作者单位：陕西科美机电设备有限公司

 

　　摘 要 ：本文介绍了一种矿用智能型全自动平衡风门的设计，系统组成，工作原理，性能特点，与其它光控风门，气动风门相比，该新型风门系统具有设计新颖，符合煤矿实际，控制可靠，关闭自如，两风门具有电磁闭锁功能和防夹车（人）功能。该风门的广泛应用解决了煤矿通风系统中防止风短路的安全问题。

　　关键词：煤矿安全；智能型；自动检测；自动开闭；电磁互锁；平衡风门。

　　一、概 述

　　我国煤炭工业属劳动密集型产业，远远落后于美国，澳大利亚等国的技术密集型和资本密集型的煤炭工业。突出表现在劳动生产率和投入产出效益低下，自动化程度低，灾害性检测及预防技术进步很慢。2009年我国煤炭工业国有重点企业人均全员工效为4.5吨/人，与此相比，同期美国煤炭工业的全员工效为45吨/人，英、德国家煤炭工业的全员工效为20吨/人。煤炭企业生产成本和出口成本高昂，在国际上竞争很弱。对于我国煤炭行业这样一个以粗放式经营，劳动密集型为主，灾害性检测预防及自动化程度较低为主要特征的行业，大力开发和应用高新技术，是改变目前落后现状，转变经济增长方式的必由之路。因此加强煤矿安全设施，工业自动化、信息化技术水平已迫在眉睫。

　　煤矿井下巷道纵横交错、相互贯通，为了保证风流沿着设计的方向流动，需在两联络巷中设置风门设施对风流进行控制，若风门设施出现问题，就会出现漏风和风流短路、紊乱及有害气体涌出等现象，而导致通风系统失控，诱发重大灾害事故发生。因此，风门设施在通风系统中起着重要作用，务必安全可靠。我国早期大多数煤矿使用木质单扇风门，后一些煤矿使用铁门，都为人力启闭，但由于井下负压大，造成开启风门时阻力大，关门时动量大，过风门行人、行车困难，风门关闭速度快，易出现风门碰车碰人事故；风门闭锁不可靠，给通风系统造成极大隐患；风门自动化程度低，司机要下车开门及关闭风门，劳动强度大，运输效率低。针对诸多问题，我们在吸取众多矿用风门之优缺点后，研制成功了智能型全自动平衡风门，经多家煤矿使用，取得了满意效果。

　　一、 系统组成

　　该系统是新一代全自动智能型风门系统，系统采用智能化、控制功能超强的日本产PLC控制器，先进的行人车辆位置检测、中文语音提示、红绿灯信号指示及电子闭锁控制技术，配置我公司生产的平衡式透视无压风门，有效防止因风流短路对煤矿安全生产带来的危害，实现了风门的自动启动、关闭，减小了操作人员的强度，使现代化数字矿井必备安全设备。

　　系统由KXJ—0.5/127型矿用隔爆兼本质安全型电源控制箱，ZPC红外光控停车检测箱，ZPC红外光控警戒检测箱，XHH9矿用本质安全型声光语言报警箱，GFK2矿用本质安全型风门开闭状态传感器，KDCS12电磁电子锁,ZMC电液执行机构,手动按钮及MF平衡式透视无压风门等组成。

　　二、 系统特点

　　（1）采用设计新颖、反应灵敏、抗干扰性强的进口红外传感器，确保系统的高灵敏度；

　　（2）采用日本产欧姆龙PLC控制器及远程数字通讯技术，抗干扰性能好；

　　(3) 为了确保通行安全，风门设有停车线、安全线、可有效防止车辆与风门挤碰。

　　（4）充分考虑使用的安全性，在国内首次使用软连接，在停电的情况下，可以通过手动操作打开、关闭风门，完全避免了夹人夹车事故的发生；

　　(5)执行机构采用一集化电液装置，系统安装简单，使用方便，便于维护。

　　四、工作原理

　　系统组成如图所示，自动风门控制装置安装在需要进行风量控制的巷道中，装置有两个风门A、B, A风门装有：红外光电停车线TA1，红外光电停车线TA2，红外光电警戒线JA1, 红外光电警戒线JA2, 触控传感器AK1, 触控传感器AK2,开门传感器KM1,关门传感器KM2, 声光报警箱SA1, 声光报警箱SA2,电磁锁DS1, 电液执行机构A。B风门装有：红外光电停车线TB1，红外光电停车线TB2，红外光电警戒线JB1, 红外光电警戒线JB2, 触控传感器AK3, 触控传感器AK4,开门传感器KM3,关门传感器KM4, 声光报警箱SB1, 声光报警箱SB2,电磁锁DS2，电液执行机构B。

