煤矿井下自动风门应用
釆煤工作面风门的最佳设置地点和设置要求
釆煤工作面风门的最佳设置地点和设置要求孙泰\曾广东\刘桂强(1膝州市官桥煤炭有跟责任公司，山东滕州277000 2.滕州辰龙能课集团有BL公司，山东滕州277500) 摘要该文通过煤矿采煤工作面对风门设置在不同地点优缺点的综合分析，采用逐点排除的办法,最终确定采煤工作面风门的最佳设置地点是在采煤工作面进风巷开门点附近。
关键词采煤工作面风门设置要求进风巷中B分类咢TO726 文献标识A1风门的概念及分类在井下平时行人、行车的巷道内设置的能够隔断风流和对风量进行调节的通风构筑物叫风门。
风门的分类方法多种多样，按用途分为:遮断风门(其作用是不允许风流通过,将新鲜风流与乏风流隔开）；调节风门（风门上设有风窗，只允许通过一定风量）；反风门（用于井下发生灾害时进行了反风和减少石门揭穿煤层时的煤与瓦斯突出危害）。
按风门开启方式分为:普通风门、自动风门。
按风门开启动力分为:撞杆式、气动式、电动式、水动式。
按门扇结构分为:单扇门、双扇门。
按门扇材质分为:木质风门、金属风门。
按服务时间分为:永久风门、临时风门等。
2 采煤工作面风门设置地点的分析2.1 在倾斜运输巷中设置风门在倾斜运输巷内设置风门有以下不利因素：（1) 受重力影响,风门开、关都较为困难；（2)经常提升运输,风门启闭频繁,容易损坏;⑶矿车撞击风门，风门的传动机构极易损坏;（4)由于风门自重和风压作用，人员很难开关且容易伤人,很不安全。
因此不应在倾斜运输巷中设置风门。
2.2在水平巷道中设置风门采煤工作面通风系统由工作面进风巷、采煤工作面和回风巷组成。
采煤工作面通风系统有U、Z、Y、双Z、W和H形等形式，目前我国煤矿多采用U形（一进一回）和W形（二进一回）通风系统，在进、回风巷内可设置风门的地点有采面开门点附近、采面中部、采面切眼附近等(见图1、图2所示）。
现从以下几个方面比较设在各个地点的优缺点：通风系统方面。
图1 U形通风系统采煤面(1) 通风系统方面。
煤矿井下铁质正反向风门简介
煤矿井下铁质正反向风门简介煤矿井下铁质正反向风门是井下通风系统中的重要部件，具有防爆、阻燃、耐磨、防腐等优点，广泛应用于煤矿、金属矿山、隧道等采掘行业。
本文将详细介绍煤矿井下铁质正反向风门的基本结构、特点、应用及维护保养等方面。
一、基本结构煤矿井下铁质正反向风门主要由门体、门轴、密封圈、防火板、拉杆等组成。
门体由铁板焊接而成，门轴通过铰链和门体连接，并在门轴两端安装密封圈和拉杆。
防火板是在门体内侧增加的一块防火材料，可以有效防止井下瓦斯或煤尘引起的火灾和爆炸。
煤矿井下铁质正反向风门有两种类型：正向风门和反向风门。
正向风门主要用于流量较大的进风口，反向风门主要用于流量较小的出风口。
正向风门通常开度较大，可使气流畅通；反向风门通常开度较小，可尽量防止反流。
二、特点1、安全可靠：煤矿井下铁质正反向风门具有防爆、阻燃、耐磨、防腐等特点，可以有效防止井下瓦斯或煤尘引起的火灾和爆炸，确保通风系统的安全运行。
2、高耐磨性能：煤矿井下铁质正反向风门采用高强度的铁板焊接而成，表面经过特殊处理，具有强大的耐磨性能，可以承受煤尘和矿物粉尘的腐蚀和摩擦，使用寿命长。
3、良好的密封性能：煤矿井下铁质正反向风门采用多重密封圈设计，密封效果好，不易漏风，对于井下煤尘和有害气体的污染也具有很好的防护效果。
4、小阻力大流量：煤矿井下铁质正反向风门采用导流型设计，具有良好的流体力学性能，阻力小，流量大，能够确保通风效果优良。
三、应用煤矿井下铁质正反向风门广泛用于煤矿、金属矿山、隧道等采掘行业的通风系统中。
在煤矿中，井下铁质正反向风门主要用于调节瓦斯和空气的混合比例，控制瓦斯的浓度，保证井下安全通风。
在金属矿山中，铁质正反向风门则主要用于调节粉尘和空气的混合比例，防止粉尘和矿物物质对通风系统的影响。
在隧道施工中，铁质正反向风门则主要用于调节空气循环量，保证施工过程中空气流通，防止氧气不足和二氧化碳积聚。
