由于特殊的工況環(huán)境，礦井生產(chǎn)中對井下通風有著十分嚴格的要求。瓦斯積聚和瓦斯超限是礦井安全生產(chǎn)的重大隱患，這就需要通過不間斷地向礦井風井通風，來促進井下空氣流動，從而稀釋井下瓦斯?jié)舛龋苊饩植扛咄咚沟貛Оl(fā)生瓦斯超標現(xiàn)象影響礦井安全生產(chǎn)。風門系統(tǒng)在整套礦井通風裝置中是最為重要的，它控制著輸入井下風的通風量和通風方向。礦井風井需要不定期利用風門系統(tǒng)進行風機檢修倒機和故障倒機，而目前普遍采用停風倒機的方法進行日常倒機工作，即先停止主扇通風，然后通過調(diào)整風門實現(xiàn)通風風道的更換，再重新啟動主扇通風風機，這種倒機過程一般需要 5~10 分鐘時間，在這期間是停止向井下供風的[1]。而在礦井實際生產(chǎn)中許多高瓦斯礦井停風 1 分鐘就會出現(xiàn)局部瓦斯超標，特別是在正常通風情況下，井下巷道斷面大小、曲直角度和沿程阻力不同而形成的風速不同，停風時的風流慣性會造成亂風現(xiàn)象，過長的倒機時間是大多數(shù)礦井所不能承受的[2]。這就需要研發(fā)一種新型的風門系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不停風倒機，不僅可以大大縮短主扇風機倒機時間，而且可以在倒機過程中持續(xù)地為井下供風，避免因為瞬時的停風導(dǎo)致井下局部瓦斯超標，威脅到礦井的安全生產(chǎn)。新型風門系統(tǒng)的系統(tǒng)組成改進

新型風門系統(tǒng)中主要采用 3 類風門，包括立式閘板門、百葉窗式旋葉風門（臥式和立式兩種）和立式插板門，其中百葉窗式旋葉風門是新引入風門系統(tǒng)的一類風門，也是整套風門系統(tǒng)實現(xiàn)不停風倒機工作的關(guān)鍵所在。3 類風門各有其優(yōu)缺點，可以根據(jù)礦井的實際需要進行搭配組合，以組成最高效可靠的風門系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的風門系統(tǒng)，該新型風門系統(tǒng)在系統(tǒng)組成上有以下改進。

傳統(tǒng)的風門系統(tǒng)一般只有 4 套風門，即只有檢修門和主風門，特殊情況下甚至只有兩套，因此在倒機時必須先使主扇風機停止工作，等倒機完成后再開啟主扇風機通風。該新型風門系統(tǒng)推薦包含 6 套風門的風門系統(tǒng)，即檢修風門兩套，主副風門各兩套，這樣既可以保證主風門和副風門實現(xiàn) 3 風門或 4 風門聯(lián)動，從而在不停風狀態(tài)下平穩(wěn)地進行倒機操作，保證井下有足夠的通風量。同時，當主副風門出現(xiàn)故障需要檢修時，可以操作檢修風門工作，排除風道負壓對維修工作的影響，便于工作人員對故障風門進行維修或更換[3]。（2）風門驅(qū)動和控制

新型風門系統(tǒng)中每套風門都由配套的電動執(zhí)行器或者電動絞車驅(qū)動，重要電氣元件的防爆等級都符合礦井安全生產(chǎn)要求。風門系統(tǒng)中的所有風門采用集中控制，可以實現(xiàn)所有風門的遠程控制、現(xiàn)場控制、點動控制和手動控制。這樣既可以實現(xiàn)整套通風設(shè)備的集中化、科學(xué)化和高效化控制管理，保證不停風倒機時風門之間協(xié)調(diào)聯(lián)動，同時也可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)和處理風門工作中出現(xiàn)的故障，而且在發(fā)生電氣故障時，可以通過人工操作完成倒機工作，避免了電氣故障帶來的不可估量的損失。

