煤矿现代化 ２０１７年第５期 总第１４０期 煤矿立风井防爆门自动复位技术的研究与实践 雎小肉 （大同煤矿集团华盛虎峰煤业有限公司，山西运城０４３３００） 摘要介绍了煤矿立风井防爆门自动复位技术的研究和实践过程，着重介绍了防爆门自动复位技 术的原理、结构组成、动作过程，以及存在不足和改进方案等。该工艺在同类型矿井管路疏通处理上具 有较好推广应用价值。 关键词防爆门；自动复位；变质量 中图分类号：ＴＤ６８４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９—０７９７（２０１７）０５—０１ １０—０３ Ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ Ｄｏｏｒ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｓｅｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｓｉｎｇ ｉｎ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｆｔ ｊｕ Ｘｉａｏｒｏｕ （Ｈｕａｓｈｅｎｇ Ｈｕ￣ｎｇ Ｃｏａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＣＯ．，Ｌｔｄ ｏｆ Ｄａｔｏｎｇ Ｃｏａｌ Ｍｉｎｅ Ｇｒｏｕｐ，Ｓｈａｎｘｉ Ｙｕｎｃｈｅｎｇ ０４３３００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄｏｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｓｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍａｉｎｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄｏｏｒ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｓｅｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｈａｓ ｇｏｏｄ ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｉｎ ｓａｍｅ ｋｉｎｄ ｏｆ ｃｏａｌ ｍｉｎｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｄｒｅｄｇｅ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｄｏｏｒ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｓｅｔ：ｖａｒｉａｂｌｅ ｍａｓｓ ｌ立风井防爆门的现状 防爆门是煤矿安全＿Ｔ作中的重要设施。当井下 发生瓦斯或煤尘爆炸时，防爆门在高压气浪的冲击 作用下自动打开，以保护主要通风机免受毁坏；在 正常情况下它是气密的，以防止风流短路。立风井 防爆门主要由门体、重锤部分、反风装置和反风装 置四部分组成。其中重锤部分由支架、重锤、滑轮组 成，重锤用以保证风机停止运转时自动升起防爆 很困难。 １．３ 防爆门复位人员占用较多 重锤块的操作是重体力１－作，需要多人协同， 必须对称、同时恢复２组重锤组。而矿井主要通风 机房仅有２人值班，应急情况很难完成复位操作。 一方面这些问题可能导致发生瓦斯或煤尘爆 炸时，防爆门无法自动打开，造成主通风机的严重 损坏，另一方面防爆门复位困难，将延滞了矿井恢 门。重锤的配重考虑到当风机停风时防爆门能自动 打开，关闭时要搬下一定数量的重锤块方能使防爆 门门体复位。这种防爆门复位操作方法，从理论上 讲是可以讲得通的。但是，在现场实际应用中却存 在着以下诸多无法逾越的障碍。 １．１ 防爆门不能正常开启 有的矿井防爆门由于变形而不能自动开启；有 复通风的时间，带来有害气体积聚等重大安全隐 患。因此，非常有必要进行专题研究。 ２防爆门复位方案的提出 通过对（（ＭＦＢＬ立风井防爆门施工设计说明书》 中防爆门起落方式的分析，我们提出变质量罐概 念，将人工加减重锤块数量来调整重锤重量的方式 改变为通过调整储液量来调整重锤重量的方式，以 此来保证防爆门的升降操作。当矿井主要通风机停 止运转时，防爆门能够自动开启；当储液罐排液后， 储液罐内的液量减少到一定限度时，可变质量罐重 的矿井防爆门在开启过程中出现门体偏斜或者被 卡住等情况而不能达到设计开启高度严重影响自 然通风效果和对主通风机的保护效果。 １．２防爆门复位困难 锤组的重量小于防爆门重量，防爆门借自身重量下 降，实现门体复位。这是一个比较新颖的、具有独创 性的设计思路。 该方案主要由两部分组成，即变质量部分和变 质量实现部分，如图１所示。 其中变质量部分由定量重锤组和储液罐组成。 由于配重不准确、或防爆门结构变形等原因， 致使防爆门不能复位或复位时间较长。一般情况 下，重锤块安装高度一般较高；每块重锤块的重量 约５０ｋｇ左右，再加上重锤块大多为相同形状的铸 件，各重锤块之间几乎没有缝隙，人工搬取重锤块 ・１１ ０・ 煤矿现代化 ２０１７－ｒ第５期 总第１４０期 变质量的实现部分由系统水箱、管路、电动阀门、水 泵等组成，形成一个水循环系统，也就是说：①当发 生主通风机停机等故障时，由于变量罐重锤组重量 大于防爆门，防爆门自动上升。