自动感应平推式风门设计在煤矿倾斜巷道中应用

自动感应平推式风门设计在煤矿倾斜巷道中应用

吴建嫄

（西山煤电集团屯兰矿山西太原030206）

摘要：倾斜巷道在施工过程中，为保证施工巷道通风安全必须在倾斜巷道风流稳定地段设置两道风门，传统的煤矿风门采用人工开启，但是对于倾斜巷道存在一定坡度，风门开启方向与风流方向相反，从而加大了风门开启难度，同时风门在开启时很容易出现反弹造成煤矿事故，对此西山煤电集团屯兰矿通风一队通过技术研究设计一套倾斜巷道自动感应平推式风门，并在施工北三胶带机巷过程中得以应用，取得显著效果。

关键词：倾斜巷道；自动感应；平推式风门；设计应用

Thecoalmineinclinedroadwaydesignandapplicationofautomaticinductionplugtypedamper

Wujian-yuan

（XishanCoalandelectricitygroup,ShanxiTaiyuan,030206,china）

1、概述

西山煤电集团屯兰矿采用轨道充电机车运输方式，北三胶带机巷设计长度为627m，巷道开口以+3‰坡度施工60m后，以+8°坡施工508m进入2#煤层，再沿2#煤层施工59m至盘区边界。由于北三胶带机巷200m处与西翼回风石门之间施工一条回风联络巷，为了控制工作面风量及风速在北三胶带巷240m处设置两道风门两道风门间距为30m，风门采用传统人工开启方式；巷道内两道风门开启方向与风流方向相反，由于施工巷道坡度较大且每次电机车警示后，风门操作工方可打开第一道风门待电机车进入两道风门中间后关闭第一道风门，然后再去打开第二道风门，而施工巷道每天车流量大反复这样开启风门不仅加大了煤矿劳动力，降低了矿井运输能力，而且当车辆下坡时到达第一道风门处未及时开启风门很容易造成安全事故。2015年屯兰矿倾斜巷道在运输过程中由于风门未及时打开车辆失控撞坏风门共计5起，人工开启风门时在风流及重力分力作用下风门反弹砸伤操作人员共计3起，造成煤矿经济损失达40万元。针对这种情况屯兰矿通风一队通过技术研究设计一套自动感应平推式风门，并在北三胶带机巷施工过程中替代传统风门取得了显著成效。

图1倾斜巷道自动感应平推式风门安装平面图

2、自动感应平推式风门设计与工作原理

2.1自动感应平推式风门组成

自动感应平推式风门主要由风门门体、风门导轨、防夹车光电感应器、风门驱动装置、风门联锁开关、机电硐室、激光感应装置、风门收缩硐室、远程操作按钮、PLC控制柜、操作硐室等部分组成，如图1所示。每道风门门体由两部分单门体组成，风门门体总宽度为5.0m，单门体宽度为2.5m，两部分单门体可平推式移动。

风门收缩硐室规格为宽×深×高=1.0×2.5×5.0m，收缩硐室内安装风门驱动装置，风门门体在驱动装置带动下平推到收缩硐室内；在收缩硐室口安装防夹车光电感应器，当风门关闭期间出现风门夹车或夹人时光电感应器起保护作用。

激光感应器由激光发射器及激光接收器两部分组成，激光感应器安装距两道风门10m处，激光感应器通过电缆与联锁开关相连。

在安装风门顶底板处风别安装风门导轨，导轨长度为7.5m，风门与导轨之间采用定向滑轮相连接，在1#、2#单门体上分别安装一副液压操纵杆，液压操纵杆与风门驱动装置相连，如图2所示。

图2倾斜巷道自动感应平推式风门结构示意图

2.2自动感应平推式风门工作原理

（1）当电机车行驶至风门激光感应装置时激光器发出激光被遮挡2s后，激光接收器会发出信号通过信号电缆传递至联锁开关。

（2）联锁开关接收到激光器传来的信号后，再将信号通过信号电缆传递至风门驱动装装置中PLC控制器，驱动装置带动1#、2#门体液压操纵杆将风门直接拉入收缩硐室。

（3）第一道风门打开时第二道风门被闭锁，当电机车通过第一道风门后驱动装置将1#、2#门体依次推至关闭状态，此时第二道风门闭锁解除同时依次打开门体。

（4）当第二道门体关闭后将信号传递至联锁开关，联锁开关通过信号电缆再将所有门体关闭信号传递至驱动装置，风门停止工作。

（5）当风门供电系统断电时操作人员可通过操作硐室内远程操作按钮打开风门，远程操作按钮由地面独立供电系统供电。

（6）当风门在关闭时若存在电机车或行人强行通过时安装在收缩硐室口的防夹车光电感应器会发出报警，同时将风门打开信号传递至PLC控制器，此时风门再次被打开避免发生事故。每道风门安设行人临时通道，不开启风门时可打开临时通道。

3、自动感应平推式风门优缺点

（1）自动感应平推式风门与传统人工开启风门相比操作简单、无需配备专职风门操作工降低煤矿劳动费用、该风门实用性强、实用区域广。

（2）自动感应平推式风门开启时风阻小，更加安全；同时平推式风门与传统风门相比更加适应不同坡度的倾斜巷道，弥补了传统风门在倾斜巷道中适应性差缺点。

（3）自动感应平推式风门通过感应装置自动开启风门，成功解决了因未及时开启风门造成电机车撞坏通风设施及行人等难题。

（4）由于自动感应平推式风门配套机电设备较多并采用两路供电系统，与传统风门相比增加了设备及供电成本费用；同时风门在安装前需进行扩帮掏槽，增加了风门安装工序。

4、结束语

西山煤电集团屯兰矿通风一队通过技术研究设计出一套自动感应平推式风门并在北三胶带机巷施工期间试用一段时间发现，该风门成功解决了传统风门在斜井中实用性差、人工操作繁琐、安全性低等难题。2016年屯兰矿北三胶带机巷安装自动感应平推式风门后未发生一起因风门未及时打开或车辆失控撞坏风门事件，同时在风门处生产班及检修班不再安排专职的风门操作工，全年为煤矿节约各项费用共计35万元，取得良好的经济、安全效益。

参考文献

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[2]苏道义.井下气动联锁风门在益新煤矿的应用〔J〕.煤矿机械，2009，十六期：76—77.

[3]赵宝亭.煤矿井下风动联锁风门的研制与应用〔J〕.水力采煤与管道运输，2007，四期：29-30.

[4]张一弓.浅析煤矿联锁气动控制风门设计与应用〔J〕.机械管理开发.2017，二期：41—43.

[5]袁红兵.无轨运输大巷的自动风门设计〔J〕.山东煤炭科技.2014，五期：62—65.

作者简介

吴建嫄（1986-），男，毕业于中北大学矿山机电专业，本科，现任西山煤电集团屯兰矿通风一队副队长，从事技术管理工作。