矿井抗底鼓、可伸缩风门门钩技术改造与应用

宋轲

摘 要：平煤股份八矿现处于水平过渡时期，矿井采深不断加大，矿压、巷道底鼓等问题日益凸显，矿井所构筑永久通风设施多次被压坏，尤其是永久风门构筑后不到半年，因底鼓挤压风门造成开关困难，严重影响着矿井通风系统稳定和矿井安全生产。针对以上技术难题，我们深入现场经过多次技术改造，通过研究试验，取得了良好的效果，文章介绍了风门防底鼓工艺改造的具体实施方案。

关键词：抗底鼓；可伸缩；门钩；技术改造

1 矿井概况

平煤股份八矿位于平顶山市区东部，行政区域隶属于平顶山市卫东区。矿井东西走向长12.5km，南北倾斜宽3.36km，面积42.41km2，井田内主要可采煤层有己16-17、己15、戊9-10、丁5-6四层。四层主采煤层总厚度为11.62m。该矿设计生产能力300万t/年，矿井一、二水平采用大巷、采區上下山开拓方式，走向长壁全部垮落采煤法，一水平标高-430m，二水平标高-693m，分东西两翼同时开发。截至2014年年底，可采储量18556.1万t，剩余服务年限36年。

2 矿井通风设施概况

目前，平煤股份八矿共有两个水平同时开采，处于水平过渡时期，矿井采深已达960m，矿压不断增大，通风系统及生产布局也发生着重大变化，一水平矿井通风路线不断加长，老采区、新采区通风设施数量大幅度增多，通风设施管理难度日益加大。现在八矿一水平有：丁一、丁四、戊四、己三、己三扩大、己四采区、己五采区。二水平有：戊一、己一采区。新、老采区共有永久风门72组164道，可查永久密闭76道、永久挡风墙60道，永久风桥5处。

3 通风设施存在问题

随着矿井逐步向深部延伸开采，矿井巷道压力不断增加，大部分巷道变形速度快，巷道底鼓、侧压严重。由于矿山压力日益凸显，所构筑矿井通风设施最短的在1个月内就出现墙体压裂、墙体变形等问题，尤其是矿井永久风门，因底鼓问题挤压风门门扇，造成风门三天两头不能开关，使用单位不断反映风门使用困难等问题，矿井通风部门多次安排维修人员对风门进行维修。以八矿二水平戊二回风上平台和丁5.6-14210机巷设备道风门为例，由于底板压力增大，底板鼓起，风门擦道，经常出现风门不自关、关不严，漏风严重，且维护相当困难。半年内经过了6次重建，19次维修，多次重建和维修不仅浪费了大量的人力、物力，而且给安全生产带来了很大隐患。

为了使通风设施完好，保证通风系统稳定运行，必须对通风设施进行技术、工艺改造，使风门门扇能够实现上下调节，减少不必要的人工维修投入，缩减工人劳动强度。

4 矿井现有永久风门技术工艺

平煤股份八矿现有永久风门使用木质材料制作，规格有1.9×2.2m2，1.7×1.8m2等，根据矿井现有巷道设计规格，该矿大部分风门规格为1.9×2.2m2。每道风门分正反门扇，正门厚度40mm，反门厚度60mm，门扇均刷漆，门带上下装置铁质槽钢。正反门扇使用单层板掏槽错缝，槽深10mm。正、反风门使用200mm2方木做门框，门框腿子朝开启方向倾斜一定角度，正、反门框下扎120mm，外扎60mm。安装门扇时调好门轴中心定位钻孔，穿好门轴，挂上风门，调整门轴及固定螺丝，直到风门开关自如。

现有风门门钩为一头穿门门轴，长约250mm，直径18mm，安装风门时先在门框上钻20mm钻孔，然后将门轴长端穿向门框，加螺丝进行固定。门钩另一头长约60mm，直径12mm，安装时门轴朝上，挂门时将门扇上面的套管套在门钩短端，然后接缝处涂油，即可实现风门开关自如，灵活轻便。

5 矿井永久风门工艺改造技术

为了使风门在底鼓的环境下服务的年限更久，我们对风门门钩进行了技术改造。传统风门门钩设计不能使风门门扇进行上下调节，我们经过多次现场观察和研究，认为可以在风门门钩上面下功夫，即将传统的固定模式门钩改造为调节模式门钩，实现门扇上下活动。

新式门钩的制作工艺是：采用80（宽）×300（长）×15（厚）mm3钢板为底座，在钢板的正中间钻一个直径20mm的钻孔，用于固定于门框上直径为18mm的门轴上，钢板四周钻四个小孔，可以钉在门框上，防止受力不均四处游动。然后在钢板的上下焊接两块80×20×60mm3的挡板，上下挡板间距180mm，距离挡板外沿10mm处上下各钻一个孔径为20mm的钻孔，用于穿直径为18mm的可移动门轴。门钩在门框上固定牢固后，即可进行门扇安装。改造后的门钩安装后，门钩中间有120mm可上下活动的富裕空间，如果巷道出现底鼓，可以在移动门轴低端加螺丝衬垫进行风门门扇向上移动，以实现风门门扇上下升降和伸缩调节。

6 应用效果和推广使用情况

通过门钩工艺技术改造，从而实现了风门门扇能够上下就行调节，克服了因底板鼓起造成风门蹭道、关不严现象，使风门的耐久性有了较大提髙，延长了服务年限，减少了风门因承受巷道底鼓的压力进行维修的力度，减少了通风设施的维护量，有效地控制了维修、拆建风门投入的人力、物力，同时增强了通风设施的抗灾能力。

该永久风门门钩技术改造后，应用于己15-22060风巷设备道永久风门处，取得了良好的效果，我们下一步将在全矿井推广使用。

7 技术创新点

新研制的矿井风门门钩，制作工艺简单，可收集、利用废弃钢板、圆钢等材料进行制作，既节约材料费又利用了废弃材料；并且该产品投入使用后，应用效果十分明显，风门如果出现巷道底鼓造成的蹭道、开关困难问题时，不再需要人工锯门板或重新打眼启门以解决问题，直接可以利用门钩的升降、伸缩技术对风门风门进行上调，既节省了劳动力和工时利用，又确保了永久风门经久耐用、牢固可靠，值得广泛推广。

8 经济（社会）效益分析和结论

8.1 经济效益分析

经过改造后的门钩减少了维修风门费用，降低了维修成本，缩减了工时利用，预计每年可节约风门维修成本10万元。

8.2 社会效益分析

经过技术改造的永久风门，不仅可以增加风门的使用年限，还提高了风门的抗灾能力，其技术成果可在具有相同条件下的煤矿单位推广使用，社会效益显著。

9 结论

大采深多煤层开采，特别是巷道压力较大地点建造通风设施，不能采用传统的技术模式，必须在新环境下采用新的技术方案，技术随环境的改变而改变，以能够实现通风设施的稳定性和可靠性，不仅节省了大量的人力、物力，而且提高了通风设施的使用寿命，也增强了矿井的抗灾能力，保证了矿井的安全生产。