帶式輸送機過風門防逆風裝置的應用

李江靈

（山西高平科興云泉煤業有限公司，山西 晉城 048400）

1 工程概況

山西高平科興云泉煤業位于山西省晉城市高平市米山鎮獅口村村東，井田面積8.495 4 km2，保有儲量為6523 萬t，可采儲量為3706 萬t。主采煤層3#、9#、15#煤層，現屬基建礦井，開采深度1020～800 m 標高，設計生產能力90 萬t/a。9103 工作面處于云泉煤礦南翼，位于+900.5 m 水平，西部為9101 工作面，東部為9105 工作面，北部為9104工作面。9103 工作面主采9#煤層，煤層均厚1.56 m，煤層平均傾角2°。9103 工作面帶式輸送機運輸巷與回風聯巷口采取了控風措施[1-6]，帶式輸送機過風門時還安設有過風門防逆風裝置，以保障9103 工作面的原煤和矸石的正常運輸，保障9103 工作面通風系統的安全性、可靠性和穩定性。

2 帶式輸送機原過風門防逆風裝置現狀

2.1 帶式輸送機原過風門防逆風裝置

9103 工作面運輸巷帶式輸送機原來過風門采用的是刮板輸送機替代輸送帶穿越防突風門墻體的方案，其過風門防逆風裝置如圖1，主要包括擋風板、固定架、連接桿、傳動板、傳動軌、連接繩、防逆板、轉動裝置等部件。

擋風板安裝在刮板輸送機罩前端；固定架安裝在刮板輸送機罩上方，其另一端連接傳動板；傳動板與傳動軌相連接；傳動軌與連接桿連接；防逆板一端連接刮板輸送機罩，另一端通過連接繩連接在連接桿上。

擋風板在重力的自然作業下，其下端下搭在刮板輸送機上，擋風板偏向正向風流方向設置。帶式輸送機作業時，擋風板可隨穿越防突風門墻體的刮板輸送機上方煤流高度隨時擺動，其目的是擋嚴刮板輸送機孔，防止正向風流漏風。

防逆板偏向逆向風流方向設置，當煤與瓦斯突出事故發生后，產生的氣流或沖擊波會作用在傳動板上，通過傳動板、傳動軌、連接繩、連接桿等部件，使得防逆板下落，擋嚴刮板輸送機孔，阻擋有毒有害氣體從刮板輸送機孔蔓延至風門另一側，有效控制有毒有害氣體的進一步擴散。

2.2 過風門防逆風裝置存在的問題分析

9103 工作面運輸巷帶式輸送機過風門采用的刮板輸送機替代輸送帶穿越防突風門墻體的方案，前期應用效果一般。過風門防逆風裝置主要存在以下問題：

（1）該穿越防突風門墻體方案中，需要安裝刮板輸送機及配套驅動設備，驅動設備易出現安全故障，存在電氣設備失爆等安全隱患，同時對于電氣設備的維修和保養較難處理。

（2）該穿越防突風門墻體方案中，帶式輸送機停止工作期間防逆風裝置中擋風板擋嚴刮板輸送機孔，防止漏風現象發生，但因帶式輸送機在工作狀態下防逆風擋板幾乎處于打開狀態，盡管擋風板可隨穿越防突風門墻體的刮板輸送機上方煤流高度隨時擺動，擋嚴刮板輸送機孔，但無法最大限度防止正向風流漏風的形成，漏風及風流損失問題仍然存在。

（3）該穿越防突風門墻體方案中，原煤和矸石的運輸效率不高，當存在大塊原煤和矸石時，會損壞擋風板及防逆風板，造成嚴重的漏風現象。

（4）增加刮板輸送機及配套驅動設備后，需要設立相應的工作崗位，人員投入增多，提高了運輸成本，制約了運輸效率的提高。

3 新型帶式輸送機過風門防逆風裝置的設計

針對9103 工作面帶式輸送機運輸巷過風門的問題，提供了一種新型帶式輸送機過風門防逆風裝置，其結構如圖2，主要包括箱體、自動防逆風裝置、機械防逆風裝置三大部分，主要有上下箱體、上下封板、輸送帶橡膠耐磨板、活動閘板、吊環、鋼絲繩、懸掛板、摘環板等部件。

