全氣控自動(dòng)風(fēng)門(mén)開(kāi)關(guān)裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

杜佳明

【摘要】如今，眾多煤礦井下向各采掘工作面運(yùn)輸材料、設(shè)備時(shí)采用無(wú)軌膠輪車(chē)的運(yùn)輸方式，在通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)，需要安排專(zhuān)人手動(dòng)開(kāi)關(guān)風(fēng)門(mén)，增加了運(yùn)輸作業(yè)的人工成本以及變化因素，運(yùn)輸效率也比較低，因此在充分利用現(xiàn)代機(jī)械和自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)上，采用氣控自動(dòng)風(fēng)門(mén)裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制風(fēng)門(mén)。文章對(duì)該裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析，并介紹了該裝置在高河煤礦的使用情況、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益及推廣應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng) 風(fēng)門(mén) 氣控

引言

煤礦井下風(fēng)門(mén)對(duì)于礦井通風(fēng)安全和生產(chǎn)運(yùn)輸都是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，為了跟上現(xiàn)代化新型礦井的發(fā)展，就要進(jìn)一步完善、革新，確保井下通風(fēng)設(shè)施更加方便、安全可靠，減少資金投入。以前我礦主要使用的風(fēng)門(mén)是人工開(kāi)啟普通風(fēng)門(mén)和紅外線電控自動(dòng)風(fēng)門(mén)兩種，前者人工開(kāi)啟費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工人運(yùn)送材料通過(guò)風(fēng)門(mén)時(shí)還要有專(zhuān)人開(kāi)關(guān)風(fēng)門(mén)，造成勞動(dòng)力浪費(fèi)，工作效率低;后者雖然提高了運(yùn)輸和工作效率，節(jié)省了人力，但使用時(shí)，容易出現(xiàn)故障，比如：紅外線傳輸發(fā)射和接收裝置容易被臟物或其它物件遮擋，造成風(fēng)門(mén)長(zhǎng)時(shí)間處于開(kāi)門(mén)狀態(tài)，兩側(cè)職工進(jìn)不去或出不來(lái)，由于自動(dòng)風(fēng)門(mén)開(kāi)啟有時(shí)間限制，不利于材料運(yùn)輸;常出現(xiàn)材料車(chē)輛未推過(guò)去，風(fēng)門(mén)開(kāi)始關(guān)閉，容易擠傷推車(chē)人員，并且出現(xiàn)故障后非工作人員不會(huì)及時(shí)處理，給行人、運(yùn)料及安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重影響，得不償失，且配件費(fèi)用較高。經(jīng)過(guò)總結(jié)分析，多次現(xiàn)場(chǎng)研究，設(shè)計(jì)出了一種氣控自動(dòng)風(fēng)門(mén)，投入成本低，手點(diǎn)壓按鈕，即可開(kāi)啟或關(guān)閉風(fēng)門(mén)，方便、安全可靠，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。該風(fēng)門(mén)以井下壓縮空氣為動(dòng)力、以汽缸的伸縮和風(fēng)門(mén)自重達(dá)到風(fēng)門(mén)開(kāi)閉，并實(shí)現(xiàn)了除閉鎖繩之外的氣動(dòng)閉鎖。

1井下風(fēng)門(mén)自動(dòng)閉鎖監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

車(chē)場(chǎng)風(fēng)門(mén)墻體兩側(cè)均安裝有開(kāi)關(guān)風(fēng)門(mén)的按鈕（黑色），當(dāng)人員或車(chē)輛由巷道任意一側(cè)通過(guò)時(shí)，操作風(fēng)門(mén)側(cè)按鈕（按下或拔起），氣控系統(tǒng)給主氣閥提供氣動(dòng)信號(hào)，風(fēng)門(mén)會(huì)開(kāi)啟或關(guān)閉。

1.1 結(jié)構(gòu)

1）煤礦用風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置。主要用風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置主要由風(fēng)門(mén)、氣動(dòng)開(kāi)關(guān)、氣缸、控制器、連鎖繩和橡膠軟管組成。

2）工作原理。當(dāng)人員或車(chē)輛通過(guò)A門(mén)時(shí)操作A門(mén)外側(cè)按鈕（按下或拔起），氣控系統(tǒng)給A門(mén)主氣閥提供氣動(dòng)信號(hào)主氣閥動(dòng)作，使A門(mén)汽缸回縮，帶動(dòng)A門(mén)開(kāi)啟，風(fēng)門(mén)設(shè)計(jì)有自動(dòng)閉鎖，在A門(mén)開(kāi)啟的同時(shí)切斷B門(mén)主氣路，使之不能開(kāi)啟，達(dá)到閉鎖作用，防止兩道風(fēng)門(mén)同時(shí)打開(kāi)風(fēng)流短路，影響礦井安全。人員或車(chē)輛通過(guò)后，操作A門(mén)內(nèi)側(cè)按鈕（按下或拔起），氣控系統(tǒng)給A門(mén)主氣閥提供氣動(dòng)信號(hào)后，主氣閥動(dòng)作，使汽缸復(fù)位（伸出），風(fēng)門(mén)利用自重關(guān)閉，在A門(mén)完全關(guān)閉的同時(shí)接通B門(mén)主氣路，閉鎖解除，為B門(mén)開(kāi)啟做準(zhǔn)備。（提醒：如果A門(mén)不關(guān)閉，B門(mén)是無(wú)法開(kāi)啟的，因?yàn)轱L(fēng)門(mén)有閉鎖裝置。）

