东曲矿风门联锁安装工艺的研究与改进技术应用分析_杨康.pdf

东曲矿风门联锁安装工艺的研究与改进技术应用分析杨康（山西焦煤西山煤电东曲矿，山西太原030200）摘要：由于井下的风门联锁，钢丝绳容易卡住防突反向风门，使得反向风门关闭不严，存在一定安全隐患。为了解决这一难题，通过观察研究，以门框框架上本身存在的螺杆眼为突破口进行研究，利用风门门框上原有的螺杆孔或者新钻眼作为钢丝绳穿过风门的专用孔洞，避免了钢丝与防突反向风门空间上的冲突，解决了防突反向风门无法有效关闭的现实问题。关键词：通风系统风门联锁安装工艺技术方案中图分类号：TD726文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）02-0132-031工作面概况工作面地面位置位于羊圈港村庄北东，地表无河流。盖山厚度 276450 m，平均厚度为 363 m。北西为860 m水平下组煤总回风巷，北东为二采 8 号煤边界回风巷，南西为 860 大巷保护煤柱，南东为 28214 工作面。根据 D16 号钻孔资料，8 号煤与 9 号煤层间距为 5.928.33 m。根据 东曲煤矿瓦斯涌出量预测 及28214 轨道顺槽掘进期间绝对瓦斯涌出量情况，预计28214 瓦斯治理巷掘进期间的绝对瓦斯涌出量为 3.5m3/min，其中抽采量为 1.2 m3/min，风排瓦斯量为 2.3m3/min。该煤层为 8 号煤层，其煤尘爆炸指数为17.54%，煤尘具有爆炸性，煤的自燃倾向性等级为类不易自燃煤层。工作面基本情况为 28214 瓦斯治理巷设计长 1221m，采用矩形断面，净宽 5.5m、净高 4m，掘进净断面 22 m21-2。1.1通风系统28214 瓦斯治理巷掘进工作面采用压入式通风方式。新鲜风流由地面西平硐+860 m 胶轮车辅助运输大巷八采胶轮车运输巷局部通风机风筒工作面；乏风风流由工作面28214 瓦斯治理巷回风巷二采区 8 号煤边界回风巷+860 m 水平下组煤总回风巷长峪沟回风井地面。根据局部通风机实际吸风量的计算结果，考虑到工作面过地质构造时的瓦斯涌出量和巷道的掘进长度，选用 255 kW 的风机，配套使用直径 1 000 mm的风筒，工作面实际需风量 489 m3/min。该局部通风机实测单级吸风量为 630 m3/min，双级吸风量为 980m3/min，能满足工作面安全生产的要求。1.2监控系统28214 瓦斯治理巷掘进期间监控设备共计安设瓦斯传感器 3 台，CO传感器 3 台，烟雾传感器 3 台，风速传感器 1 台，温度传感器 1 台，粉尘传感器 1 台，风速风向传感器 1 台，风筒传感器 1 台，分站 1 台，设备开停传感器 4 台。风机专用移变的出线侧设置分路开关，分路开关的负荷侧接风机专用开关，监测分站的电源接在分路开关的非负荷侧，监测分站安设在进风流中。工作面传感器设置为在工作面 5 m范围内设瓦斯传感器 T1，在掘进工作面的进风分风口 1015 m 范围内设瓦斯传感器 T4和风速风向传感器 FX，在风筒末端 20 m 范围内设风筒传感器 FT，在掘进工作面 1015 m范围内设粉尘传感器 FC，在工作面回风流中距回风巷口1015 m范围内设瓦斯传感器 T2、风速传感器 FV、和温度传感器 Tw。在皮带机头下风侧 1015 m范围内设一氧化碳传感器 TCO和烟雾传感器 TY。掘进机上必须吊挂机载甲烷断电仪 T。传感器安设位置为传感器应垂直悬挂在风筒的另一侧，距顶板（顶梁）不得大于300 mm，距巷道侧壁不得小于 200 mm。2区域防突根据 西山煤电（集团）有限责任公司东曲矿 8 号煤层煤与瓦斯突出危险性区域预测报告的结论，28214 瓦斯治理巷所在区域为突出危险区。28214 瓦斯治理巷采用顺层钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯，在相邻的 28214 轨顺内向掘进方向的左侧施工顺层钻孔掩护 28214 瓦斯治理巷掘进。