李江靈

（山西高平科興云泉煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048400）

1 工程概況

山西高平科興云泉煤業(yè)位于山西省晉城市高平市米山鎮(zhèn)獅口村村東，井田面積8.495 4 km2，保有儲(chǔ)量為6523 萬(wàn)t，可采儲(chǔ)量為3706 萬(wàn)t。主采煤層3#、9#、15#煤層，現(xiàn)屬基建礦井，開(kāi)采深度1020～800 m 標(biāo)高，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力90 萬(wàn)t/a。9103 工作面處于云泉煤礦南翼，位于+900.5 m 水平，西部為9101 工作面，東部為9105 工作面，北部為9104工作面。9103 工作面主采9#煤層，煤層均厚1.56 m，煤層平均傾角2°。9103 工作面帶式輸送機(jī)運(yùn)輸巷與回風(fēng)聯(lián)巷口采取了控風(fēng)措施[1-6]，帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門時(shí)還安設(shè)有過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置，以保障9103 工作面的原煤和矸石的正常運(yùn)輸，保障9103 工作面通風(fēng)系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。

2 帶式輸送機(jī)原過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置現(xiàn)狀

2.1 帶式輸送機(jī)原過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置

9103 工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)原來(lái)過(guò)風(fēng)門采用的是刮板輸送機(jī)替代輸送帶穿越防突風(fēng)門墻體的方案，其過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置如圖1，主要包括擋風(fēng)板、固定架、連接桿、傳動(dòng)板、傳動(dòng)軌、連接繩、防逆板、轉(zhuǎn)動(dòng)裝置等部件。

擋風(fēng)板安裝在刮板輸送機(jī)罩前端；固定架安裝在刮板輸送機(jī)罩上方，其另一端連接傳動(dòng)板；傳動(dòng)板與傳動(dòng)軌相連接；傳動(dòng)軌與連接桿連接；防逆板一端連接刮板輸送機(jī)罩，另一端通過(guò)連接繩連接在連接桿上。

擋風(fēng)板在重力的自然作業(yè)下，其下端下搭在刮板輸送機(jī)上，擋風(fēng)板偏向正向風(fēng)流方向設(shè)置。帶式輸送機(jī)作業(yè)時(shí)，擋風(fēng)板可隨穿越防突風(fēng)門墻體的刮板輸送機(jī)上方煤流高度隨時(shí)擺動(dòng)，其目的是擋嚴(yán)刮板輸送機(jī)孔，防止正向風(fēng)流漏風(fēng)。

防逆板偏向逆向風(fēng)流方向設(shè)置，當(dāng)煤與瓦斯突出事故發(fā)生后，產(chǎn)生的氣流或沖擊波會(huì)作用在傳動(dòng)板上，通過(guò)傳動(dòng)板、傳動(dòng)軌、連接繩、連接桿等部件，使得防逆板下落，擋嚴(yán)刮板輸送機(jī)孔，阻擋有毒有害氣體從刮板輸送機(jī)孔蔓延至風(fēng)門另一側(cè)，有效控制有毒有害氣體的進(jìn)一步擴(kuò)散。

2.2 過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置存在的問(wèn)題分析

9103 工作面運(yùn)輸巷帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門采用的刮板輸送機(jī)替代輸送帶穿越防突風(fēng)門墻體的方案，前期應(yīng)用效果一般。過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置主要存在以下問(wèn)題：

（1）該穿越防突風(fēng)門墻體方案中，需要安裝刮板輸送機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)設(shè)備易出現(xiàn)安全故障，存在電氣設(shè)備失爆等安全隱患，同時(shí)對(duì)于電氣設(shè)備的維修和保養(yǎng)較難處理。

（2）該穿越防突風(fēng)門墻體方案中，帶式輸送機(jī)停止工作期間防逆風(fēng)裝置中擋風(fēng)板擋嚴(yán)刮板輸送機(jī)孔，防止漏風(fēng)現(xiàn)象發(fā)生，但因帶式輸送機(jī)在工作狀態(tài)下防逆風(fēng)擋板幾乎處于打開(kāi)狀態(tài)，盡管擋風(fēng)板可隨穿越防突風(fēng)門墻體的刮板輸送機(jī)上方煤流高度隨時(shí)擺動(dòng)，擋嚴(yán)刮板輸送機(jī)孔，但無(wú)法最大限度防止正向風(fēng)流漏風(fēng)的形成，漏風(fēng)及風(fēng)流損失問(wèn)題仍然存在。

（3）該穿越防突風(fēng)門墻體方案中，原煤和矸石的運(yùn)輸效率不高，當(dāng)存在大塊原煤和矸石時(shí)，會(huì)損壞擋風(fēng)板及防逆風(fēng)板，造成嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象。

（4）增加刮板輸送機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)設(shè)備后，需要設(shè)立相應(yīng)的工作崗位，人員投入增多，提高了運(yùn)輸成本，制約了運(yùn)輸效率的提高。

3 新型帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置的設(shè)計(jì)

針對(duì)9103 工作面帶式輸送機(jī)運(yùn)輸巷過(guò)風(fēng)門的問(wèn)題，提供了一種新型帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖2，主要包括箱體、自動(dòng)防逆風(fēng)裝置、機(jī)械防逆風(fēng)裝置三大部分，主要有上下箱體、上下封板、輸送帶橡膠耐磨板、活動(dòng)閘板、吊環(huán)、鋼絲繩、懸掛板、摘環(huán)板等部件。

