劉小濤

（山西焦煤霍州煤電臨汾宏大錦程煤業(yè)，山西 臨汾 041000）

1 工程概況

1.1 概況

臨汾宏大錦程煤業(yè)有限公司隸屬于山西焦煤霍州煤電集團(tuán)，地處山西省臨汾市堯都區(qū)一平垣鄉(xiāng)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90 萬(wàn)t/a。該煤礦采用斜井開(kāi)拓方式，井筒數(shù)量4 個(gè)，開(kāi)采水平為+1125 m，現(xiàn)主要開(kāi)采9+10#、11#煤層，綜采放頂煤采煤工藝，低瓦斯礦井，水文地質(zhì)類型為中等，自燃傾向性為自燃。

1.2 主通風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀分析

臨汾宏大錦程煤業(yè)公司設(shè)置有1 個(gè)主通風(fēng)機(jī)房，其主要設(shè)備及配套設(shè)備有：BD-Ⅱ-8-No36 型隔爆對(duì)旋軸流式主通風(fēng)機(jī)1 臺(tái)；啟閉JMB-6 隔爆型風(fēng)門絞車2 臺(tái)；KYN28-12 kV 高壓開(kāi)關(guān)柜 5 臺(tái)；GKD-1600 A 礦用低壓配電柜4 臺(tái)；0.69 kV 礦井防爆變壓器1 臺(tái)；西門子G150-0.69 kV 變頻器2 臺(tái)；立式風(fēng)門4.3 m×0.11 m×4.8 m，2 個(gè)。

該煤礦主通風(fēng)系統(tǒng)按照煤礦相關(guān)規(guī)定采用雙主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式，一用一備，每月定期切換一次主通風(fēng)機(jī)，同時(shí)定期對(duì)主通風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修和保養(yǎng)。該煤礦每套主通風(fēng)機(jī)均有其獨(dú)立的風(fēng)道，在對(duì)主通風(fēng)機(jī)進(jìn)行切換時(shí)，通過(guò)設(shè)置的立式風(fēng)門來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)道的切換。主通風(fēng)機(jī)房已實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，切換主通風(fēng)機(jī)通過(guò)遠(yuǎn)程集控方式一鍵切換來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2 主通風(fēng)機(jī)立式風(fēng)門運(yùn)行現(xiàn)狀及存在問(wèn)題分析

礦井井下立式風(fēng)門由框架和門板兩部分組成，規(guī)格為4.3 m×0.11 m×4.8 m，重量1.3 t，主要實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)后方節(jié)流空氣以及風(fēng)道內(nèi)轉(zhuǎn)換風(fēng)流方向的作用。

井下立式風(fēng)門通過(guò)啟閉JMB-6 隔爆型風(fēng)門絞車實(shí)現(xiàn)提升，下降時(shí)通過(guò)風(fēng)門絞車進(jìn)行牽引，基于風(fēng)門自重實(shí)現(xiàn)下降。

該煤礦BD-II-8-No36 型隔爆對(duì)旋軸流式主通風(fēng)機(jī)共設(shè)有2 個(gè)立式風(fēng)門，當(dāng)井下主通風(fēng)機(jī)處于正常工作狀態(tài)下，其中1 個(gè)立式風(fēng)門處于開(kāi)啟狀態(tài)，打開(kāi)風(fēng)道保持巷道的風(fēng)流暢通；而另1 個(gè)立式風(fēng)門處于關(guān)閉狀態(tài)，使得備用風(fēng)道處于封閉狀態(tài)，目的是為了防止風(fēng)流短路。在對(duì)井下主通風(fēng)機(jī)工作進(jìn)行切換時(shí)，必須要對(duì)相應(yīng)的立式風(fēng)門進(jìn)行切換，保障巷道的風(fēng)流暢通。井下風(fēng)道布置情況如圖1。

圖1 井下風(fēng)道布置示意圖

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定：井下主通風(fēng)機(jī)切換倒機(jī)時(shí)間必須在10 min 之內(nèi)完成。如果主通風(fēng)機(jī)切換后，立式風(fēng)門出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象而無(wú)法及時(shí)進(jìn)行切換，將會(huì)導(dǎo)致主通風(fēng)機(jī)無(wú)法正常倒機(jī)，影響井下主通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，會(huì)存在安全事故隱患。該礦為解決立式風(fēng)門卡阻現(xiàn)象，在立式風(fēng)門頂部備有1 臺(tái)手拉葫蘆，當(dāng)立式風(fēng)門依靠風(fēng)門絞車牽引和風(fēng)門自重?zé)o法正常實(shí)現(xiàn)落下時(shí)，工作人員手動(dòng)操作手拉葫蘆讓立式風(fēng)門進(jìn)行降落。從使用情況來(lái)看，該解決方案解決立式風(fēng)門卡阻問(wèn)題的時(shí)間較長(zhǎng)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，必須進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