四、维护保养1、定期清洁：煤矿井下铁质正反向风门应定期清洁维护，保持通风系统的畅通无阻。
通风设施1
一、什么叫通风设施？通风设施包括哪些？答：为了矿井的安全生产，保证满足井下各需风地点的风量要求而设置的一系列通风构筑物称为通风设施。
矿井通风设施主要有：风门、风桥、密闭墙、挡风墙、调节风门、风窗、临时设置的风障和导风筒、测风站、井下局部通风设施和矿井反风设施等。
下面主要讲解风门、密闭墙和风桥的用途及施工方法二、风门1、风门的作用（1）隔断巷道的风流或限制巷道通过的风量，确保需风地点的风量要求。
（2）能使人员和车辆通过。
为了防止在人员和车辆通过时风门开启造成风流短路，需设置两道风门，保证巷道中总有一道风门处于关闭状态。
两道风门不能同时打开。
2、井下风门有几种？它们的用途是什么？答：根据用途的不同，井下风门可分为普通风门、风量门、自动风门和反向风门。
（1）普通风门（正向风门）用来隔断巷道风流，由人力开启，依靠风门自重和风压差自行关闭。
多是木结构的单扇风门。
它适用于人行巷道或行车次数较少的运输巷道。
（2）风量门风量门又叫调节风窗。
它的结构与普通风门差不多，只是在风门的上方设置一个面积可调的窗口。
它与普通风门的区别在于它允许巷道通过少量的风量。
适合在限制通风风量的巷道中安设，又可通过人员和车辆。
（3）自动风门它是借助某种动力开启和关闭的一类风门。
适合于有矿车经常通过的运输巷道中安设。
其制作成本比较高，我矿主要是用木制的。
（4）反向风门在矿井主要通风巷道中设置的风门处都要设置反向风门，瓦斯突出矿井所有风门都要设置反向风门。
正常通风时，反向风门处于常开状态，矿井反风时，反向风门关闭来隔断反风风流。
煤与瓦斯突出矿井中设置的一些反向风门还有当井下发生突出时防止灾害扩大的作用。
3、构筑永久风门时必须达到什么质量标准？答：（1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5米（受巷道长度限制的不在此限），主要入排风巷道中的风门要设反向风门，瓦斯突出矿井所有风门都要设反向风门。
（2）通车门要能自动开关，如果通行机车的风门不能自动开关时，要设专人负责开关。
PLC技术在井下机电控制系统中的运用分析
PLC技术在井下机电控制系统中的运用分析摘要：随着科技的不断进步以及各种技术的横空出世，PLC技术便是这些技术中非常突出的技术手段，也是一种可操作性非常高，性能非常强大的可编程控制技术，同时它的运行状态能够保持的非常稳定，在如今生产生活中，各行各业中都有着它的身影，而将PLC技术应用到矿山机电控制系统中也是如今非常有用的一项技术手段，它不但可以提高矿山机电控制系统中的内部储存结构，还能够对大量的数据进行快速的分析与调整。
基于此，本文分析了PLC技术在井下机电控制系统中的运用策略，以供参考。
关键词：PLC技术；井下机电控制系统；运用引言：PLC技术能够提高井下机电控制系统的稳定性。
井下工作环境变化多端，如温度、湿度等条件的不断变化，传统的机械控制系统很难应对这些变化。
而PLC技术具有高度的抗干扰能力和可靠性，能够准确地对各种信号进行处理和控制，确保井下设备的正常运行。
此外，PLC系统还可以进行自诊断和故障排除，及时发现和修复问题，减少设备故障带来的停工时间，提高生产效率。
1PLC技术在井下机电控制系统中运用的优势随着科技的不断进步和工业自动化的迅速发展，PLC技术在各个领域得到了广泛的应用。
在井下机电控制系统中，PLC技术也显示出了明显的优势。
首先，PLC技术在井下机电控制系统中的可靠性表现突出。
由于井下环境恶劣，工作条件复杂，机电设备容易受到湿气、污染物等外界因素的影响，因此对控制系统的可靠性要求较高。
PLC作为一种专门用于工业控制的计算机设备，具有稳定可靠的特点。
首先，PLC采用可靠的硬件设计和工业级元器件，具备较高的抗振动、抗干扰和防尘防水能力，能够适应井下复杂的工作环境。
