關(guān)，風(fēng)門即可利用壓縮空氣為動(dòng)力自動(dòng)打開。語音燈光系統(tǒng)為風(fēng)門兩端人員提供信息交換，雙向減壓風(fēng)門的安設(shè)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(fēng)量，大大提高了工作效率。雙向減壓風(fēng)門運(yùn)用風(fēng)門自動(dòng)控制裝置,實(shí)現(xiàn)了風(fēng)門的整體自動(dòng)控制及阻車器（選用）的聯(lián)動(dòng)控制。兩道風(fēng)門互相閉鎖,同一時(shí)間內(nèi)只能開啟一道，并且關(guān)門優(yōu)先，有效的防止了通風(fēng)短路運(yùn)行。風(fēng)門在自動(dòng)狀態(tài)下能實(shí)現(xiàn)相互閉鎖,在手動(dòng)狀態(tài)下能實(shí)現(xiàn)閉鎖功能失效，風(fēng)門對(duì)特殊情況的適用性大大提高。整套控制裝置配置標(biāo)準(zhǔn)，由隔爆兼本安型風(fēng)門電控箱、聲光報(bào)警器、隔爆型按鈕等組成，符合《煤礦安全規(guī)程》，在運(yùn)用過程中安全可靠。與風(fēng)門開關(guān)同步自動(dòng)起落的阻車器（選用），在風(fēng)門關(guān)閉狀態(tài)下阻止礦車前行，能夠有效避免礦車撞壞風(fēng)門事故的發(fā)生。

5 減壓風(fēng)門的優(yōu)點(diǎn)

①每套減壓風(fēng)門有兩組風(fēng)門組成，雙向隔風(fēng)，無須再設(shè)反向風(fēng)門；老式風(fēng)門由于受巷道負(fù)壓的影響，必須安設(shè)反風(fēng)門，以便在風(fēng)流倒向時(shí)使用，安裝維修量大。②減壓風(fēng)門雙面密封，漏風(fēng)量??；老式風(fēng)門有時(shí)為了減少開啟壓力，會(huì)在風(fēng)門上方安設(shè)小風(fēng)門，這樣增加了風(fēng)門的漏風(fēng)量。③減壓風(fēng)門系統(tǒng)簡(jiǎn)單，堅(jiān)固耐用，不會(huì)在開啟過程中而損壞風(fēng)門；老式風(fēng)門開啟時(shí)無助力，在風(fēng)門兩端壓差較大時(shí)工人往往借用重物撬、板，風(fēng)門易損壞。④減壓風(fēng)門使用的壓力平衡原理關(guān)閉平穩(wěn)，安全可靠；風(fēng)門開啟時(shí)通行面積較老式風(fēng)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(fēng)門采用鐵質(zhì)材料，加強(qiáng)了密封設(shè)施，能有效阻斷風(fēng)門一端火災(zāi)及有害氣體侵入另一端，保障礦井安全；老式風(fēng)門多采用木制結(jié)構(gòu)，防潮防火性能差，易損壞。⑥兩風(fēng)門之間可實(shí)現(xiàn)相互閉鎖，不易造成風(fēng)流短路。

6 減壓風(fēng)門在應(yīng)用過程中的不足與改進(jìn)措施

1）雙向減壓風(fēng)門要求全天供應(yīng)壓氣，管路須嚴(yán)密，否則氣動(dòng)裝置供力不平穩(wěn)。

2）風(fēng)門間的防漏風(fēng)的密封皮條摩擦頻繁容易損壞,應(yīng)加強(qiáng)高耐磨材料的研究與應(yīng)用。

3）自動(dòng)減壓風(fēng)門需要蓄電池作為備用電源以便在礦井放生災(zāi)害電源切斷時(shí)能正常使用。

[1]崔琛.礦用紅外線自動(dòng)風(fēng)門的研制與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2004（5）：63.

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

[3]熊國(guó)平.感應(yīng)自動(dòng)風(fēng)門的研制與應(yīng)用 [J].煤炭科技，2013（1）：59-60

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