立风井双门式防爆系统技术方案

本发明专利技术公开一种立风井双门式防爆系统，所述防爆系统主要由山墙体（2）、门体（3）、缓冲框架（4）、柔性缓冲墙（5）组成，山墙体和缓冲框架分别固定于井口钢混基座（1）上，缓冲框架左右两侧的上、下横梁上分别按固定间距对应设置小孔，柔性缓冲墙由若干串状缓冲单元组成，所述串状缓冲单元对应固定于缓冲框架左右两侧上、下横梁的小孔内，门体（3）分别通过门轴合页（6）安装于缓冲框架（4）的短立柱上，门体（3）的两端支撑在山墙体上，本发明专利技术可快速泄爆并自行复位，具有较高的抗爆性能，适用于新、旧风井建设。

【技术实现步骤摘要】
立风井双门式防爆系统
本专利技术涉及一种可快速开启和复位的煤矿立风井防爆门，是保护矿井主通风机免受爆炸冲击波毁伤的防护装置，属于矿井通风安全

技术介绍
按照我国安全法规要求，在煤矿通风系统中，回风井口应安装防爆门。防爆门的作用是利用冲击波直线传播特性，快速泄放井下爆炸产生的冲击气流，从而保护矿井主通风机免遭损坏。目前，我国煤矿立风井普遍采用一种伞盖式防爆门，它由门体、密封油槽、滑轮架、配重等组成。这种防爆门已被众多事故证实存在以下严重缺陷：①防爆门被冲开后，上升和下落过程中受力往往不均衡，门体容易发生偏移、偏转，下落后难以自行复位，导致大量漏风，甚至风流短路；②防爆门无缓冲和限位装置，抗爆能力低，爆炸威力强大时，防爆门被冲飞而远离井口。防爆门被冲飞落地后，即便外形完好，在没有缺少吊装机械的情况下，依靠人力很难重新盖上，从而导致井下主通风系统长时间无法恢复，错失抢险救援时机，造成事故扩大化。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术目的在于针对现有防爆门的技术缺陷和安全隐患，提出一种可快速泄爆并自行复位的双门式防爆系统。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案如下所描述：立风井双门式防爆系统，其特征在于,所述防爆系统主要由山墙体（2）、门体（3）、缓冲框架（4）、柔性缓冲墙（5）组成，所述山墙体（2）和缓冲框架（4）分别固定于井口钢混基座（1）上，缓冲框架（4）包括横梁、长柱和短柱，缓冲框架（4）左右两侧的上、下横梁上分别按固定间距对应设置小孔，柔性缓冲墙（5）由若干串状缓冲单元组成，所述串状缓冲单元对应固定于缓冲框架（4）左右两侧上、下横梁的小孔内，所述门体（3）为两扇，分别通过门轴合页（6）安装于缓冲框架（4）的短立柱上，所述门轴合页（6）包括轴座（6-1）、轴瓦（6-3），在轴座（6-1）与轴瓦（6-3）之间设有柔性缓冲套（6-2），门体（3）的两端支撑在山墙体上，在横跨井口的钢混基座上设置支撑横梁（7），所述支撑横梁（7）为一箱体梁，支撑横梁（7）上部两个坡面分别与两扇门体（3）接触，在缓冲框架（4）的横梁上方拐角处设置滑轮架（8），钢丝绳（9）缠绕在滑轮架上，钢丝绳（9）一端挂接变质量配重（10），另一端绕过滑轮架（8）与门体（3）连接。进一步，所述柔性缓冲墙（5）的串状缓冲单元包括弹簧拉杆（5-1）和若干缓冲块（5-2），所述缓冲块（5-2）分别穿套在弹簧拉杆（5-1）上，所述串状缓冲单元的两端对应插入缓冲框架左右两侧上、下横梁的小孔内，并采用螺母和锁扣固定。进一步，所述柔性缓冲墙（5）的串状缓冲单元包括弹簧拉杆（5-1）、若干缓冲块（5-2）及托盘（5-3），所述缓冲块（5-2）与托盘（5-3）相粘接，并穿套在弹簧拉杆（5-1）上，所述串状缓冲单元的两端对应插入缓冲框架左右两侧上、下横梁的小孔内，并采用螺母和锁扣固定。