其次，PLC软件可进行故障自检和自动修复，能够在系统出现故障时快速识别并对故障进行处理，提高了井下机电控制系统的稳定性和可靠性。
其次，PLC技术在井下机电控制系统中的灵活性优势明显。
井下作业具有不确定性和复杂性，往往需要根据作业需求对控制系统进行调整和改变。
无轨运输大巷的自动风门设计
・
５ ６・
煤
矿
机
电
２０ ． ７年第 １ ０ 期
无 轨 运输 大巷 的 自动风 门设 计
袁 红兵 ， 吴波 ， 自生 廉
（ 太原理工 大学 机械工程学院 ，山西 太原 ０ ０ ２ ） ３０ ４
摘
要 ： 无轨 运输 大巷 自动风 门设 计 ， 以 Ｐ Ｃ为控 制 核 心 ， 用 光 机 电技 术 ， 决煤 矿 井下行 是 Ｌ 采 解
』ｒ ｎ ｂｎ 、 Ｈｏ ｇ— ｉ ｇ， ０，Ｈ ＡＮ Ｚｉｓ ｅ ｇ ・ｈ ｎ
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煤矿井下如何构筑风门
风门是煤矿主要通风设施,井下通过设置风门来控制风流量达到预期的风量分配,风门设置不达标准,轻者造成矿井风流紊乱,采掘工作面风量不足,局扇吸循环风；重者可能造成瓦斯异常涌出,引起瓦斯爆炸事故。
在日常的风门施工过程中,施工人员在施工方法和步骤上存在问题,施工过程仅凭肉眼和经验,而不利用水平和垂直工具安装风门的做法,经常出现重复翻工的现象,现就风门施工方法和注意事项与大家进行一下交流。
一、风门施工地点选择风门设置地点一般要符合以下要求:
（一）巷道成形、支护良好,无片帮、冒顶、裂隙现象;
（二）避免建在双道、弯道、道岔、斜坡（大于10°经验判断）上；
（三）一组风门不少于 2 道,行车风门间距不少于一列车长度,一般不少于12 米,行人风门间距不少于 5 米;满足上述条件后,尽量选择在能支起框的较小断面处,这样可以节省人力物力。
二、门框固定先将巷道底部掏槽砌平,将门框与门梁
组装起来,做到门框与门梁互成直角。
为保证风门能自动关闭,门框安装必须有一定倾斜度,立门框时注意两点:
正向门扇启开方向与风流方向相反,反向门扇启开方向与风流方向一致,防止安反,二是门轴与门框要向关门方向（顺风方向）倾斜15°。
1/ 1。
风门资料(1)
风门闭锁装置目前，风门闭锁大多采用钢丝绳通过直拉两道门来实现，当一道门完全开启时另一道门才被拉紧，如一道门部分开启，另一道门也可开启一部分，不能实现真正的闭锁。
对于有电器控制的风门闭锁功能是通过一道风门开启时，另一到风门则延时开启实现的，若采用硬驱动连接会造成因电器故障而使风门不能正常开启，采用软驱动连接，不能控制人为因素开启。
本公司研制的闭锁装置采用弹簧复位、圆盘凸轮制动原理，当一道风门轻微开启时就能实现另一道风门完全闭锁，避免了两道风门的同时开启，且连接钢丝绳始终处于张紧状态，从而杜绝了风流短路，保证行人安全，减少了漏风量，该装置安装简便，不改变现有设施状况。
技术参数手动无压风门概述:该风门是目前我国煤矿井下较为理想的一种风门。
它打破了长期以来老式传统风门的结构形式，巧妙地把作用在风门上的风压通过平衡机构将其转化为一种内力，将其平衡掉。
充分显示出该风门结构独特、简单实用、安全可靠等优点。
该无压风门属国内首创，技术性能处国内领先水平。
产品远销华北、华中、华南、东北以及西北边远矿区等各矿山企业，产生了极大的经济效益和社会效益，有着广阔的推广前景。
用途:WM-SD手动无压风门主要用于煤矿井下进回风巷和主要进回风巷之间每个联络巷中。
主要特点开启力小，开启力与巷道内风压的大小和方向无关；双向隔风，不须再设反向风门；人车过后，风门能自动关闭；双向密封，漏风量小；关闭平稳，安全可靠；防腐、防潮、防燃、强度大、变形小；两道门之间可实现闭锁；系统简单，易维护。
适用条件无严重滴水和溅水的环境；有爆炸性气体（甲烷）和煤尘的矿井。
主要技术参数风门开启形式：异向同步开闭；手动开启力：150N左右。