当区域验证或工作面突出危险性预测结论为有突出危险时，使用超前钻孔排放瓦斯作为工作面防突措施3。在施工超前钻孔时，不能与验证（预测）孔交叉、穿透。8 号煤层钻孔有效排放半径为 0.5 m，因此控制范围内钻孔间距需保持在 1 m 以内，共设计 3 排钻孔，每排 31 个，钻孔孔径 75 mm，控制范围到巷道前方 15 m、轮廓线外 5 m，孔深最小为 8 m、最大为 18m，单次超前钻孔总工程量为 1 287 m。超前钻孔打完后排放瓦斯至少 4 h。3风门联锁工艺目前各级检查比较频繁，以往不注意的问题，逐收稿日期：2022-07-13作者简介：杨康（1992），男，山西古交人，毕业于阳泉职业技术学院煤矿开采技术专业，助理通安工程师，从事通风技术管理工作。总第 238 期2023 年第 2 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 238No.2，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.02.051优化改造2023 年第 2 期渐显现出来，防突反向风门无法有效关闭就是经常出现到的一个问题，针对此类问题进行了相关的研究。防突反向风门是煤与瓦斯突出矿井在发生突出事故时能够迅速关闭，防止突出物、突出冲击气流流动到进风侧，控制突出时的瓦斯沿回风道进入专用回风巷，降低突出灾害受灾区域，并使井下风流能按规定路线流动的设施4-6。井下现有的防突反向风门经常与调整通风系统的正向风门砌在一起，防突反向风门平常处于开启状态，而正向风门处于关闭状态，并且使用风门联锁装置进行固定。目前井下风门联锁装置大部分是通过钢丝绳、地面固定桩和滑轮配合连接前后两道正向风门，形成联动机制。然而正向风门的联锁钢丝绳以往直接从顶板上的滑轮斜穿过反向风门门框内部，占据了反向风门的旋转空间，影响了反向风门的有效关闭，不符合防治煤与瓦斯突出细则 中对防突反向风门的相关规定。由于安装工艺的原因使得防突反向风门不能有效关闭，存在一定安全隐患。该方案旨在解决因正向风门联锁装置影响反向风门有效关闭的问题。3.1技术方案通过现场实地多次的查看，发现目前的套装门门框上装有一些螺杆和螺母来固定黏结的竹板，而当套装风门反复使用的过程中有些门框上的螺杆和螺母脱落形成孔洞，但并不影响风门的使用。于是利用套装风门门框上螺杆和螺母脱落形成的孔洞来穿钢丝绳连接正向风门，通过试验后发现这样提高了钢丝绳的拉升高度，避免了钢丝绳直接穿过防突反向风门门框内部，占据反向风门旋转空间的问题。但是由于顶板定向滑轮和门框孔洞有时不在一条直线上，当正向风门关闭时，钢丝绳会出现过长影响风门联锁的问题。在此基础上，合理调整靠近反向风门侧顶板定向滑轮的安装位置，确保与原有螺杆眼在一条直线上，保证了钢丝绳能够全部绷紧，提高了风门联锁装置的使用效果，解决了因正向风门联锁装置影响防突反向风门有效关闭的问题。图 1 为风门联锁连接示意图。当风门门框为自己所做的木质门框时或者受安设空间影响，顶板定向滑轮位置无法改变时，可以在门框上打设钻眼作为钢丝绳穿过的孔洞，替代原来直接斜拉钢丝绳通过反向风门门框内侧穿钢丝绳的方式。避免了钢丝绳通过反向风门门框内部，进而影响反向风门关闭的情况。3.2技术特点通过改变钢丝绳穿过防突反向风门的部位，避免了钢丝绳影响防突反向风门的关闭。通过观察风门本身的构筑特点，以门框框架上本身存在的螺杆眼为突破口，作为钢丝绳穿过风门的专用孔洞，避免了钢丝绳与防突反向风门空间上的冲突。有些受安设空间影响的地方，顶板定向滑轮位置无法改变时，在反向风门门框上打设钻眼作为钢丝绳穿过的专用孔洞，替代原来直接斜拉钢丝绳通过防突反向风门门框内侧穿钢丝绳的方式，解决了防突反向风门无法有效关闭的现实问题。4效益分析4.1经济效益工程投资防爆电钻 2 000 元/台，以 28214 瓦斯治理巷为例，通过联锁装置工艺改造后，提高了风门联锁装置的可靠性，减少了风门联锁装置的人工维护成本大约 4 000 元。