　　工作时风门A、B处于关闭状态，当机车、人员需要通过巷道中风门A时，停（遮挡）在红外光电停车线TA1，电控器检测到车、人通过信号后，首先关闭电磁锁DS2,使B门闭锁，同时控制报警箱SB1、SB2点亮红灯，禁止B门通行，以及声音报警“前方风门已开，请耐心等待”，然后控制风门A电液执行机构自动打开风门，检测到开门传感器KM1信号后，停止打开动作，人、车进入风门A，同时控制报警箱SA1、SA2点亮绿灯，以及声音报警“风门已开，快速通过，注意安全”， 当机车、人员通过风门A，停（遮挡）在红外光电停车线TA2，电控器检测到车、人通过信号后，自动控制关闭风门A，等待风门A可靠关闭，即检测到关门传感器KM2信号后，停止关闭动作, 报警箱SA1、SA2点亮黄灯，打开电磁锁DS2,A风门和B风门进入待机状态；当机车、人行到B风门时，过程同前。反向通过时控制过程同样进行控制，以保证同一时间内最少有一个风门处于关闭状态。

　　手动操作情况下，人、矿车需要通过风门时，从A门进入，将按AK1触控传感器（开），A门自动打开，开门到位后，自动停止位置，通过风门A后，通过操作AK2触控传感器（关），关闭风门,到位后，自动停止，如不按AK2,延迟一段时间后，自动关门。到达风门B后，按动AK3（开），B门自动打开，开门到位后，自动停止，按动AK4（关），关闭风门B，到位后自动停止位置，如不按AK4（关），延迟一段时间自动关闭。

　　五、主要技术参数

　　1电源控制器

　　（1）工作电压：660/380/127VAC±10%/50Hz；

　　（2）本安参数：

　　ａ.Ｕ0:18VDC I0:1000mA ； c.外部允许分布电容：0.1ｕF/Km；

　　ｂ.Ｕ0:12VDC I0:1300mA ；d.外部允许分布电感：1mH/Km；

　　（3） 外形尺寸：525mmX280mmX455mm

　　（4） 重量：92kg。

　　（5）防爆型式：矿用隔爆兼本质安全型，防爆标志：Exd[ib]I。

　　2　本质全安型声光语言报警箱

　　(1) 输入电压　DC18V ；

　　（2） 输入电流　DA100mA ；

　　(3) 音响声级

　　报警箱响度不小于85dB（A计权）；

　　(4) 光可见度

　　报警箱的发光二极管发出的光应在黑暗中20m内可见；

　　（5）外形尺寸及质量

　　外形尺寸 315mm×160mm×85mm（宽×高×厚）；

 
　　重量 约4.5kg。

　　（6）防爆型式　矿用本质安全型　　防爆标志“ExibI

　　3　矿用本质安全型红外传感器

　　（1） 输入电压　DC18V；

　　（2） 工作电流　≤100mA；

　　（3） 检测距离 >6米；

　　（4） 外形尺寸 300mmХ230mm×800mm;

　　（5） 重量：5kg；

　　（6） 防爆型式　矿用本质安全型　　防爆标志“ExibI”；

　　4　矿用磁感传感器

　　（1）动作距离：5mm-30mm;

　　（2）复位距离：20mm-50mm;

　　（3） 输出信号:一组常开接点；

　　（4） 接触电阻：≤0.2Ω；

　　（5） 接点容量：DC 24V /100Ma;

　　（6） 配套电缆：10m；

　　（7） 外形尺寸：120X40X65mm

　　（8） 重量：O.25kg。

　　5　矿用隔爆型电磁锁

　　（1） 额定电压：DC12V；

　　（2） 额定电流：≤350mA；

　　（3） 额定吸力：2800N；

　　（4） 工作方式：通电上锁，断电开锁；

　　（5） 外形尺寸：290X120X40mm

　　（6） 重量：3.5kg。

　　（7） 隔爆型式：矿用隔爆型，防爆标志：ExdI；

　　6 电液执行机构

　　（1）电动机 型号 YB2-90L-4,AC380V/660V2.5kw,防爆标志 ExdI；

　　（2）钢丝绳规格型号　6×37-Φ6；

　　（3）推拉速度　　　　110mm/s

　　（4）工作推力　　　 10000N；

　　（5）开门时间 7S

　　（6） 电缆　MYQ-0.3/0.5 3×1.5+1矿用移动轻型橡套软电缆；

　　（7）外形尺寸　　　 600×450×400（mm3）；

　　（8）重量　　　　　 80kg。

 

本网通讯员：孙 强

编 辑：晓岚