新型風門系統(tǒng)中所有風門的框架等主要受力部分均采用 HG70 高強度鋼材制造，工藝上盡量采用整板成型，避免使用過多焊接工藝，并進行噴砂防銹處理。需要密封的地方采用強度和硬度適宜的橡膠密封條進行密封，條件允許的情況下也可以采用充氣密封方式進行密封，保證全關(guān)閉時漏風量不超過 1％。
百葉窗式旋葉風門

百葉窗式旋葉風門是新引入風門系統(tǒng)的一類自密型新式風門，也是整套風門系統(tǒng)實現(xiàn)不停風倒機工作的關(guān)鍵所在。圖 1 為臥式百葉窗式旋葉風門開啟和關(guān)閉時的現(xiàn)場實物圖，臥式百葉窗式旋葉風門在風門系統(tǒng)中作為副風門使用，而在傳統(tǒng)的風門系統(tǒng)中并不設(shè)置副風門。該風門行程為 90°，由部分回轉(zhuǎn)型電動執(zhí)行器驅(qū)動，可以通過調(diào)節(jié)旋葉風門的開啟角度控制通風量和風向，以旋葉風門為過渡可以實現(xiàn)主副風門之間的聯(lián)動，從而實現(xiàn)不停風倒機。

 

2.1 傳統(tǒng)的風門系統(tǒng)

圖 2 為傳統(tǒng)風門系統(tǒng)的主扇風機倒機示意圖，圖中表示的是兩個風道（1# 風道和 2# 風道）的風井。這種常規(guī)方式下的倒機需要先停止風道里的主扇通風機工作，關(guān)閉該風道里的風門，然后打開另一個風道里的風門，再啟動該風道里的主扇風機，從而實現(xiàn)整套通風系統(tǒng)的倒機[4]。這種停風倒機方式需要先停止工作風道里的主扇風機，即停止向風井供風，整個過程需要 5~10 分鐘，對于大多數(shù)礦井是無法承受的，極容易導(dǎo)致礦井局部瞬時的瓦斯突出，影響礦井的安全生產(chǎn)。

2.2 新型的風門系統(tǒng)

圖 3 為新型風門系統(tǒng)的主扇風機倒機流程圖，相比于傳統(tǒng)的風門系統(tǒng)，這種系統(tǒng)引入了前面介紹的百葉窗式旋葉風門作為風道的副風門。以圖 3 所示的流程 1# 風機向 2# 風機倒機為例，1# 風機正常工作向風井供風，首先要檢測 2# 風道的副風門（百葉窗式旋葉風門）是否已經(jīng)打開，如果沒有打開或者沒有完全打開，則需要首先完全開啟 2# 風道的副風門，然后啟動 2# 風機，待 2# 風機完全運行后關(guān)閉 1# 風機，在 1# 風機關(guān)閉的同時打開 2# 風道的主風門并且關(guān)閉 2# 風道的副風門，等以上所述的 3 套風門都完全到位后打開 1# 風道的副風門，完成 1# 風機向 2# 風機的不停風倒機工作。這種風門系統(tǒng)在進行倒機工作時始終有一個風道的主扇風機工作，保證持續(xù)向風井供風，而不存在系統(tǒng)停止供風的情況。引入的副風門作為倒機時的過渡風門和輔助風門，在倒機時不僅可以通過副風門向風井供風，而且可以通過副風門平衡風壓，減少主風門開閉時的阻力，使得風門運行更平穩(wěn)更快速。

圖 4 為新型的風門系統(tǒng)的主扇風機倒機示意圖，從圖中可以看到兩個風道上方都添加了副風門（百葉窗式旋葉風門），倒機過程中主副風門發(fā)生聯(lián)動（可以是 3 風門聯(lián)動，也可以是 4 風門聯(lián)動，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境選擇，圖 4 是 4 風門聯(lián)動[6]），至少有一個風道可以在倒機過程中向風井內(nèi)供風，而不會發(fā)生停止供風的情況，而且聯(lián)動過程中幾套風門同時動作，大大縮短了倒機時間，可以有效避免倒機過程中因停風而造成局部瓦斯含量超標。