九鑫煤业无压式风门技术改造和应用研究

贾 祥

（沁和能源集团九鑫煤业有限公司，山西 晋城 048205）

1 205轨道巷风门应用现状及改造必要性分析

山西沁和能源集团九鑫煤业有限公司205轨道巷主要承担着205工作面的设备运输、行人等工作任务，并安设风门通风设备，对工作面的风流起到隔断、引导和控制的作用。205轨道巷以往设置有旧式碰撞自动风门设施来调控风流，但是从实践应用情况来看，该旧式碰撞风门的应用效果不佳，两道风门常被同时打开，造成巷道风流短路，工作面各用风地点配风量不足。监测发现在这过程中常因为微风区形成，导致瓦斯积聚，安全隐患较为严重。

205轨道巷旧式碰撞自动风门的结构如图1，主要由杠杆回转轴、碰撞风门杠杆、风耳、木板、推门弓、缓冲弹簧、绞链等部件组成。工作原理：在该碰撞自动风门中，采用双扇梯形门扇设计，当人员与车辆要通行时，人员与车辆碰撞门板上的门弓和推门杠杆可以进行开门；当人员与车辆通过后可以借风门自重自动关闭。205轨道巷的旧式碰撞自动风门在长期的打开和关闭过程中，风门周围的封闭材料受到压力和老化等多方面的影响，其变薄而造成漏风现象；风门在长期的碰撞过程中发生损坏会造成漏风现象。当前几乎每天都必须对风门进行维修，让其发挥正常功能，给维修人员增加了相当大的工作量，维修成本和费用大幅度增加。

图1 旧式碰撞自动风门结构示意图

从原应用情况来看，205轨道巷的旧式碰撞自动风门效果不佳，没有达到设计时所设想的能起到对风流进行有效隔断、引导和控制的作用，无法保障井下通风系统的通风安全，必须对以往旧式碰撞自动风门进行技术改造[1-6]。

2 风门的技术改造

2.1 改造方案

205轨道巷旧式碰撞自动风门的体积较大，基于风流压力的影响，行人在通过风门时需要非常用力才能打开风门，车辆碰撞打开风门破坏力较大。针对这一情况，对打开方式进行改造，采用电动风门控制装置进行布置，如图2。

图2 205轨道巷电动风门控制装置布置示意图

从图2可知，该双向无压风门装置主要包括红外线接收装置、语音报警器、灯光提示器、风门开闭传感器、机械闭锁装置等部件。该装置应用后，可以有效实现205轨道巷双向风门开闭动作的自动化、语音化、闭锁化，可靠性和安全性较好。

2.2 工作过程分析

2.2.1 自动状态下的工作过程分析

从图2可知，在205轨道巷A风门和B风门的巷道壁上分别安装有两套红外线接收装置，可在AB风门两端区域范围内形成红外检测线。当系统装置检测到有行人或车辆将要通过风门时，控制设备发出指令，由电磁阀控制气缸来打开或关闭风门。

当行人或车辆靠近A风门时，红外线接收装置检测到信号后，同时发出控制指令，A风门电磁阀通电后打开A风门。如A风门打开后，行人或车辆没有在设定时间内完全通过风门时，安装在风门上的风门开闭传感器可以检测到风门的闭、合状态，此时可以通过控制风门上的“打开风门”按钮，让风门继续保持打开状态直至行人或车辆完全通过A风门。当A风门被打开后，装置中的声光报警部件动作触发，进而发出警示语“风门已打开，请注意通行安全”，同时伴随有红灯闪烁提示，让通行的行人或车辆注意安全；另一端的B风门装置中的声光报警部件同时触发，进而发出警示语“前方风门已打开，请您稍后通行”，同时伴随有红灯闪烁提示，电气及机械机构闭锁B风门，实现对AB两风门的一开一合，避免了两扇风门同时开启的现象；当行人或车辆完全通过风门，A风门自动进行关闭，经A风门上的风门开闭传感器检测确定后，声光报警部件停止动作，红灯闪烁关闭变为绿灯。

同理，当有行人或车辆通过B风门时，B风门打开，声光报警装置发出警示语，红灯闪烁，电气及机械闭锁机构闭锁A风门，行人或车辆通过后，B风门关闭，绿灯常亮。

2.2.2 停电或停风状态下的工作过程分析

当井下处于停电或停风状态下，打开气缸关门进气管上的放气阀门进行卸压，此时风门处于手动操作状态，当行人或车辆通过AB风门时，可采用人力对AB风门进行开闭过程。

2.2.3 风门的电气及机械闭锁机构

风门的电气及机械闭锁机构结构如图3，该闭锁机构由钢丝绳、平衡锤、导绳轮、三角形压块等部件组成。当巷道一侧风门打开后，电气及机械闭锁机构的钢丝绳拉动该侧的平衡锤进行上提，此时三角形压块发生旋转动作，压住另一侧的平衡锤让其无法进行上提动作，另一侧风门被锁定，其在自动及手动状态下均无法打开，电气及机械闭锁机构很好地实现了风门闭锁。

图3 风门的电气及机械闭锁机构结构示意图

3 实践应用及效益分析

九鑫煤业205轨道巷从2021年3月开始对旧式碰撞自动风门进行技术改造，将新型风门开闭状态及电动自动化控制装置进行了安装改造，并投入到实践应用当中。从2021年3月至今，205轨道巷AB风门的新型风门开闭状态及电动自动化控制装置应用效果理想，行人或车辆均能顺利通过AB风门；风门的电气及机械闭锁机构工作正常，能实现AB风门的闭锁；至今无风门敞开短路和人为损坏风门的现象发生；无瓦斯积聚现象发生。205轨道巷风门的技术改造项目是合理、成功的，有效保障了205工作面通风系统的稳定和可靠，保障了煤矿开采的安全。