门扇开启角度：>=90度。
定货需知：１.产品名称：手动无压风门；２.产品型号：WM-S净宽×净高m，净宽是指风门开展以后的内径宽度，净高指轨道面到风门横梁下面的高度；３.井下安装地点、环境、风压及其他特殊要求。
煤矿巷道风门的自动化控制
Ｓ Ａ Ｘ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ Ｙ Ｈ Ｎ Ｉ ＩＮ Ｅ Ａ ＤＴ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｓ
２１年 ０１
第２ ６卷ຫໍສະໝຸດ 第 ２期 ●应 用技 术
煤矿巷道风 Ｉ 自动 化控 制 ＇８ ０ｇ
李 军
（ 山煤 电集 团公 司技 工学校 ， 西 山西太 原 ，３０ ３ ０ ０５ ）
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１ ． 齿轮 ；． ２齿条 ；调 节螺母 ；． ３ ４滑槽 ；． ５电液推杆 ；
６ 向轮 ；． ． 定 ７ 从动门 ；． ８ 主动门 ；． 门扇 ； ． 门扇 ９ 左 １右 ０
图 １ 结 构 示 意 图
轮（ 可多级 ）齿条传动开启和关闭风门的 自动 风门系统装置 。具 、
有结构简单 、 运行平稳 、 操作 方便 、 开关灵活等特点 。
１ 自动风 门的 组 成 结 构 及 动 作原 理
Ｓ ３三组 红外检测装置都无信号发出的情况下 ， Ｑ 延时一定 时间后 方 可关 门 ， 时时间的长短可根据需要设 定。扇风 门折叠打 开 ， 延
减小 了风门开启后 的面积 ， 大 ） 两（ 扇风 门由一般 的同向打开改 变 为逆 向打开 ， 风压对两 （ ） 大 扇风 门相反 的作 用力 由液压 缸 的 连动相互抵消 ， 整个 风门受力平衡 。对 于尺寸较大 的风 门 ， 以 可 考虑安装两级或三级齿轮机构 ， 以降低 电液推杆所需动力 ， 图 如
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响运输效率 。随着煤矿生产 自动化程度 的提高 ， 井下信息系统的 完善 ， 特别是计算机在生产 中的应用 和普及 ， 煤矿井下 风门 自动
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煤矿井下自动风门应用
摘要：本文针对煤矿井下风门需要手动开闭、风门自重大、工人携带工具不
方便通过、机械闭锁容易出故障等问题，探讨通过各类传感器感应的电动风门，
解决风门自动开闭、可靠互锁等问题。
关键词：红外感应；PLC；自动开启；自动关闭；防夹；互锁
0前言
《煤矿安全规程》（2022版）第一百四十四条规定：“进、回风井之间和主
要进、回风巷之间的每条联络巷中，必须砌筑永久性风墙；需要使用的联络巷，
必须安设2道联锁的正向风门和2道反向风门”。
目前福建煤矿井下风门大部分
采用简单的合页式单扇风门，每处设置两道风门，每道风门设置正反两扇合页式
单扇风门，两道风门之间设置机械闭锁，防止两道风门同时打开，给携带工具的
职工带来了极大不便；机械闭锁容易出故障，导致通风隐患。
为了解决上述问题，我矿设计了利用PLC控制的电动风门，实现了风门互锁、自动开启、反风时风门
不被反风门打开的功能。
1.功能设计
煤矿井下自动风门需要实现以下功能：
a.反风时，风门不被反向风流吹开；
b.人员经过时，自动开闭风门；
c.防夹功能；
d.双道风门互锁功能；
e.停电或故障时，风门能够手动打开；
f.风门漏风率符合标准。
2.实现方式
煤矿井下自动风门机械部分可采用吊塔式推拉风门，利用矿用隔爆型伺服电机带动丝杆滑台拖动风门或普通矿用隔爆型电机经减速箱带动链条拖动风门，电控部分采用PLC进行控制。
3.机械部分设计
机械部分由门框、门扇、固定装置、吊梁、导轨、驱动装置组成。
