浅析煤业快速抗压风门的研制与应用范文

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［摘要］根据矿井地应力大、巷道底鼓现象明显的现状，针对性地提出了在现有基础上风门的改进措施，使用快速抗压风门来抵抗巷道及底板变形。可在提高风门阻挡风流及通行的基础上，有效提高风门的稳定性和利用率，并使风门漏风率维持在5%以下，提高了矿井通风系统的稳定性。

［关键词］地应力；风门；巷道变形；底鼓

0引言

随着煤矿井下机械化程度增加、巷道断面积增大及掘进速度的加快，造成巷道顶板及侧帮压力大，导致通风风门及门框变形，风门不能正常开启、关闭，风门严重的漏风问题，影响矿井安全生产。

1润东煤业风门使用现状

1.1矿压概况

润东煤业主采3号煤层位于北部的Ⅲ一盘区，生产能力90万t/a。该矿矿压显现明显，巷道存在大变形的问题，如顶板下沉、底鼓、两帮流变等。软岩煤巷通过构造时，矿压大、来压快、围岩变形大、变形速度快，巷道底鼓、两帮移近、顶板下沉，导致巷道断面收缩，底板失稳影响到巷道两帮及顶板的稳定。底鼓的持续发展造成底板岩石进一步松动破坏，加剧顶板下沉和两帮变形，在北部的Ⅲ一盘区布置了3个测站进行地应力测量。地应力测试结果说明，矿区地应力以水平应力为主，属于构造应力场类型；3个测站最大水平主应力方向为：N77.1°E、N60.1°E、N58.2°E，大体上属于北东东方向。根据最大水平应力理论，围岩层状特征比较突出的回采巷道开挖后引起应力重新分布，垂直应力向两帮转移，水平应力向顶底板转移，从而引起集中应力，垂直应力的影响主要显现于两帮，导致两帮煤体破坏［1］。而水平应力的影响则主要显现于顶、底板岩层，引起顶板离层或底板鼓起［2］。因此，该矿井巷道顶底板岩层受水平应力影响较大，集中表现引起巷道顶板破坏和底鼓。

1.2普通平衡风门使用现状

该矿目前使用的风门主要是气动无压平衡风门。普通平衡风门的门框是单框结构，矿压来临后，压力通过门框直接作用于风门门扇，造成门扇挤压变形，漏风严重，严重影响通风系统安全稳定运行。为此，通风队需要经常派人进行风门维护，甚至需要生产部门安排人员对变形的巷道进行挑帮、挑顶、卧底等维护工作，才能保证风门的正常使用。

2风门抗压技术研究

2.1风门结构

在风门的上、左、右部分采用6片可以重合的钢墙，当矿压来临时，该装置能自动调节钢墙重合部分，达到泄压的目的。门框有上、左、右6片可重合的钢制结构墙面组成。主框架由4个弹簧的伸缩臂组成。合页位于门框异向的两侧，保证风门向2个方向对开。密封条位于门扇和门框之间，当门扇关闭时，门扇与门框对密封条挤压，达到密封效果。重合钢墙部分，采用弹簧加螺丝，密封部分采取压力式皮条，可保证两片钢墙保持严密，达到不漏风效果。

2.2试验结果

风门为异向同步开闭，运用机械连杆把作用在风门上的压力通过直、弯拐臂转化成一种内力，开闭灵活、省力。当压力作用在门框外面的活动墙上时，推动墙面向门框方向移动，调整重合部分的大小，使压力无法作用在门框上。利用管网的压缩空气驱动气缸的活塞杆，使活塞杆往复直线运动，实现驱动门扇的打开和关闭。活塞杆的伸缩是通过气控系统的气动阀、调速阀、控制阀等改变空气的进气方向实现控制。

2.3重合钢墙改进及快速支架技术研究

2.3.1风门槽型结构设计

采用2个互相重叠的槽型结构，可以任意调节风门安装后离巷道的距离。2.3.2快速支架风门框底部用水泥浇筑，门框两侧采用可调节长度的钢质拉杆，底部用锚杆固定在底板上。该快速支架的关键技术包括：①重合钢墙的改进采用2组可抽插的槽型钢墙，实现自动伸缩功能，可变形量最大达到45cm。②门框底部及两侧采用混凝土浇筑，可调拉杆连接浇筑件与风门框进行固定。

2.3.4试验结果

风门改造后于2016年11月安装完成，并在应用过程中对1号和2号风门的适用情况进行了半年时间的观测。半年后风门变形率较小，漏风率始终保持在5%以下。试验结果表明，该风门安装8个月后，巷道变形量达到宽平均变形30cm，高平均变形22.5cm。试验结论是风门仍然能够正常使用。漏风率仅为5%，并且影响漏风的主要因素为密封皮的磨损，而非抗压风门变形。

3结语

巷道压力是矿山的难题，抗压风门采用力学原理设计，有效分散压力对门框的影响，当压力来到时，通过风门门框两侧两扇互相重叠的钢结构墙面，调整重合的部分，产生减压的效果，同时不影响风门的正常使用，作用明显。抗压风门结构设计合理，操作简单，钢制结构强度大，密闭性好；无需人工调整，自动卸压，锚杆固定，施工速度快；可根据实际巷道，更换相应附件，风门可拆卸重复使用；采用压力平衡机构，打开省力、灵活，安装速度快省时、省力。

［参考文献］

［1］王永珍.新型抗压式压力平衡风门的研制与应用［J］.中州煤炭，2016（9）：24-27.

［2］刘毅.成庄矿新型分区风门的研制及应用［J］.山西煤炭，2016，36（3）：21-23.

作者:梁可 单位:山西晋煤集团晋圣公司