进一步，所述变质量配重（10）由若干配重块串联而成，变质量配重（10）共设置4组，每组变质量配重配设一个圆筒状底座（11）。进一步，其特征在于,所述缓冲框架（4）的长、短立柱底端均焊接有法兰盘和加强筋，并采用螺栓连接固定于锚注在钢混基座上的柱座上。进一步，其特征在于,所述山墙体（2）为三角形钢结构墙体或钢混浇注墙体，在山墙体（2）两侧坡面上铺设密封条（12）。进一步，其特征在于,所述支撑横梁（7）与门体（3）接触的两侧坡面上铺设密封条（12），支撑横梁（7）的坡面角度等于山墙体的坡面角度，支撑横梁（7）的下部为楔形。进一步，其特征在于,所述门体（3）由门体框架和门板组成，门板以焊接、粘接或铆接的方式固定于门体框架上，门板为单层、双层或多层。进一步，其特征在于,所述滑轮架（8）共设置4组，分别采用螺栓连接固定于缓冲框架（4）的横梁上方拐角处。本专利技术的有益效果如下：（1）采用柔性缓冲墙、柔性缓冲套保护门体、门轴合页等关键部位，使防爆系统具有较高的抗爆性能；（2）采用变质量配重，保证防爆系统在各种状态下正常开启和闭合；（3）采用支撑横梁，除支撑门体外，还降低密封难度，提高了密封的可靠性，支撑横梁迎波面为楔形，可减小冲击波对其冲击；（4）当井下发生爆炸时，门体冲开后，高压冲击气流泄放路线上除支撑横梁外，无其它障碍物，对泄爆有利；（5）在不影响正常通风的情形下，可对现有防爆系统进行替换改造作业，同时适用于新、旧风井建设。附图说明图1是本专利技术立风井双门式防爆系统闭合状态时的立体结构示意图；图2是本专利技术立风井双门式防爆系统完全开启状态时的立体结构示意图；图3是本专利技术立风井双门式防爆系统有托盘缓冲单元的立体结构示意图；图4是本专利技术立风井双门式防爆系统无托盘缓冲单元的立体结构示意图；图5是本专利技术立风井双门式防爆系统门轴合页的立体结构示意图。图中，1为井口基座，2为山墙体，3为门体，4为缓冲框架，5为柔性缓冲墙，5-1为弹簧拉杆，5-2为缓冲块，5-3为托盘，6为门轴合页，6-1为轴座，6-2为柔性缓冲套，6-3为轴瓦，6-4为门轴，7为支撑横梁，8为滑轮架，9为钢丝绳，10为变质量配重，11为配重底座，12为密封条。具体实施方式下面结合附图和具体实施例来对本专利技术进行描述。一种立风井双门式防爆系统，如图1所示，主要由山墙体2、门体3、缓冲框架4、柔性缓冲墙5、门轴合页6、支撑横梁7、滑轮架8、钢丝绳9、变质量配重10等组成。山墙体2为三角形钢结构墙体，或为钢混浇注墙体，用于支撑门体3，其两侧坡面上铺设密封条12。门体3由门体框架和门板组成。门体3通过门轴合页6安装于缓冲框架4上，如图5所示，门轴合页6的轴座6-1、轴瓦6-3之间设有柔性缓冲套6-2,缓冲框架4由6根横梁、4根长柱、若干短柱构成，整体安装于井口钢混基础1上。柔性缓冲墙5由弹簧拉杆5-1、缓冲块5-2、托盘5-3构成，如图3所示。弹簧拉杆5-1将装有缓冲块5-2的托盘5-3穿联成串状缓冲单元，两端采用螺母和锁扣，固定于缓冲框架4的上下横梁之间。也可不使用托盘5-3，如图4所示，将缓冲块直接穿套在弹簧拉杆上，构成缓冲单元。缓冲单元紧挨排列布置，构成柔性缓冲墙5。支撑横梁7为一箱体梁，横跨井口，固定于井口钢混基座上，其作用是支撑门体3，其与门体3接触的两侧坡面上铺设密封条12。滑轮架8采用螺栓连接，固定于缓冲框架4上部，共设置4组。