电动风门通过驱动装置，驱动门扇左右行走，实现风门的开闭。
左右开闭的风门可确保不被反向风流吹开。
伺服电机驱动装置平台由伺服电机、丝杆平台、驱动装置构成，丝杆头部固定在风门腰部侧边，丝杆平台安装在非行人侧，丝杆长度1.4米，确定行程约1.2米，靠驱动装置精准限位，无需定位传感器。
普通矿用隔爆型电机带动减速箱的驱动装置，由矿用隔爆型异步电动机、减速箱、链条、棘轮、本安型强力电磁铁、衔铁构成，本安型强力电磁铁固定在风门门扇上方，衔铁固定在链条上，本安型强力电磁铁底座处设置定位传感器，感应到衔铁时，电磁铁带电吸合。
风门开闭时，电机转动通过减速箱、棘轮带动链条上的衔铁左右行走，吸合的电磁铁带动门扇行走，实现风门开闭。
链条行走行程约1.2米，在门扇靠驱动装置侧安装永久磁铁，利用两道接近传感器作为左右定位开关，确定风门的“开到位”、“关到位”两个位置，减速箱处安装行程开关，左右后备保护开关。
设置减速箱刹车装置，开闭到位后，利用电磁铁吸附减速箱轴端法兰，减小风门冲击力度。
1.保护功能设计
4.1反向风流时不被打开
风门采用左右推拉开合的方式，确保不被反向风流打开，同时具备正向风门和反向风门的功能[1]。
4.2防夹功能
在风门门框处设置红外感应传感器，感应到人员经过时，风门不得关闭；伺
服电机设置合适力矩至不危及人员安全；选择合适的本安型强力电磁铁，其切向
力不得危及人员安全，衔铁设计为斜面，遇到较大阻力时，电磁铁与衔铁能够及
时脱扣。
4.3.双道风门互锁功能
根据《煤矿安全规程》第一百四十四条规定，本自动风门系统设计采用程序
互锁、电气互锁功能，实现风门联锁。
4.4停电或故障时，风门能够手动打开
在停电、设备故障、紧急停止等无动力情况下，需要手动开启风门。
伺服电
机驱动装置，丝杆平台较为平滑，可手动推拉风门；防爆电机利用电磁铁驱动装置，断电后，电磁铁失电后自动脱扣。
4.5风门漏风率符合标准
为了降低漏风量，门框竖边采用8#槽钢制作，槽钢内侧底部粘贴阻燃缓冲垫，门扇采用60×40mm方管左右骨架，利用3mm钢板蒙皮；门扇超过吊塔两根横梁，横梁与门扇间的间隙加焊Ф6mm钢筋,门扇底部粘贴阻燃垫，地板找平减少门缝
间隙，有效降低漏风风量。
1.电控部分设计
5.1控制逻辑
1、自动风门的控制逻辑，既要满足自动开闭功能，也要符合煤矿井下通风
的相关要求。
控制流程图如下：
图1
5.3电控装置安装
利用跑车防护装置矿用隔爆型电控箱，不改变电控箱内部结构、配件，只对程序进行更改。
在风门的前方、后方、门框处各设置感应传感器1个，用于实现风门开启和防夹功能，外部设置手动开、闭、急停按钮，在传感器失灵等特殊情况时，可实现手动控制。
5.4程序编写
自动风门部分电控梯形图如下：
图2
5.4.1单扇风门开启
风门传感器收到信号后，X1或X2闭合，Y0继电器闭合输出，风门开启。
5.4.2单扇风门关闭防夹功能
设计利用两段程序实现风门延时自动关闭和防夹手功能，风门开到位后，M1接通，计时器T0开始工作，到达设置时间后风门关闭；若传感器收到信号，X1或X2闭合变成打开，T0开始重新及时，风门按照开启程序进行。
5.4.3两道风门闭锁
在两扇风门开启程序段中加入另一扇风门开启常闭信号，A扇风门开启时，B 扇风门控制程序段中，A扇风门开启继电器常闭点Y0变打开，B扇风门Y3无法闭合，反之B门先开启时，A扇风门Y0无法闭合。
同时两道风门动作接触器设置电气互锁，一边开启时，另一边无法开启。
6.结语
自动风门的应用，提升了矿井自动化水平，为井下工人带来便利，减少因手动开闭引起未关风门或未关好等情况，保障矿井通风安全。
参考文献
[1] AQ1028-2006.煤矿井下多水平排水智能控制系统的研究[S]. 国家安全生产监督管理总局，2006.
[2] 吴卫荣. 传感器与PLC技术[M]. 中国轻工业出版社, 2006.
作者简介：陈其晖 1985年11月出生男福建省大田县大学本科仙亭煤矿矿山机电高级工程师。