圖2 新型過風門防逆風裝置的結構示意圖

3.1 箱體結構分析

箱體包括上箱體和下箱體，內部設置有擋風簾和清理落渣門。箱體主要是供帶式輸送機通過，將其與環境隔開，減少漏風；阻燃橡膠擋風簾能夠降低風壓，凈化通道環境，有效減少漏風作用；清理落渣門可將帶式輸送機運輸原煤和矸石過程中掉落的渣清理干凈。

3.2 自動防逆風裝置

帶式輸送機過風門自動防逆風裝置設置安裝在上箱體出風端，主要包括第一活動閘板和伸縮氣缸。第一活動閘板位于上箱體出風口左右兩側固定槽內及上封板上方位置，第一活動閘板由厚度為10 mm的Q235 鋼板制成；伸縮氣缸活塞處與第一活動閘板頂部連接，伸縮氣缸進氣口、排氣口與電磁閥連接，同時電磁閥與帶式輸送機控制開關形成連鎖控制。當帶式輸送機進行運輸作業時，帶式輸送機控制開關與電磁閥連鎖動作，電磁閥控制自動防逆風裝置發生動作打開第一活動閘板，帶式輸送機延時10～15 s 開啟；停止作業時，帶式輸送機停止運轉后其控制開關與電磁閥連鎖動作，電磁閥控制自動防逆風裝置伸縮氣缸進氣口打開，氣缸活塞下降降下第一活動閘板，并與上封板密封通道。帶式輸送機控制開關與電磁閥連鎖，使得自動防逆風裝置最大限度發揮效果，控制漏風及減少風流損失。自動防逆風裝置的應用，自動化程度高，不需要設立工作崗位，人員成本較低；當巷道內發生煤與瓦斯突出問題，切斷電源即可斷開帶式輸送機的控制開關，在連鎖作用下電磁閥動作落下第一活動閘板，封閉通道，切斷有害氣體的逆風傳遞。

3.3 機械防逆風裝置

帶式輸送機過風門機械防逆風裝置設置安裝在箱體進風端一側的防突風門墻體上，主要包括有第二活動閘板、吊環、鋼絲繩、懸掛板等部件。第二活動閘板主要是起隔斷風流的作用；吊環設置在第二活動閘板的頂部位置；摘環板與第二固定板鉸接形成杠桿。當發生煤與瓦斯突出后，受沖擊力影響，機械防逆風裝置中的第二活動閘板經一系列過程后，基于重力作用墜落到箱體內，對帶式輸送機箱體通道進行隔離，避免瓦斯逆風露出。

4 實踐應用及效果分析

新型帶式輸送機過風門防逆風裝置完成設計后，在9103 工作面帶式輸送機運輸巷穿越防突風門墻體上進行了改造安裝，并投入到了實踐應用中。從當前的情況來看，新的帶式輸送機運輸巷穿越防突風門墻體方案合理，新型帶式輸送機過風門防逆風裝置應用效果理想，主要表現在以下方面：

（1）該穿越防突風門墻體方案中，原煤和矸石的運輸效率較高，過風門防逆風裝置空間大，大塊的原煤和矸石對擋風板和防逆風板幾乎沒有影響，不會對其造成破壞。

（2）該穿越防突風門墻體方案應用后，消除了以往因安裝刮板輸送機及配套驅動設備而存在的安全隱患，帶式輸送機在穿越防突風門墻體位置無一起安全事故發生。

（3）新型帶式輸送機過風門防逆風裝置中，箱體、自動防逆風裝置、機械防逆風裝置多重設計方案有效降低了防突風門的漏風量，有效防止煤與瓦斯突出時造成的風流逆轉，保障了9103 工作面通風系統的安全性。