井下新型防矿压风门的研究与应用

顾 鹏，宋海洲

（兖州煤业股份有限公司东滩煤矿，山东 邹城 273500）

0 引言

风门是矿井通风系统中的重要构筑物，它隔断风流，为矿井风流按需分配创造条件，同时又为行人和运输提供方便[1]。在对煤矿进行开采之后，由于井下形成了地下空间，破坏了岩体之前的平衡状态和岩体的原始应力，在岩体内形成新的平衡之前应力重新分布，该过程会使围岩产生变形、移动、破坏[2]，从而对工作面、巷道及围岩产生压力。目前煤矿井下在用的风门门框大部分直接与墙体连接，巷道来压时，巷道压力直接作用在风门门框上，导致门框变形，导致风门门扇开启困难、关闭不严漏风等现象[3]，且井下风门分布较广，数量较多，破坏的风门若不能及时修复，会给矿井通风系统带来极大的隐患，严重时将影响矿井的正产生产，给企业带来不可估量的损失，因此新型防矿压风门的研究具有极大的现实意义。

1 新型防矿压风门的结构

风门门体、调节窗、门梁、门框、门槛为钢制组合式框架结构，在门梁、门框两侧墙体施工中构成槽型，并在墙体中预留10cm左右的允许空间，使风门门框不受墙体变形影响，风门下部使用工字钢门槛，在矿压底鼓时，风门整体结构往上部位移，框体不形变，密封不受影响，更好的保护了风门设施的安全性。使用平衡对开式风门，减小了负压造成的难以开启风门现象，以及瞬间关闭造成的风门损坏。

通过简单的结构原理，在墙体和风门设置的镶嵌套式结构中预留了空间来缓解因地质条件的变化来压造成的风门墙体损坏，减少了风门设施的维修和更换，减少因风门损坏带来的维护经费，从而确保通风系统的稳定可靠，保障矿井生产安全。

图1 为新型防矿压风门的结构示意图

新型防矿压风门包括门体，门体是由门板1及其顶部横向设置的顶门框2与两侧竖直设置的侧门框3拼接而成的结构，其特征在于：沿门框2、侧门框3长度方向外套有保护套壳4。顶部保护套壳4横向并排设置有一个或多个安装孔，两侧的保护套壳4纵向设置一个或多个安装孔，顶门框2、侧门框3位于保护套壳4的安装孔对应处设置连接孔5并通过螺栓6固定保护套壳4，顶部保护套壳4的安装孔为竖向长孔43，两侧的保护套壳4的安装孔为横向长孔44，顶门框2的连接孔5为水平设置的横向长孔，侧门框3的连接孔为竖直设置的纵向的长孔。

图2 为新型防矿压风门的后视结构示意图

图3 为新型防矿压风门的A-A剖视示意图

图4 为新型防矿压风门保护套壳相抵后门体结构示意图

新型防矿压风门其特征在于：保护套壳4是由中间腰板42连接两侧腿板41组成的长槽形结构，腿板41夹在顶门框2、侧门框3的两侧，且腰板42与门框2、侧门框3之间留有距离。顶部与两侧的保护套壳4对接处成45度角并留有缝隙，侧门框3的底部之间固定连接横梁7，顶门框2、侧门框3、保护套壳4为不锈钢材质。

煤矿的巷道对保护套壳4施加四周的外力，此时的保护套壳4上螺栓6的预紧力抵消巷道的外力。保护套壳4不断向中间移动，门板1在保护套壳4的保护下防止其门框的变形。如果当顶部与两侧的保护套壳4相抵时，说明此时变形达到了极限，需要及时更换，横梁7可以保障所述门板1本体更加稳定、坚固。

2 新型防矿压风门的应用

兖州煤业股份有限公司东滩煤矿陆续对井下45运南车场、一采候车机尾联络巷、45运北车场、南翼总回联、六采支架转运联、6304运顺联等井下受矿压影响较大区域、井下风压较大、风门难以开启地点、行人频繁、动压区域、风压较大等地点进行了新型防矿压风门的安装与使用。经过长期的应用与观察发现，新型防矿压风门在应对巷道来压方面具有显著的效果，风门表面经防腐处理，整体强度高，动作灵活可靠，腰板与顶门框、侧门框之间留有距离产生的空间抵消巷道对门体的挤压，普通门2～3个月的使用时间改用新型防矿压风门之后可延长为1年左右，大大减少了使用成本和施工成本，极大的延长了井下风门的使用寿命，节省了大量的风门维修成本，保证了通风系统的稳定性，给煤矿的安全生产提供了有力的保证，对推动集团公司科技进步和发展具有较明显的作用，创造了较高的经济效益，技术水准达到国内一流水平。

且由于老式风门一般都是单片式单侧开启方式，遇到风压较大的巷道风门开启困难。新型防矿压风门设计为两块门板，风门开启力小，开启力不受风压大小及风向影响。且双向隔风，门封采用可缩性材料双面密封，接缝严密，风门漏风率低，漏风量小，无需再设反向风门。新型防矿压风门设计新颖美观，结构简单，钢质构造，坚固耐用，风门组装方便，使用地点广泛。

3 结 论

研究和应用的新型防矿压风门在预防巷道来压对井下风门的破坏方面取得显著的效果，经过长期的投入使用，得出如下结论：

1）新型防矿压风门门框两侧及上部留有让压插槽，巷道来压时，可缓解巷道压力，防止巷道压力直接对门体作用，增长风门使用寿命。

2）通过螺栓的预紧力，抵抗巷道对门框的直接挤压，不但对四周的巷道有支撑作用，而且将形变量分散到所述的保护套壳上，减少对门本身的变形量。

3）使用平衡对开式风门，减小了负压造成的难以开启风门现象，以及瞬间关闭造成的风门损坏。