变质量配重10是由若干配重块串联而成，挂接在牵引钢丝绳9一端,牵引钢丝绳9另一端绕过滑轮架，同门体3连接。每组变质量配重10配设一个圆筒状底座11，用于约束配重块。如图1所示，在正常通风状态下，防爆系统的两扇门体3在自重和通风机负压作用下，盖在井口上方。门体3同山墙体2、支撑横梁7的接触面上安装有密封条12，以消除或减少漏风。门体盖严后，同水平面形成一定坡度，可避免雨水积聚。在停风状态下，防爆系统门体3因失去负压作用，在配重10牵引下，旋开至某一位置，可实现自然通风。进行反风时，扣上反风锁扣即可。如图2所示，当井下发生爆炸时，防爆系统门体3在爆炸冲击波、配重10作用下，快速开启，加速旋转，撞击柔性缓冲墙5，而后弹回，再次受到高速气流冲击，第二次撞向柔性缓冲墙5，往返震荡，直至冲击气流消失。爆炸冲击波过后，门体3在自重作用下，旋转下落，同时配重10逐渐发挥作用，门体3在自重、配重10共同作用下，悬停本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立风井双门式防爆系统，其特征在于, 所述防爆系统主要由山墙体（2）、门体（3）、缓冲框架（4）、柔性缓冲墙（5）组成，所述山墙体（2）和缓冲框架（4）分别固定于井口钢混基座（1）上，缓冲框架（4）包括横梁、长柱和短柱，缓冲框架（4）左右两侧的上、下横梁上分别按固定间距对应设置小孔，柔性缓冲墙（5）由若干串状缓冲单元组成，所述串状缓冲单元对应固定于缓冲框架（4）左右两侧上、下横梁的小孔内，所述门体（3）为两扇，分别通过门轴合页（6）安装于缓冲框架（4）的短立柱上，门体（3）的两端支撑在山墙体上，在横跨井口的钢混基座上设置支撑横梁（7），所述支撑横梁（7）为一箱体梁，支撑横梁（7）上部两个坡面分别与两扇门体（3）接触，在缓冲框架（4）的横梁上方拐角处设置滑轮架（8），钢丝绳（9）缠绕在滑轮架上，钢丝绳（9）一端挂接变质量配重（10），另一端绕过滑轮架（8）与门体（3）连接。

【技术特征摘要】
1.一种立风井双门式防爆系统，其特征在于,所述防爆系统主要由山墙体（2）、门体（3）、缓冲框架（4）、柔性缓冲墙（5）组成；所述山墙体（2）和缓冲框架（4）分别固定于井口钢混基座（1）上，缓冲框架（4）包括横梁、长立柱和短立柱，缓冲框架（4）左右两侧的上、下横梁上分别按固定间距对应设置小孔；柔性缓冲墙（5）由若干串状缓冲单元组成，串状缓冲单元包括弹簧拉杆（5-1）、若干缓冲块（5-2）及托盘（5-3），所述缓冲块（5-2）与托盘（5-3）相粘接，并穿套在弹簧拉杆（5-1）上，所述串状缓冲单元的两端对应插入缓冲框架左右两侧上、下横梁的小孔内，并采用螺母和锁扣固定；所述门体（3）为两扇，分别通过门轴合页（6）安装于缓冲框架（4）的短立柱上，所述门轴合页（6）包括轴座（6-1）、轴瓦（6-3），在轴座（6-1）与轴瓦（6-3）之间设有柔性缓冲套（6-2），门体（3）的两端支撑在山墙体上；在横跨井口的钢混基座上设置支撑横梁（7），所述支撑横梁（7）为一箱体梁，支撑横梁（7）上部两个坡面分别与两扇门体（3）接触；在缓冲框架（4）的横梁上方拐角处设置滑轮架（8），钢丝绳（9）缠绕在滑轮架上，钢丝绳（9）一端挂接变质量配重（...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉宁，宋维宾，王永龙，王振锋，黄小明，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41