九鑫煤業無壓式風門技術改造和應用研究

賈 祥

（沁和能源集團九鑫煤業有限公司，山西 晉城 048205）

1 205軌道巷風門應用現狀及改造必要性分析

山西沁和能源集團九鑫煤業有限公司205軌道巷主要承擔著205工作面的設備運輸、行人等工作任務，并安設風門通風設備，對工作面的風流起到隔斷、引導和控制的作用。205軌道巷以往設置有舊式碰撞自動風門設施來調控風流，但是從實踐應用情況來看，該舊式碰撞風門的應用效果不佳，兩道風門常被同時打開，造成巷道風流短路，工作面各用風地點配風量不足。監測發現在這過程中常因為微風區形成，導致瓦斯積聚，安全隱患較為嚴重。

205軌道巷舊式碰撞自動風門的結構如圖1，主要由杠桿回轉軸、碰撞風門杠桿、風耳、木板、推門弓、緩沖彈簧、絞鏈等部件組成。工作原理：在該碰撞自動風門中，采用雙扇梯形門扇設計，當人員與車輛要通行時，人員與車輛碰撞門板上的門弓和推門杠桿可以進行開門；當人員與車輛通過后可以借風門自重自動關閉。205軌道巷的舊式碰撞自動風門在長期的打開和關閉過程中，風門周圍的封閉材料受到壓力和老化等多方面的影響，其變薄而造成漏風現象；風門在長期的碰撞過程中發生損壞會造成漏風現象。當前幾乎每天都必須對風門進行維修，讓其發揮正常功能，給維修人員增加了相當大的工作量，維修成本和費用大幅度增加。

圖1 舊式碰撞自動風門結構示意圖

從原應用情況來看，205軌道巷的舊式碰撞自動風門效果不佳，沒有達到設計時所設想的能起到對風流進行有效隔斷、引導和控制的作用，無法保障井下通風系統的通風安全，必須對以往舊式碰撞自動風門進行技術改造[1-6]。

2 風門的技術改造

2.1 改造方案

205軌道巷舊式碰撞自動風門的體積較大，基于風流壓力的影響，行人在通過風門時需要非常用力才能打開風門，車輛碰撞打開風門破壞力較大。針對這一情況，對打開方式進行改造，采用電動風門控制裝置進行布置，如圖2。

圖2 205軌道巷電動風門控制裝置布置示意圖

從圖2可知，該雙向無壓風門裝置主要包括紅外線接收裝置、語音報警器、燈光提示器、風門開閉傳感器、機械閉鎖裝置等部件。該裝置應用后，可以有效實現205軌道巷雙向風門開閉動作的自動化、語音化、閉鎖化，可靠性和安全性較好。

2.2 工作過程分析

2.2.1 自動狀態下的工作過程分析

從圖2可知，在205軌道巷A風門和B風門的巷道壁上分別安裝有兩套紅外線接收裝置，可在AB風門兩端區域范圍內形成紅外檢測線。當系統裝置檢測到有行人或車輛將要通過風門時，控制設備發出指令，由電磁閥控制氣缸來打開或關閉風門。

當行人或車輛靠近A風門時，紅外線接收裝置檢測到信號后，同時發出控制指令，A風門電磁閥通電后打開A風門。如A風門打開后，行人或車輛沒有在設定時間內完全通過風門時，安裝在風門上的風門開閉傳感器可以檢測到風門的閉、合狀態，此時可以通過控制風門上的“打開風門”按鈕，讓風門繼續保持打開狀態直至行人或車輛完全通過A風門。當A風門被打開后，裝置中的聲光報警部件動作觸發，進而發出警示語“風門已打開，請注意通行安全”，同時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風門裝置中的聲光報警部件同時觸發，進而發出警示語“前方風門已打開，請您稍后通行”，同時伴隨有紅燈閃爍提示，電氣及機械機構閉鎖B風門，實現對AB兩風門的一開一合，避免了兩扇風門同時開啟的現象；當行人或車輛完全通過風門，A風門自動進行關閉，經A風門上的風門開閉傳感器檢測確定后，聲光報警部件停止動作，紅燈閃爍關閉變為綠燈。

同理，當有行人或車輛通過B風門時，B風門打開，聲光報警裝置發出警示語，紅燈閃爍，電氣及機械閉鎖機構閉鎖A風門，行人或車輛通過后，B風門關閉，綠燈常亮。

2.2.2 停電或停風狀態下的工作過程分析

當井下處于停電或停風狀態下，打開氣缸關門進氣管上的放氣閥門進行卸壓，此時風門處于手動操作狀態，當行人或車輛通過AB風門時，可采用人力對AB風門進行開閉過程。

2.2.3 風門的電氣及機械閉鎖機構

風門的電氣及機械閉鎖機構結構如圖3，該閉鎖機構由鋼絲繩、平衡錘、導繩輪、三角形壓塊等部件組成。當巷道一側風門打開后，電氣及機械閉鎖機構的鋼絲繩拉動該側的平衡錘進行上提，此時三角形壓塊發生旋轉動作，壓住另一側的平衡錘讓其無法進行上提動作，另一側風門被鎖定，其在自動及手動狀態下均無法打開，電氣及機械閉鎖機構很好地實現了風門閉鎖。

圖3 風門的電氣及機械閉鎖機構結構示意圖

3 實踐應用及效益分析

九鑫煤業205軌道巷從2021年3月開始對舊式碰撞自動風門進行技術改造，將新型風門開閉狀態及電動自動化控制裝置進行了安裝改造，并投入到實踐應用當中。從2021年3月至今，205軌道巷AB風門的新型風門開閉狀態及電動自動化控制裝置應用效果理想，行人或車輛均能順利通過AB風門；風門的電氣及機械閉鎖機構工作正常，能實現AB風門的閉鎖；至今無風門敞開短路和人為損壞風門的現象發生；無瓦斯積聚現象發生。205軌道巷風門的技術改造項目是合理、成功的，有效保障了205工作面通風系統的穩定和可靠，保障了煤礦開采的安全。