對(duì)該煤礦井下立式風(fēng)門的切換現(xiàn)場(chǎng)情況觀察發(fā)現(xiàn)，立式風(fēng)門下降時(shí)卡阻現(xiàn)象的主要原因?yàn)榱⑹斤L(fēng)門門板在長(zhǎng)期的升降過(guò)程中發(fā)生了嚴(yán)重的變形。針對(duì)這一情況，提出了解決立式風(fēng)門下降時(shí)卡阻問(wèn)題的兩種方案：（1）對(duì)變形的立式風(fēng)門進(jìn)行更換，但是在風(fēng)道處作業(yè)會(huì)導(dǎo)致風(fēng)流短路，影響通風(fēng)系統(tǒng)的安全性；（2）對(duì)立式風(fēng)門的提升裝置進(jìn)行優(yōu)化改造升級(jí)，調(diào)整以往依靠風(fēng)門自重實(shí)現(xiàn)下降的辦法，當(dāng)立式風(fēng)門出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象的情況下也能實(shí)現(xiàn)其升降。

綜合井下風(fēng)道的施工現(xiàn)場(chǎng)情況，結(jié)合安全性和成本因素，決定對(duì)立式風(fēng)門提升裝置進(jìn)行優(yōu)化改造以解決井下立式風(fēng)門卡阻現(xiàn)象。

3 立式風(fēng)門提升裝置優(yōu)化改造方案

立式風(fēng)門提升裝置以往采用JMB-6 隔爆型風(fēng)門絞車，現(xiàn)調(diào)整為多級(jí)活塞伸縮式液壓缸進(jìn)行替代。前一級(jí)活塞缸的活塞桿是后一級(jí)活塞缸的缸筒，從而達(dá)到較長(zhǎng)工作行程，實(shí)現(xiàn)對(duì)立式風(fēng)門的升降作業(yè)[1-6]。

3.1 搭建液壓缸安裝支架

在原立式風(fēng)門外框上加工制作1 個(gè)框架，規(guī)格為6.5 m×0.5 m×4.5 m，11 號(hào)礦工鋼，在框架上設(shè)置6 個(gè)支腿，底座采用膨脹螺絲進(jìn)行固定。

3.2 安裝固定多級(jí)活塞伸縮式液壓缸

將多級(jí)活塞伸縮式液壓缸倒立安裝在支架頂部，安裝時(shí)必須保證多級(jí)活塞伸縮式液壓缸中心線與立式風(fēng)門中線的一致性。液壓缸頂部與立式風(fēng)門采用焊接工藝進(jìn)行固定連接，進(jìn)而當(dāng)液壓缸進(jìn)行伸縮的過(guò)程即可實(shí)現(xiàn)立式風(fēng)門的升降過(guò)程。其工作原理如圖2。

圖2 多級(jí)活塞伸縮式液壓缸工作原理圖

當(dāng)多級(jí)活塞伸縮式液壓缸動(dòng)作處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，帶動(dòng)立式風(fēng)門上升動(dòng)作表現(xiàn)為打開(kāi)狀態(tài)；當(dāng)多級(jí)活塞伸縮式液壓缸動(dòng)作，帶動(dòng)著立式風(fēng)門的下降動(dòng)作表現(xiàn)為關(guān)閉狀態(tài)。

3.3 配電系統(tǒng)的優(yōu)化改造

改造后的液壓泵電源仍采用原啟閉風(fēng)門絞車電源，但是功率變大后導(dǎo)致配電系統(tǒng)負(fù)荷變大，原接觸器更換為CKJ5-80 A/1.14 kV 真空交流接觸器，原電纜更換為MYP-0.66/1.14 kV 3×25+1×16 mm2礦用移動(dòng)屏蔽橡軟套電纜。

3.4 升降裝置的調(diào)試運(yùn)行

（1）調(diào)試已改造完成的立式風(fēng)門提升裝置，CKJ5-80 A/1.14 kV 真空交流接觸器閉合通電，通過(guò)低壓控制柜來(lái)控制多級(jí)活塞伸縮使液壓缸在15 cm的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)升降動(dòng)作。

（2）確定立式風(fēng)門提升裝置工作正常后，對(duì)主通風(fēng)機(jī)進(jìn)行倒機(jī)操作，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)立式風(fēng)門全行程的升降作用。

4 效果分析

臨汾宏大錦程煤業(yè)主通風(fēng)機(jī)立式風(fēng)門提升裝置優(yōu)化改造完成，于2021 年2 月投入了實(shí)際應(yīng)用?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果：提升裝置優(yōu)化改造后，立式風(fēng)門的升降動(dòng)作安全穩(wěn)定，當(dāng)主通風(fēng)機(jī)切換后立式風(fēng)門的切換工作較為順利，保障了巷道風(fēng)流暢通，有效地消除了以往立式風(fēng)門下降時(shí)的卡阻問(wèn)題，無(wú)一起因立式風(fēng)門的升降而導(dǎo)致的通風(fēng)安全事故發(fā)生。