通過(guò)B門(mén)時(shí)操作方法與A門(mén)相同。（如圖1所示）

2.2 使用環(huán)境

1）煤礦用風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置的使用條件

（1）無(wú)嚴(yán)重滴水和濺水的井上下環(huán)境;有爆炸性氣體和煤塵的礦井;有煤（巖）和瓦斯（二氧化碳）突出性危險(xiǎn)的礦井;

（2）氣壓溫度：-20℃ - +35℃;

（3）氣源壓力：0.3Mpa - 0.8Mpa;

（4）使用地點(diǎn)：井下主巷道、各聯(lián)絡(luò)巷、材料車(chē)場(chǎng)等處。

2）礦用本安型報(bào)警器的使用環(huán)境條件

（1）環(huán)境溫度：-5℃- +40℃;

（2）平均相對(duì)濕度：<95°（+25℃）

（3）大氣壓力：80kpa - 106kpa

（4）無(wú)劇烈震動(dòng)、沖擊和無(wú)水滴的場(chǎng)合

（5）有爆炸性混合氣體，但無(wú)破壞絕緣的腐蝕性氣體的場(chǎng)合。

3 風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置的安裝

3.1煤礦用風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置的安裝

1）安裝注意事項(xiàng)

對(duì)風(fēng)門(mén)的要求：風(fēng)門(mén)安裝處地面、軌道面平緩，無(wú)積水，無(wú)明顯起伏;如同時(shí)提運(yùn)礦車(chē)，風(fēng)門(mén)下部有為提升鋼絲繩留出通過(guò)的空間

2）安裝事項(xiàng)

（1）在選址位置進(jìn)行混凝土基礎(chǔ)制作，如巷道局部不規(guī)則，應(yīng)考慮進(jìn)行局部修整。巷道過(guò)寬，應(yīng)對(duì)巷幫進(jìn)行局部砌碹和加固，巷道過(guò)窄，應(yīng)考慮局部拓寬門(mén)寬固定支架應(yīng)牢固固定于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)，確保門(mén)框在風(fēng)門(mén)長(zhǎng)期運(yùn)行的情況下不發(fā)生松動(dòng)現(xiàn)象。

（2）用于鋼絲繩導(dǎo)向的滑輪組應(yīng)用錨桿牢固固定在巷道壁上，鋼絲繩繞在各滑輪組上，牽引每套風(fēng)門(mén)上的重力平衡錘，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)的平衡，最終安全平緩可靠的實(shí)現(xiàn)風(fēng)門(mén)的啟閉。

4 使用方法及使用效果評(píng)價(jià)

4.1 風(fēng)門(mén)控制氣動(dòng)裝置使用注意事項(xiàng)

（1）開(kāi)啟或關(guān)閉風(fēng)門(mén)，只需手動(dòng)改變控制閥鈕的當(dāng)前狀態(tài)，即將閥鈕推進(jìn)或拉出

（2）開(kāi)啟一道風(fēng)門(mén)，按系統(tǒng)要求必須先關(guān)閉另一道風(fēng)門(mén);

（3）若遠(yuǎn)方風(fēng)門(mén)未關(guān)，可就近按下門(mén)外側(cè)復(fù)位按鈕，將其關(guān)閉;

（4）若特殊情況確需兩門(mén)同時(shí)打開(kāi)，須首先切斷氣源，然后手動(dòng)拉開(kāi)兩道門(mén)。

4.2 礦用本安型報(bào)警器使用注意事項(xiàng)

（1）報(bào)警器在使用時(shí)應(yīng)懸掛在無(wú)劇烈運(yùn)動(dòng)和沖擊、無(wú)滴水的地方。

（2）、報(bào)警器主要元件不得隨意更改，以免影響本安參數(shù)。

5 改進(jìn)后的使用效果

（1）風(fēng)門(mén)的開(kāi)啟或關(guān)閉速度平穩(wěn)，安全可靠，有效防止風(fēng)門(mén)破壞和傷人事故的發(fā)生，提高的安全效益。

（2）全自動(dòng)控制狀態(tài)下，車(chē)輛及人員通過(guò)時(shí)，風(fēng)門(mén)自動(dòng)打開(kāi)，無(wú)需人力開(kāi)啟，方便實(shí)用。

（3）每道風(fēng)門(mén)均采用了反風(fēng)設(shè)計(jì)，保證了在礦井停風(fēng)情況下可依靠人力開(kāi)閉風(fēng)門(mén)。

（4）兩道風(fēng)門(mén)之間通過(guò)連鎖繩實(shí)現(xiàn)了機(jī)械閉鎖，完全避免了兩道門(mén)同時(shí)都打開(kāi)的情況，安全可靠。