高负压风门辅助开启装置的研制与应用

高负压风门辅助开启装置的研制与应用

褚成军

（淮南矿业集团潘二煤矿，安徽淮南232001）

摘要：针对井下进、回风之间和主要进、回风巷道之间设立的永久控制风门在高负压状态下，风门开启费力，人员无法正常通行的实质性难题，研制一种高负压风门辅助开启装置。并在实际中取得应用。

关键词：高负压风门；开启；研制；应用

1引言

通风系统稳定是矿井安全生产的重要保障，而风门是矿井通风系统中重要的通风设施之一，为满足矿井安全生产需要，必须进行有效的风量分配，必须在进、回风之间或主要进、回风巷道之间设立控制风门设施，而这些地点建立的控制风门大多数都处在高负压状态下，风门开启费力，人员通行困难，很容易造成风门伤人事故，我们井下通常都是在风门上开启透视卸压窗，而有时即便开启了透视卸压窗，依然无法将风门正常开启，都是采用多人联合开启风门或增加风门的组数都是没有起到多大的效果，既费力又费时。为解决这一难题，设计一种高负压风门辅助开启装置。在实际应用中取得了显著的使用效果。

2高负压风门辅助开启装置实施过程

本装置是由Z型杠杆式工作轴、固接滑板、滚动滑轮、连杆短臂、拉杆长臂、连杆中轴、连杆轴套、底座盘等组成。本装置是高负压状态下风门辅助开启装置，适用于煤矿井下任何负压条件下风门开启装置，通过作用力与反作用力的相互作用，实现力的传递、叠加和合成并在高负压状态下开启风门，起到了风门开启省力、轻便、安全、快捷的目的。

本实用新型高负压状态下风门辅助开启装置，其特征是采用Z型杠杆式工作轴（该工作轴选择了直径为25mm的实心圆钢），分别形成拉杆长臂和连杆短臂，通过连杆中轴在连杆轴套中转动（连杆轴套采用外φ为50mm，内径以能够扰动Z型杠杆式工作轴连杆中轴转动自如为宜的圆柱体），实现杠杆原理。当我们使用正常所承受的拉力去拉动风门开启装置的拉杆长臂时，通过作用力与反作用力相互作用，分别对风门开启方向施加一个同等方向的力，从而实现了力的传递、叠加和合成，起到了风门开启省力、轻便、安全、快捷的目的。

Z型杠杆式工作轴套是通过一个固接的底座盘，使用直径φ为16mm螺母将底座盘固定在正向(正压侧)风门和反向(负压侧)门框中上部的开启边缘，当拉动风门开启装置的拉杆长臂时，Z型杠杆式工作轴能够扰其固接在底座盘上的圆柱固定轴套转动，从而实现力的相互作用，带动风门向风门开启方向开启。

连杆短臂连接轴两末端轴上分别固定的两个能够同时绕轴转动的联动滚动滑轮，在两端对称的平衡支点上绕固定滑板上下自如滚动，增大了Z型杠杆式工作轴作用点的受力面积，减小了对(正压侧)门框和(负压侧)风门的压强。当我们拉动开启装置的拉杆长臂时，风门很容易开启一条缝隙，起到风门自动卸压，此时风门两侧的压差瞬间自然变小，再手拉风门抓手时，便可轻松打开风门，风门关闭时开启装置的Z型杠杆式工作轴在自重下自然处于下垂闭合状态。

由于负压侧开启装置安装在门框1上，而实际门框1与门框2是处于同一纵截面上，当我们拉起拉杆长臂时，门框2会同时阻碍拉杆正常转动，为考虑这一因素的存在，因此设计一种带有垂直角度的Z型式底座盘，同时也起到了缩短Z型杠杆式连杆短臂与门扇之间的有效距离，从而使得开启效果更加轻便、自如。

3应用实例

本装置是高负压状态下风门辅助开启装置，自安装使用之后，使用效果非常显著，目前我们矿井下共有7处永久风门使用了本装置，地点分别为：东西三联巷、西二A组煤回风上山上段、-530m～-370m轨道上山上段联巷、-370m东翼运输大巷、-350m东风井回风联巷、12025上顺槽联巷和西四回风副石门等永久风门，使用效果非常显著。

3.1高负压风门辅助开启装置实物图及结构图解

高负压风门正压侧辅助开启装置实物图

4高负压风门辅助开启装置实施后效果及经济对比

4.1本装置实施之前

通常我们过风门都是直接抓起风门抓手开启风门，对于负压较大直接抓起风门抓手无法开启时，我们都是开启风门透视卸压窗，如果卸压窗掀起后，依然存在风门无法正常开启时，只有采用多人联合开启风门，既费力又费时。

对于负压较大的风门，人员通行困难时，有时是增加风门道数来进行卸压，就是由常规一组2道风门增加至3道风门，其效果也是非常不理想。

4.2本装置实施之后

当我们拉动开启装置的拉杆长臂时，通过作用力与反作用力的相互作用,起到了力的传递、叠加和合成，风门很容易开启一条缝隙，无需开启卸压窗，起到风门自动卸压的目的，实现了风门轻松开启，既省时又省力。

4.3本装置实施之后经济对比

在我们井下对于负压较大的永久风门卸压方式普遍为增加风门的道数兼多人联合进行，如果按我们上述井下7处负压大的永久风门都按增加1道计算的话，那么需要的费用统计如下：木料就需要1950元，瓦石料需要925元，水泥（黄砂）需要520元，人力工时费用需要1000元。通过上述计算，我们可以看出，如果采用此种卸压方式，那么需要投入的最低费用为（1950元+925元+520元+1000元）·7=3.0765万元。而我们使用本装置以后，恰恰节省了人力、物力和财力，并可直接节约上述经济3.0765万元。

5结论

本装置是高负压状态下风门辅助开启装置，结构简单，安装使用方便，通过我们井下共有上述7处永久风门安装使用本装置以后，并测出了7处风门两端压差在500Pa～1450Pa之间，当我们拉动开启装置的拉杆长臂时，无需开启卸压窗，均能够直接顺利的开启了风门，既省力又安全。

为适应更高的通风负压下风门正常开启，我们只需要适当的增加Z型杠杆式工作轴的直径和焊接的牢固性即可，因此本装置是适应井下不同负压状态下的一种风门开启装置。

参考文献

[1]张国枢.通风安全学(修订版).徐州:中国矿业大学出版社。

[2]张国枢.矿井实用通风技术.北京:煤炭工业出版社。

[3]王德明.通风与安全学.徐州:中国矿业大学出版社，2007。

作者简介：褚成军(1981-),男，安徽六安人，工程师，本科学历，主要从事矿井通风与安全技术管理工作,现就职于淮南矿业集团潘二煤矿。