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        杠桿式開啟風(fēng)門裝置

        2018-05-17 08:59:59
        福建質(zhì)量管理 2018年10期
        關(guān)鍵詞:義安主井副井

        (河南能源義煤公司洛陽義安礦業(yè)有限公司 河南 新安 471800)

        一、義安礦業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)簡介

        義安礦業(yè)主井、副井及回風(fēng)井均為立井,設(shè)置在工業(yè)區(qū),通風(fēng)方法為抽出式通風(fēng),通風(fēng)方式屬中央并列式,主、副井進(jìn)風(fēng),中央風(fēng)井回風(fēng)。全礦井現(xiàn)有2個(gè)進(jìn)風(fēng)井(副井、主井),1個(gè)回風(fēng)井。進(jìn)風(fēng)井風(fēng)量分別為:主井:4360m3/min;副井:8595m3/min;回風(fēng)井風(fēng)量為:13045m3/min。

        (一)難以正常開啟風(fēng)門

        由于義安礦業(yè)東西翼軌道大巷均沒有擋風(fēng)墻和風(fēng)門,因此部分巷道風(fēng)壓大,開啟風(fēng)門困難,且義安礦業(yè)井下無自動(dòng)化開啟式風(fēng)門。風(fēng)門全靠人力開啟,部分巷道的風(fēng)門需要3人以上共同努力才能打開,給行人和礦車運(yùn)送物料造成了很大的困難。甚至還會(huì)造成人員被擠壓受傷。

        圖1.1 風(fēng)門門扇對(duì)風(fēng)門門墻的結(jié)構(gòu)示意圖

        (二)義安礦業(yè)井下風(fēng)門構(gòu)造圖

        圖1.2 風(fēng)門構(gòu)造圖

        二、風(fēng)門受力分析

        (一)當(dāng)風(fēng)門關(guān)閉時(shí),作用在風(fēng)門上的力有三種,風(fēng)門兩側(cè)壓差產(chǎn)生的阻力F1,動(dòng)壓產(chǎn)生的阻力F2,f是門軸的摩擦力,因此風(fēng)門的受力情況為 FA=F1+F2+f

        (二)當(dāng)風(fēng)門開啟時(shí),作用在風(fēng)門上的力有兩種,風(fēng)流產(chǎn)生的全壓作用在風(fēng)門上的力F2,門軸的摩擦阻力f。因此風(fēng)門受力情況為FB=F2+f

        風(fēng)門壓力 F1=PS

        ΔS=hlcosθ

        因此當(dāng)人員正常開啟風(fēng)門時(shí),自身對(duì)風(fēng)門的拉力要大于FA,才能克服兩側(cè)壓差產(chǎn)生的阻力F1,進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榭朔﨔B,完全開啟風(fēng)門。

        FA>FB

        因此,只要克服最初階段的阻力,將風(fēng)門進(jìn)行泄壓,則開啟風(fēng)門時(shí)將會(huì)更加省力。

        三、杠桿式開啟風(fēng)門裝置的設(shè)計(jì)

        根據(jù)2的分析可知,只需將風(fēng)門兩側(cè)的壓力差進(jìn)行泄壓,則可以花費(fèi)更少的力氣便將風(fēng)門打開。本人根據(jù)羊角錘拔釘子想到可以根據(jù)杠桿平衡條件撬動(dòng)風(fēng)門,使風(fēng)門兩側(cè)快速泄壓,達(dá)到靜壓平衡。要使杠桿平衡,作用在杠桿上的兩個(gè)力矩(力與力臂的乘積)大小必須相等。即:動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂,用代數(shù)式表示為F1·L1=F2·L2。

        式中:F1表示動(dòng)力,

        L1表示動(dòng)力臂,

        F2表示阻力,

        L2表示阻力臂。

        由此,我們可以得出,當(dāng)L1?L2時(shí),則F1?F2。更加省力。

        圖3.1 杠桿式風(fēng)門結(jié)構(gòu)示意圖

        上圖中,鐵質(zhì)卡板卡在風(fēng)門上,并用鉚釘使其固定,中部的限位器焊接于卡板之上,作用是防止手動(dòng)杠桿向上抬起超過轉(zhuǎn)軸的水平位置時(shí),猛然翹起打傷人員。因此,開啟風(fēng)門時(shí),只需將手動(dòng)杠桿向上抬起,利用杠桿原理將門打開。

        四、本設(shè)計(jì)在井下的應(yīng)用

        安裝杠桿式風(fēng)門開啟裝置后,開啟的同時(shí)進(jìn)行卸壓,壓力平衡后,風(fēng)門正常開啟,大大降低了人工開啟風(fēng)門的體能消耗,防止了傷人事故。

        五、設(shè)計(jì)實(shí)施后所取得的效果

        ①利用杠桿平衡原理可省力并快速開啟風(fēng)門;

        ②在發(fā)生煤與瓦斯突出、瓦斯(煤塵)爆炸事故時(shí)風(fēng)門可及時(shí)打開工人可快速撤離。

        ③可節(jié)省材料、人力、保護(hù)風(fēng)門門扇。

        六、結(jié)語

        本設(shè)計(jì)可以極大地改善義安礦業(yè)井下部分風(fēng)門開啟困難的狀況,不再使用泄壓窗,可有效降低漏風(fēng)率,為本礦礦井安全生產(chǎn)提供了有力保障。

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