滑轮式风门联锁装置的改进和推广应用

摘要： 分析了现用滑轮式风门联锁装置存在的弊端，针对存在问题进行了改进，并简要介绍了该装置的结构特点、工作原理及推广应用情况。 关键词：风门 联锁装置 改进 应用

1、概述

煤矿井下通风设施能否真正发挥作用，是杜绝瓦斯煤尘重特大事故的重要因素之一，而风量的稳定、可靠则直接关系到矿井的安全生产。由于受运输干扰，风门间未进行可靠联锁，井下经常出现两道风门同时被打开，造成风流短路的现象。因此《煤矿安全规程》规定：进回风井之间和主要进、回风巷之间需要使用的联络巷，必须安设两道联锁的正向风门和反向风门。

如果是主要进回风巷道间的风流短路，由于风阻的突然变化，系统瞬间压力变化很大，不仅对主扇会造成很大的冲击，影响主扇的使用寿命，而且一侧风门有时会突然关闭，造成伤人或毁门事故，破坏通风系统的稳定性、可靠性。因此风门间如何有效、可靠地实现联锁一直是困扰煤矿通风安全的一大技术难题。

2、现状

我国煤矿井下使用的风门主要有普通风门和自动风门两种。虽然自动风门比较容易实现电气闭锁，但一方面由于其造价较高，另一方面由于煤矿井下环境较差，受水蒸气、淋水、煤尘等因素影响，性能不可靠，使用寿命较短。所以电气闭锁不如机械式闭锁应用的比较广泛。目前在普通风门联锁装置设计上，大多数煤矿都采用滑轮原理，利用一根钢丝绳和滑轮组来实现风门之间的机械联锁（见图1）。在钢丝绳中间连接有张紧调节器，即在动滑轮下悬挂一配重，通过控制钢丝绳的有效长度来实现风门间的联锁。该装置存在的主要问题：

2.1 风门联锁不可靠

由于钢丝绳的有效长度大于风门间的直线距离，留有一定量的伸缩量，且受钢丝绳拉伸变形影响，在运输通过风门时如果工人违章操作，存在着两道风门同时被打开一半，造成风流短路的弊端。

2.2 维修量大

由于中间滑轮装置在井下受巷道支护条件及断面形状的限制，固定困难。风门开关时反向风门与钢丝绳相互干扰，造成磨损和拉伸变形，钢丝绳一旦磨损折断，就必须全部进行更换，造成材料浪费，且闭锁装置维修更换频繁。

图1 改造前风门闭锁装置示意图

1——钢丝绳 2——风门墙 3——风门 4——滑轮 5——配重

3、改进

针对存在的问题，2003年嘉乐泉煤矿对其进行了改造，研制出升降式风门联锁装置。

3.1 结构组成

该联锁装置由滑轮、钢丝绳、升降柱体、缸筒、垂直闭锁弯钩及支承装置等组成（见图2）。

图2 改造后风门闭锁装置示意图（正视图）

1——钢丝绳固定点 2——风门墙 3——风门 4——滑轮 5——闭锁垂直弯钩

6——闭锁弯钩支承装置 7——升降柱体 8——钢丝绳 9——缸筒

3.2 工作原理

该装置将原来中间的滑轮组改为两个升降式柱体，升降式柱体放在埋于地下的缸筒中，柱体与缸筒底部留有一定的行程，通过一个活动的垂直弯钩来实现柱体间的相互联锁。将原来采用的一整根钢丝绳变为两段，分别固定在柱体上，各拉一道门。当其中一道风门打开时，与其相连的柱体就上升，同时活动的垂直弯钩就自动倒向另一侧，卡在另一个柱体上方使其无法上升；只有当其关闭时，柱体在自重的作用下回到其原来的位置后，才能再次打开另一道风门，从而实现风门间的可靠联锁。

3.3、特点

3.3.1动作可靠 由于垂直弯钩和柱体均为钢性结构，二者相互作用时变形较小，该装置不仅克服了钢丝绳的柔性副作用，而且还消除反风门与钢丝绳的干扰，彻底解决了原滑轮式联锁存在的弊端。

3.3.2省 力 由于钢丝绳长度缩短，两段钢丝绳通过套管与风门开启方向布置成一条直线，风门开启时阻力较小。

3.3.3实用性强 为全机械结构，设计新颖美观，结构简单，制造安装维修容易，经济耐用，易于推广。

4、使用效果

经过一年多的使用，该装置闭锁效果明显，易装、易用、易维修，杜绝了同时打开两道风门的违章作业，根治了采掘工作面风流不稳定、无风、微风的现象，彻底消灭了主要进回风之间的风流短路，真正实现了风门间的可靠联锁。这对防止瓦斯事故的发生起到了重要的作用，这是风门联锁装置的一次技术上的突破，具有较高的推广应用价值。目前该联锁装置已在太原煤气化集团公司所属各煤矿中得到了广泛的应用，特别是在2004年东河煤矿、离石煤矿的安全设施验收中受到了省、市及山西焦煤集团等兄弟单位的专家一致认可。

作者简介：闫广祥（1971—），男，1993年毕业于山西矿业学院采矿系矿井通风与安全专业，现在太原煤炭气化集团有限责任公司安监局通风处工作，高级工程师，通风处副处长。 所在单位:太原煤气化集团公司安监局