全气控自动风门开关装置的设计与应用

杜佳明

【摘要】如今，众多煤矿井下向各采掘工作面运输材料、设备时采用无轨胶轮车的运输方式，在通过风门时，需要安排专人手动开关风门，增加了运输作业的人工成本以及变化因素，运输效率也比较低，因此在充分利用现代机械和自动控制理论的基础上，采用气控自动风门装置实现远距离控制风门。文章对该装置的结构和工作原理进行了分析，并介绍了该装置在高河煤矿的使用情况、产生的经济效益及推广应用前景。

【关键词】自动 风门 气控

引言

煤矿井下风门对于矿井通风安全和生产运输都是至关重要的环节，为了跟上现代化新型矿井的发展，就要进一步完善、革新，确保井下通风设施更加方便、安全可靠，减少资金投入。以前我矿主要使用的风门是人工开启普通风门和红外线电控自动风门两种，前者人工开启费时费力，工人运送材料通过风门时还要有专人开关风门，造成劳动力浪费，工作效率低;后者虽然提高了运输和工作效率，节省了人力，但使用时，容易出现故障，比如：红外线传输发射和接收装置容易被脏物或其它物件遮挡，造成风门长时间处于开门状态，两侧职工进不去或出不来，由于自动风门开启有时间限制，不利于材料运输;常出现材料车辆未推过去，风门开始关闭，容易挤伤推车人员，并且出现故障后非工作人员不会及时处理，给行人、运料及安全生产带来严重影响，得不偿失，且配件费用较高。经过总结分析，多次现场研究，设计出了一种气控自动风门，投入成本低，手点压按钮，即可开启或关闭风门，方便、安全可靠，降低了劳动强度。该风门以井下压缩空气为动力、以汽缸的伸缩和风门自重达到风门开闭，并实现了除闭锁绳之外的气动闭锁。

1井下风门自动闭锁监控系统的结构及工作原理

车场风门墙体两侧均安装有开关风门的按钮（黑色），当人员或车辆由巷道任意一侧通过时，操作风门侧按钮（按下或拔起），气控系统给主气阀提供气动信号，风门会开启或关闭。

1.1 结构

1）煤矿用风门控制气动装置。主要用风门控制气动装置主要由风门、气动开关、气缸、控制器、连锁绳和橡胶软管组成。

2）工作原理。当人员或车辆通过A门时操作A门外侧按钮（按下或拔起），气控系统给A门主气阀提供气动信号主气阀动作，使A门汽缸回缩，带动A门开启，风门设计有自动闭锁，在A门开启的同时切断B门主气路，使之不能开启，达到闭锁作用，防止两道风门同时打开风流短路，影响矿井安全。人员或车辆通过后，操作A門内侧按钮（按下或拔起），气控系统给A门主气阀提供气动信号后，主气阀动作，使汽缸复位（伸出），风门利用自重关闭，在A门完全关闭的同时接通B门主气路，闭锁解除，为B门开启做准备。（提醒：如果A门不关闭，B门是无法开启的，因为风门有闭锁装置。）

通过B门时操作方法与A门相同。（如图1所示）

2.2 使用环境

1）煤矿用风门控制气动装置的使用条件

（1）无严重滴水和溅水的井上下环境;有爆炸性气体和煤尘的矿井;有煤（岩）和瓦斯（二氧化碳）突出性危险的矿井;

（2）气压温度：-20℃ - +35℃;

（3）气源压力：0.3Mpa - 0.8Mpa;

（4）使用地点：井下主巷道、各联络巷、材料车场等处。

2）矿用本安型报警器的使用环境条件

（1）环境温度：-5℃- +40℃;

（2）平均相对湿度：<95°（+25℃）

（3）大气压力：80kpa - 106kpa

（4）无剧烈震动、冲击和无水滴的场合

（5）有爆炸性混合气体，但无破坏绝缘的腐蚀性气体的场合。

3 风门控制气动装置的安装

3.1煤矿用风门控制气动装置的安装

1）安装注意事项

对风门的要求：风门安装处地面、轨道面平缓，无积水，无明显起伏;如同时提运矿车，风门下部有为提升钢丝绳留出通过的空间

2）安装事项

（1）在选址位置进行混凝土基础制作，如巷道局部不规则，应考虑进行局部修整。巷道过宽，应对巷帮进行局部砌碹和加固，巷道过窄，应考虑局部拓宽门宽固定支架应牢固固定于混凝土基础内，确保门框在风门长期运行的情况下不发生松动现象。

（2）用于钢丝绳导向的滑轮组应用锚杆牢固固定在巷道壁上，钢丝绳绕在各滑轮组上，牵引每套风门上的重力平衡锤，实现风门的平衡，最终安全平缓可靠的实现风门的启闭。

4 使用方法及使用效果评价

4.1 风门控制气动装置使用注意事项

（1）开启或关闭风门，只需手动改变控制阀钮的当前状态，即将阀钮推进或拉出

（2）开启一道风门，按系统要求必须先关闭另一道风门;

（3）若远方风门未关，可就近按下门外侧复位按钮，将其关闭;

（4）若特殊情况确需两门同时打开，须首先切断气源，然后手动拉开两道门。

4.2 矿用本安型报警器使用注意事项

（1）报警器在使用时应悬挂在无剧烈运动和冲击、无滴水的地方。

（2）、报警器主要元件不得随意更改，以免影响本安参数。

5 改进后的使用效果

（1）风门的开启或关闭速度平稳，安全可靠，有效防止风门破坏和伤人事故的发生，提高的安全效益。

（2）全自动控制状态下，车辆及人员通过时，风门自动打开，无需人力开启，方便实用。

（3）每道风门均采用了反风设计，保证了在矿井停风情况下可依靠人力开闭风门。

（4）两道风门之间通过连锁绳实现了机械闭锁，完全避免了两道门同时都打开的情况，安全可靠。