一、產(chǎn)品定義與功能定位

煤礦用回風斜風井防爆門是安裝在礦井回風斜井井口的關(guān)鍵安全設(shè)備，主要用于：

1. 爆炸能量釋放：當井下發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸時，快速開啟以釋放沖擊波能量，保護井筒結(jié)構(gòu)。

2. 風流控制：在正常通風狀態(tài)下，通過微開啟狀態(tài)調(diào)節(jié)井下風量，確保通風系統(tǒng)穩(wěn)定。

3. 火焰逆流阻斷：爆炸后通過密封系統(tǒng)防止火焰和有毒氣體逆流至井筒，避免二次災(zāi)害。

二、核心結(jié)構(gòu)與技術(shù)特征

2.1 門體系統(tǒng)

• 材質(zhì)：采用Q345B低合金高強度鋼，門體骨架壁厚≥20mm，抗拉強度≥470MPa。

• 結(jié)構(gòu)形式：桁架式框架結(jié)構(gòu)，通過有限元分析優(yōu)化應(yīng)力分布，確保在1.0MPa沖擊波作用下不發(fā)生塑性變形。

• 開啟角度：正常通風時5°~15°，爆炸時最大開啟85°，配備液壓限位裝置防止過度旋轉(zhuǎn)。

2.2 鉸鏈與軸承系統(tǒng)

• 鉸鏈材質(zhì)：40Cr合金鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度HRC22~28，沖擊功≥34J（-20℃）。

• 軸承類型：雙列圓錐滾子軸承（型號32218），額定動載荷153kN，可承受徑向與軸向復(fù)合載荷。

• 潤滑設(shè)計：采用集中潤滑系統(tǒng)，每班自動注入2號極壓鋰基潤滑脂，軸承溫度≤60℃。

2.3 密封系統(tǒng)

• 初級密封：硅橡膠密封條（邵氏硬度70A±5），預(yù)壓縮15%~20%，耐溫范圍-50℃~200℃。

• 次級密封：氣動膨脹式密封囊（材質(zhì)氯丁橡膠），充壓0.3MPa時與井筒間隙≤3mm，漏風率≤2%。

• 密封壓力調(diào)節(jié)：由比例減壓閥（DR10-5-5X/315Y）動態(tài)控制，支持手動/自動切換。

三、工作原理與動態(tài)響應(yīng)

3.1 正常通風模式

• 門體通過配重系統(tǒng)（質(zhì)量計算見公式）保持微開啟狀態(tài)，開啟角度由風速傳感器（量程0~15m/s）反饋至PLC控制系統(tǒng)。

• 通風量調(diào)節(jié)范圍：500~3000m3/min，符合《煤礦安全規(guī)程》對回風井風量的要求。

3.2 爆炸響應(yīng)流程

1. 沖擊波識別：井筒內(nèi)壓力驟增至0.5~1.0MPa，壓力傳感器（量程0~1.5MPa）觸發(fā)防爆門動作。

2. 門體快速開啟：鉸鏈結(jié)構(gòu)允許門體繞軸線旋轉(zhuǎn)，最大開啟角度85°，確保沖擊波能量充分釋放。

3. 次級密封激活：當井筒內(nèi)壓力降至0.3MPa以下時，密封囊自動充壓至0.3MPa，形成二次密封。

3.3 復(fù)位與恢復(fù)

• 手動復(fù)位：使用液壓推桿（推力50kN）將門體歸位，開啟角度從85°降至5°，耗時≤10分鐘。

• 自動復(fù)位（可選）：配備電動執(zhí)行機構(gòu)（扭矩1000N·m），PLC控制液壓系統(tǒng)在3分鐘內(nèi)完成歸位，精度≤0.5°。