圖2 新型過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖

3.1 箱體結(jié)構(gòu)分析

箱體包括上箱體和下箱體，內(nèi)部設(shè)置有擋風(fēng)簾和清理落渣門。箱體主要是供帶式輸送機(jī)通過(guò)，將其與環(huán)境隔開(kāi)，減少漏風(fēng)；阻燃橡膠擋風(fēng)簾能夠降低風(fēng)壓，凈化通道環(huán)境，有效減少漏風(fēng)作用；清理落渣門可將帶式輸送機(jī)運(yùn)輸原煤和矸石過(guò)程中掉落的渣清理干凈。

3.2 自動(dòng)防逆風(fēng)裝置

帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門自動(dòng)防逆風(fēng)裝置設(shè)置安裝在上箱體出風(fēng)端，主要包括第一活動(dòng)閘板和伸縮氣缸。第一活動(dòng)閘板位于上箱體出風(fēng)口左右兩側(cè)固定槽內(nèi)及上封板上方位置，第一活動(dòng)閘板由厚度為10 mm的Q235 鋼板制成；伸縮氣缸活塞處與第一活動(dòng)閘板頂部連接，伸縮氣缸進(jìn)氣口、排氣口與電磁閥連接，同時(shí)電磁閥與帶式輸送機(jī)控制開(kāi)關(guān)形成連鎖控制。當(dāng)帶式輸送機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，帶式輸送機(jī)控制開(kāi)關(guān)與電磁閥連鎖動(dòng)作，電磁閥控制自動(dòng)防逆風(fēng)裝置發(fā)生動(dòng)作打開(kāi)第一活動(dòng)閘板，帶式輸送機(jī)延時(shí)10～15 s 開(kāi)啟；停止作業(yè)時(shí)，帶式輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后其控制開(kāi)關(guān)與電磁閥連鎖動(dòng)作，電磁閥控制自動(dòng)防逆風(fēng)裝置伸縮氣缸進(jìn)氣口打開(kāi)，氣缸活塞下降降下第一活動(dòng)閘板，并與上封板密封通道。帶式輸送機(jī)控制開(kāi)關(guān)與電磁閥連鎖，使得自動(dòng)防逆風(fēng)裝置最大限度發(fā)揮效果，控制漏風(fēng)及減少風(fēng)流損失。自動(dòng)防逆風(fēng)裝置的應(yīng)用，自動(dòng)化程度高，不需要設(shè)立工作崗位，人員成本較低；當(dāng)巷道內(nèi)發(fā)生煤與瓦斯突出問(wèn)題，切斷電源即可斷開(kāi)帶式輸送機(jī)的控制開(kāi)關(guān)，在連鎖作用下電磁閥動(dòng)作落下第一活動(dòng)閘板，封閉通道，切斷有害氣體的逆風(fēng)傳遞。

3.3 機(jī)械防逆風(fēng)裝置

帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門機(jī)械防逆風(fēng)裝置設(shè)置安裝在箱體進(jìn)風(fēng)端一側(cè)的防突風(fēng)門墻體上，主要包括有第二活動(dòng)閘板、吊環(huán)、鋼絲繩、懸掛板等部件。第二活動(dòng)閘板主要是起隔斷風(fēng)流的作用；吊環(huán)設(shè)置在第二活動(dòng)閘板的頂部位置；摘環(huán)板與第二固定板鉸接形成杠桿。當(dāng)發(fā)生煤與瓦斯突出后，受沖擊力影響，機(jī)械防逆風(fēng)裝置中的第二活動(dòng)閘板經(jīng)一系列過(guò)程后，基于重力作用墜落到箱體內(nèi)，對(duì)帶式輸送機(jī)箱體通道進(jìn)行隔離，避免瓦斯逆風(fēng)露出。

4 實(shí)踐應(yīng)用及效果分析

新型帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置完成設(shè)計(jì)后，在9103 工作面帶式輸送機(jī)運(yùn)輸巷穿越防突風(fēng)門墻體上進(jìn)行了改造安裝，并投入到了實(shí)踐應(yīng)用中。從當(dāng)前的情況來(lái)看，新的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸巷穿越防突風(fēng)門墻體方案合理，新型帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置應(yīng)用效果理想，主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）該穿越防突風(fēng)門墻體方案中，原煤和矸石的運(yùn)輸效率較高，過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置空間大，大塊的原煤和矸石對(duì)擋風(fēng)板和防逆風(fēng)板幾乎沒(méi)有影響，不會(huì)對(duì)其造成破壞。

（2）該穿越防突風(fēng)門墻體方案應(yīng)用后，消除了以往因安裝刮板輸送機(jī)及配套驅(qū)動(dòng)設(shè)備而存在的安全隱患，帶式輸送機(jī)在穿越防突風(fēng)門墻體位置無(wú)一起安全事故發(fā)生。

（3）新型帶式輸送機(jī)過(guò)風(fēng)門防逆風(fēng)裝置中，箱體、自動(dòng)防逆風(fēng)裝置、機(jī)械防逆風(fēng)裝置多重設(shè)計(jì)方案有效降低了防突風(fēng)門的漏風(fēng)量，有效防止煤與瓦斯突出時(shí)造成的風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，保障了9103 工作面通風(fēng)系統(tǒng)的安全性。