新型平衡式风门设计与应用

樊兆峰 侯玉亭 曹升玲

摘 要：针对南屯煤矿目前的风门现状，提出新型平衡式风门的设计，有效降低风门了风门负压、维修率和风流短路等问题，并方便了风门的开启，提高了风门可靠性，简化了施工工艺，确保了通风安全。

关键词：新型；平衡；风门

风门是矿井通风系统中最重要的通风安全设施，为了能够保证矿井通风系统的稳定可靠，井下需构筑大量的风门设施。目前，矿井在用的风门基本上采用普通单扇门结构，在有行人通过的巷道中设置风门时，人员经过必须先克服风压作用在风扇上的作用力后才能开启风门，而在压差比较大的地方需设置风门时，比如进、回风联络巷，由于作用在风门上的压力相当大，一个人的力量很难克服这么大的压力，有时需要两个或更多人员方能开启风门，给人员通行带来很大的麻烦；另外，由于作用在风门上的力量很大，造成风门关闭时速度极快，行人如果躲闪不够及时，往往会造成挤伤手脚，发生工伤事故，给安全生产带来隐患，另传统减压风门减压窗无法实现闭锁，易造成风流短路。为此特提出新型平衡门的设计与应用。

1 矿井井下风门现状

南屯煤矿井下现正常使用的风门有186组，共计372扇。其中高分子復合材料风门46扇，木质风门326扇，有风门安装在靠近皮带巷、回风巷处，巷道潮湿，使用条件恶劣；有的风门安装在运输巷道中，由于过车频繁，不可避免的发生风门被撞坏现象；主要进回风联络巷的风门由于负压大、开启困难，时有发生风门挤人事故或打不开影响行人的情况。为此，南屯通防工区安排10名专职木工对井下所有风门进行巡回检查，并对损坏的风门进行维修或更换，南屯煤矿为老矿区，巷道复杂，风门分布范围广，风门损坏不能及时维修的现象时有发生，每年仅风门安装与维修产生的材料费用高达22万元。为提高矿井通风设施的可靠程度，探索实践在把进回风主要联络巷的风门逐渐改成新型平衡式风门，来实现开启省力、维修率低、不易造成人员挤伤。

2 设计原理

新型平衡式风门的设计和使用，从根本上解决了这一问题，它将传统的普通单扇风门改制为双扇风门，利用平行四边形的平衡原理，使双扇风门开关联动，受力相反：风压给一扇风门开的作用力，同时也给另一扇风门关的作用力。通过平行四边形连杆传递作用，使作用在風门上的风流压力相互平衡、抵消，减小或消除开启风门时人员需克服风压差作用在风门上的作用力，人员只需克服风门自身的阻力，实现了穿过风门省力、方便快捷、安全的效果。新型平衡式风门平面结构示意图如下。

关键技术及创新点：

1）利用平行四边形连杆结构，使作用在门扇上的压力相互平衡、抵消；

2）风门开启时阻力小，阻力大小与巷道风流压差大小无关；

3）双向隔风，可替代传统的双向风门；门框由传统顺风流方向倾斜3-5°创新为0°；风门墙改为直墙。

4）密封性能良好，漏风率小，可提高矿井有效通风量；

5）风门设有可视窗，也可作为通风调节窗使用；

6）外形美观，结构简单、安全、可靠。

3 现场应用实践

该风门在南屯煤矿九采区-350轨回通道及一采区-260轨回通道推广应用，特别是在井下巷道内存在压差较大的地点，给人员通行创造了极为便利的条件，设施的安全、可靠性也大幅度的提高，减小了维护及维修量，结余了劳动力；对减小矿井漏风率，提高矿井有效风量也有明显效果。

4 社会效益

新型平衡式风门的应用，为矿井节约了大量维修费用和人工费用，并且改善了矿井风门开启困难的问题，提高了矿井的通风可靠程度。

参考文献：

[1] 范晓.一种新型的平衡式套筒调节阀的设计和应用[J].通用机械，2007（01）.

[2] 江梅.电液双开差动式风门结构设计探讨[J].化工矿物与加工，2005（04）.

作者简介：

樊兆峰（1973-），男，山东菏泽人，副总工程师，现从事矿井安全管理工作。