4.2社会效益利用风门门框上原有的螺杆孔或者新钻眼作为钢丝绳穿过防突反向风门的孔洞，替代了原来直接斜1-1原有联锁连接方式主视图1-2改进联锁连接方式主视图1-3原有联锁连接方式左视图1-4改进联锁连接方式左视图图 1风门联锁连接示意图钢丝绳斜穿门框内部风门墙体掏槽部分门框正反风门调节风窗风门高度巷高正反风门门框掏槽部分风门墙体调节风窗风门高度巷高钢丝绳穿过门框专用孔洞风门墙体门框钢丝绳正向风门反向风门风门墙体钢丝绳穿过专用孔洞门框正向风门反向风门杨康：东曲矿风门联锁安装工艺的研究与改进技术应用分析133机械管理开发第 38 卷拉钢丝绳连接正向风门门扇的工艺，解决了防突反向风门无法有效关闭的现实问题，可以有效提高安全风险防范效果，降低事故发生后的再扩大。5结论1）目前井下 28214 瓦斯治理巷按照此项研究进行了风门联锁装置的安装，应用效果良好，达到了预期效果。其他新施工的正反风门都在使用此项研究，并且使用效果良好。技术推广前景广阔，其他有此项弊端的矿井都可以推广应用。2）以门框框架上本身存在的螺杆眼为突破口进行研究，利用风门门框上原有的螺杆孔或者新钻眼作为钢丝绳穿过风门的专用孔洞，替代了原来直接斜拉钢丝绳连接门扇的工艺，避免了钢丝与防突反向风门空间上的冲突，解决了防突反向风门无法有效关闭的现实问题。28214 瓦斯治理巷掘进工作面采用通过联锁装置工艺改造后，提高了风门联锁装置的可靠性，减少了风门联锁装置的人工维护成本大约 7 000 元，具有一定的经济效益，同时可以有效提高安全风险防范，降低事故发生率。参考文献1张晓俊.东曲煤矿综采工作面综合防尘、防灭火技术应用J.煤炭与化工，2018，41（11）：107-109.2陈国平.东曲煤矿 28206 采煤工作面瓦斯超限治理分析J.能源技术与管理，2017，42（6）：23-25.3孟鑫博，杨赫.煤与瓦斯突出矿井防突反向风门自动闭锁防逆风装置设计J.能源与环保，2019，41（7）：155-157.4杨贵.矿井对旋式主通风机测试、检修、备用风门改造J.机械管理开发，2022，37（5）：172-173.5熊国雄.机械连锁风门在铜绿山矿井下的应用J.现代矿业，2020，36（1）：172-173；208.6白晋栋.煤矿联锁气动控制风门设计与应用J.机械管理开发，2018，33（9）：243-244；270.（编辑：贾娟）Research and Improvement Technology of Dongqu Mine Air Door Interlock InstallationProcessYang Kang（Shanxi Coking Coal Xishan Coal Power Dongqu Mine,Taiyuan Shanxi 030200）Abstract:Due to the interlocking of the underground dampers,the steel wire rope tends to jam the reverse dampers of anti-surge,makingthe reverse dampers close poorly and posing certain safety hazards.In order to solve this problem,through observation and research,thescrew eye existing on the door frame frame itself is used as a breakthrough for research,and the original screw hole or new drilled eye onthe door frame of the dampers is used as a special hole for the steel wire rope to pass through the dampers,which avoids the conflictbetween the steel wire and the anti-surge r