在正常情况下，变量 罐内储满水后总重量大于防爆门重量；②当主通风 机具备开机条件，放掉变量罐内存水，变量罐重锤 组重量小于防爆门重量，防爆门自动降落，复位完 成；③在主通风机运行正常后，向变量罐内加水，恢 复备用状态。 图１ 防爆门自动复位装置结构示意图 ３防爆门复位技术的实施 ３．１变质量部分的构成 变质量组由定量重锤组（如图２所示）和重量 可以改变的储液罐组成（如图３所示）。 按棒 图２可变质量罐重锤组结构图 ３．２变质量实现部分的质量变化过程 储液罐、阀门、总水柜、水泵等通过管道连接在 一起，形成水循环系统。在矿井正常通风情况下，储 液罐内储满水，可变质量罐总重量大于防爆门重量 ０．４６ｔ。当发生主要通风机停机故障时，由于防爆门 失去了矿井通风机的负压吸引力，可变质量罐重锤 组重量大于防爆门重量，防爆门开启。当主要通风 机具备恢复运转条件时，放掉储液罐内存水，可变 质量罐重锤组重量小于防爆门重量，防爆门借自身 重量下降、复位。在主要通风机运行正常后，向储液 罐内注水，恢复备用状态。可变质量罐重锤组水循 环见图３ ：主嚣： 图３可变质量罐重锤组的水循环图 ３．３防爆门复位控制和运行过程 防爆门开启过程：在主通风机停机时，由于值 班司机操作“防爆门开启按钮”，同步双向液压推杆 启动，防爆门开启。门体开启高度达到１．５ｍ时，同 步双向液压推杆自动停止，控制室内通过状态信号 灯显示防爆门和电动推杆动作情况。 防爆门复位过程：首先操作排水按钮，排出可 变质量罐内的水量，控制室内总水箱液位ＨＴ一９０１ 智能显示仪水位情况。司机然后再按下“防爆门复 位”按钮，同步双向液压推杆动作，防爆门平稳复 位；控制室内通过状态信号灯显示防爆门复位和同 步双向液压推杆动作情况。防爆门复位、矿井主要 通风机恢复运行之后，值班司机立即按下注水按 钮，把可变质量罐内充满水，处于备用状态。控制室 内总水箱液位ＨＴ一９０１智能显示仪水位情况。 ４防爆门项目试验和应用情况 ４．１通过多次试验，取得成功 （１）实际运行情况证明，利用同步双向液压推 杆作为辅助装置控制防爆门的平稳升降，取得了比 较满意的效果。只是当防爆门完全脱离防爆门储液 槽的瞬间，风井的负压对防爆门作用力突然消失， 防爆门有一个运动加速度，不利于防爆门的稳定运 行。通过分析，可以在防爆门脱离储液槽的瞬间中 止运行极短的时间，然后再次开启防爆门，达到防 爆门平稳、平衡开启的运动状态。 （下转第１１４页） ・１ １ １・ 煤矿现代化 ２０１７耳第５期 ４结论 总第１４０期 数Ｋ１值和掘进工作面的瓦斯涌出进行了监测（如 图６、图７所示），其中工作面突出危险性预测Ｋ１ 值最大为０．３９，均未出现超标现象，工作面涌出瓦 斯浓度均在临界指标以下；实现了快速抽采煤层瓦 斯，消除瓦斯事故的目的，取得了比较理想的效果。 工作面突出危险性预测Ｋ１ 值 本技术以增加煤层透气性、提高抽采效率、快 速抽采松软煤层瓦斯为目标，通过对煤层、瓦斯赋 存条件的分析，采用千米定向钻机沿煤层顶板施＝ｒ 岩石水力压裂长钻孔，精确控制了压裂钻孑Ｌ与煤层 顶板间距在１±０．２ｍ之间，解决了软煤顺层施钻塌 孔、压裂效果差的难题，实现了顶板顺层长钻孔水 力压裂长期高效抽采，取得了单孑Ｌ抽采纯量稳定在 ７００ｍ ｄ以上的显著效果，解决了松软煤层增透及抽 采困难的难题，为类似工程提供了可参考依据与经 验指导，具有广泛推广应用前景。 兰 图５工作面突出危险性预测Ｋ１值折线圈 参考文献： 工作面瓦斯浓度（％） １．２ １ Ｏ．８ Ｏ．６ ［１】张国华．本煤层水力压裂致裂机理及裂缝发展过程研究． 阜新：辽宁工程技术大学，２００１． 【２］王世光．钻探工程［Ｍ】．北京：地质出版社，１９８６． 作者简介： 王永伟（１９８３一），男，汉族，河南省开封市杞县人，２００５ ８月２８日 ｎ４ ０．２ ０ ８月７日 ８月１４日 ８月２１日一年毕业于中国矿业大学采矿工程专业，硕士研究生，采煤工 程师，一直从事煤矿采掘生产技术管理工作。 最大瓦斯浓度（％） Ｉ－一平均瓦酝浓度（％） 图６ 工作面瓦斯浓度折线图 （收稿日期：２０１７—３—１０） （上接第１ １ １页） ４．２ 实测结果 水柜水量的最低水位问题，由专用水路向总水柜自 动补水，补水系统电路来自矿井主要通风机房内。 冬季最低温度可以达到一９℃—一１３℃，为了防 止结冰，在水中添加防冻液。 （１）防爆门开启高度１．５ｍ。 （２）防爆门升起的时间为３０ｓ，门体运行平稳。 （３）防爆门复位的时间为３０ｓ，门体运行平稳， 复位准确。 （４）防爆门快速锁扣的时间为５ｓ，锁扣准确、可 靠。 （５）防爆门快速解除锁扣的时间为５ｓ，解除锁 ５ 结 论 防爆门快速复位装置的设计新颖，具有独创 性，降低了员工劳动强度，基本消除了主要通风机 升起和复位时间过长带来的安全隐患，极大地提高 了矿井通风能力和救灾能力。对国内立风井防爆门 自动复位改造具有应用和借鉴价值。 作者简介： 雎小肉（１９６１一），男，山西原平人，２０ｌ５年毕业于大同煤 扣准确、可靠。 （６）防爆门开启、复位和锁扣（解除锁扣）防爆 门状态监控及信号显示正确可靠。 （７）远程控制指令动作准确、迅速、可靠。 试验结果证明，项目研发成果满足现场要求， 防爆门各类动作准确、性能达标，人员操作过程安 全可靠，各遥控系统及信号显示正确无误。 ４．３关于水的问题 炭职业技术学院通风与安全专业，助理工程师、从事通风工 作 夏季天气炎热，水分蒸发量大，必须考虑到总 ・（收稿日期：２０１７—６—１９） １１４・
