礦用自動復位式風井防爆門針對煤礦井下發(fā)生爆炸時，傳統(tǒng)防爆門飛離井口、容易造成井下大范圍人員傷亡的問題，研發(fā)了自動復位式風井防爆門系列產(chǎn)品，介紹了其防漏風措施，提出了由風機葉片強度反求防爆門受到的爆炸沖擊載荷的方法，給出了防爆門梁 ( 柱) 和門板與梁 ( 柱) 連接部位強度的計算式以及根據(jù)風井負壓確定門板厚度的計算式等。該產(chǎn)品平時密封可靠; 停風時自動開啟實施自然通風，恢復供風時自動關閉; 發(fā)生爆炸時迅速開啟保護主要通風機，爆炸過后自動復位，迅速恢復通風系統(tǒng)，給遇險人員自救和應急救援創(chuàng)造有力條件。

煤礦回風井防爆門是地下煤礦通風系統(tǒng)的一個重要組件。《煤礦安全規(guī)程》［1］涉及防爆門的條文主要有 2 條: 防爆門應每 6 個月檢查維修 1 次; 主要通風機停止運轉(zhuǎn)期間，對由 1 臺主要通風機擔負全礦通風的礦井，必須打開井口防爆門和有關風門，利用自然風壓通風等。通常，發(fā)生爆炸后，現(xiàn)有的防爆門飛離井口，通風機受到保護并繼續(xù)運轉(zhuǎn)，但此時大部分風量從風井進入 ( 即風流短路) ，造成井下微風或風流紊亂，有毒有害氣體四處彌漫，極易造成大范圍人員中毒、窒息、死亡等。因此，《煤礦安全規(guī)程專家解讀》［2］要求“高壓氣流過后防爆門自動關閉。同時，為井下遇險人員的撤退和搶險救災提供有利條件。”具體要求有 6 條: ①防爆門應布置在出風井同一軸線上，斷面積不應小于出風井的斷面積。②出風井與風硐的交叉點到防爆門的距離，比該點到主要通風機吸風口的距離至少要短 10 m。③防爆門應依據(jù)主要通風機的負壓保持關閉狀態(tài)。④防爆門的結(jié)構(gòu)必須有足夠的強度，并有防腐和防拋出的設施。⑤防爆門應封閉嚴密不漏風。采用液體密封時，冬季應選用不燃的防凍液。⑥裝有摩擦輪提升設備井樓的立風井，防爆門可不設于出風井同一軸線上，應設于井樓合適的位置，在兩側(cè)設卸壓防爆門。一旦發(fā)生爆炸事故時爆炸的沖擊波可以沖開防爆門而卸壓。

基于此，研發(fā)了自動復位式風井防爆門產(chǎn)品，包括立風井防爆門、斜風井防爆門 2 種情況。筆者總結(jié)了研發(fā)過程中一些主要參數(shù)的設計計算方法，可供防爆門設計、加工制造等人員參考

 

 

自動復位式礦井防爆門工作原理

立風井防爆門為 2 扇半圓形門，橫梁 ( 門軸) 過圓心，即門扇從兩側(cè)向中間旋轉(zhuǎn)。橫梁上方固定有帶緩沖材料的緩沖板，利用同步機構(gòu)確保 2 扇門同時與緩沖材料碰撞。橫梁可沿導向柱向上運動，導向柱上安裝有緩沖彈簧。平時在負壓和自重的作用下，防爆門密封良好; 停風時利用重力將門扇吊起實施自然通風。配重質(zhì)量、落高等可根據(jù)通風機情況進行調(diào)節(jié)、確定，確保恢復供風時防爆門自動關閉; 防爆門的開啟壓力很小，發(fā)生爆炸時，防爆門迅速開啟以保護通風機，爆炸過后在重力、彈簧力等的作用下自動復位，使通風系統(tǒng)迅速恢復正常，且可重復使用。斜風井 ( 平硐) 防爆門與立風井防爆門的主要區(qū)別在于門的形狀為矩形 ( 或圓拱形) ，門軸為立柱，采用從兩側(cè)向中間開的方案。此外，自動復位主要靠扭簧的扭矩; 緩沖作用主要靠安裝在門扇上的緩沖材料、緩沖器，確保碰撞后板面變形較小、復位后密封性好等。

傳統(tǒng)的立風井防爆門采用油封防漏風，防爆門為鍋蓋式，門邊深入油槽內(nèi)，密封效果較好; 本次研發(fā)的立風井防爆門采用抗老化橡膠作為密封件，密封件嵌入凹槽內(nèi)，如圖 1 所示。密封作用主要來自于通風機負壓，也能起到很好的密封作用，且可重復使用。傳統(tǒng)的斜風井 ( 平硐) 防爆門采用橡膠條密封，效果較差; 本次研發(fā)的斜風井 ( 平硐) 防爆門采用 W 型抗老化橡膠密封件 ( 圖 1) ，密封件變形較大，能夠適應爆炸后門扇變形的要求，密封效果較好。