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鶴壁新星高分子復合板材阻燃風門研究應用

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一、   鶴壁新星高分子復合板材概述

在礦井通風系統中,通風設施占據著十分重要的位置,每一處通風設

施都或多或少的影響礦井的正常通風系統的穩定。尤其在復雜通風網絡礦井中,由于通風設施多,如果管理不善或通風設施的質量得不到保證,都會不同程度的打亂通風系統。如果一旦發生事故,通風設施遭到破壞,將可能破壞整個礦井的通風系統,而且通風設施的漏風往往在礦井漏風中占有很大的比重。

井下通風設施是否合乎要求,是影響礦井漏風量大小和有效風量高低的重要因素。質量不符合規定的通風設施對安全生產有很大的影響。對通風設施進行破壞或不按規定使用而造成的事故時有發生。

井下風門是重要的通風設施之一,它是可以使人員和車輛通過又能阻斷風流的通風設施。根據用途不同,風門大體分為行人風門、行車兼行人風門兩種。在建有風門的巷道中,至少要有兩道風門,間距要大于運輸設備的長度,以便一道風門開啟時,另一道風門是關閉的。風門分為普通風門和自動風門兩類,普通風門是采用人力開啟,利用風門自重和風壓差實現自行關閉。

多年來我國煤礦井下一直沿用手動木質風門,在過往車輛和行人多的聯絡巷,開關極為頻繁,兩道風門容易被同時打開,造成風流短路;在兩端壓差大的進回風聯絡巷道中,往往開啟時非常困難,關閉時沖擊力大,既容易擠傷行人又容易損壞門扇,造成嚴重漏風,影響通風系統的穩定性和煤礦的安全生產。

傳統的人工開啟的木質風門由于受風壓、污濁潮濕空氣、礦井地壓等多種因素的影響,存在著開啟困難、易于腐爛、維護困難等弊端。

由于木質風門存在著上述弊端,目前,部分煤礦采用鋼質風門,但鋼質風門不能從根本上解決風門的易于被腐蝕、腐爛等問題,同時鋼質風門遭碰撞時容易變形并因碰撞產生火花,對礦井的安全性帶來影響。

為解決這些問題,通風專業人員做了大量的工作,多年來也研制了許多改進型的風門,但始終沒有解決上述問題,為此我們研制了高分子復合板材阻燃風門,以期使風門設施從根本上跳出傳統套路的束縛,較好的解決上述問題,為礦井通風安全打下堅實的基礎。

二、   鶴壁新星高分子復合板材研究實施效果

1. 高分子風門材料

     為了解決傳統風門易變形、易燃、易被腐蝕、腐爛等問題,本風門從

風門的板材入手,使用日照哈頓高分子材料有限公司新型的高分子復合材料作為制作風門的板材,該材料具有強度高、阻燃、抗靜電、耐腐蝕的特點,該材料的燃燒性能和實測參數如下:

導電性能:

檢驗項目

標準值

實測值

上表面電阻平均值(Ω)

≤3.0×108

1.5×106

下表面電阻平均值(Ω)

≤3.0×108

1.3×106

 

燃燒性能:

檢驗項目

標準值

實測值

有焰平均值(S)

≤3.00

0.22

有焰最大值(S)

≤10.00

0.5

無焰平均值(S)

≤10.00

0.56

無焰最大值(S)

≤30.00

0.96

火焰擴展長度(mm)

≤280.00

<250

有焰平均值(S)

≤6.00

0.23

有焰最大值(S)

≤12.00

0.27

無焰平均值(S)

≤12.00

0.22

無焰最大值(S)

≤60.00

0.24

火焰擴展長度(mm)

≤250.00

<250


2. 鶴壁新星高分子復合板材研制的風門結構和工作原理

⑴.風門結構:

傳統風門都存在開啟比較困難的問題,為解決這一難題,本風門從結構上重新設計風門結構,改變風門的受力狀態,達到大大降低風門開啟阻力的目的。

本風門采用雙向開啟風壓平衡、四連桿連動結構,同時增加兩道風門氣動自動閉鎖機構。風門結構示意圖如下:


⑵.鶴壁新星高分子復合板材風門動作原理:

該風門采用反向對開結構,在風門上部安裝有平衡四連桿機構,采用平行四邊原理,兩扇門在連桿的作用下處于壓力平衡,給一扇門開的力量,同時給另一扇門關的力量,這樣,一開一關的力使風門處于力量平衡狀態,開啟風門的力量幾乎為零。在風門的轉軸處安裝有閉門器,風門開啟完成過人或過車后,在閉門器彈簧的作用下,風門自動關閉。

兩道風門的閉鎖由閉鎖汽缸來完成,處于本道風門的行程閥控制另一道風門的閉鎖。當本道風門敞開時,四連桿機構將行程閥的滾輪壓下,使行程閥處于P→A進氣狀態,控制另一道風門的閉鎖汽缸缸桿伸出,壓下并抵住安裝于風門上部的閉鎖楔型銷,該風門處于閉鎖狀態。當本道風門關閉,四連桿機構離開行程閥的滾輪,使行程閥處于A→R出氣狀態,控制另一道風門的閉鎖汽缸缸桿縮回,該風門閉鎖解除,風門開啟時,楔型銷可沿斜邊縮回。

在兩道風門的上端都安裝有風門語音報警器,該報警器由語音信號箱和磁控開關組成。當風門關閉時,設置在風門上端的語音信號箱綠燈亮。當風門打開時,設置在風門上的磁控開關產生信號輸出,使信號器啟動,語音信號箱由綠燈變為紅燈,喇叭發出音響并語音報警。當風門關閉時,語音箱停止語音報警,紅燈關閉,綠燈亮。

3. 鶴壁新星高分子復合板材風門主要技術特點

①. 風門采用反向對開結構結合平衡四連桿機構,實現了兩扇風門的壓力平衡,使得風門的開啟阻力非常小,行人開啟方便。

②. 改變了傳統的風門結構,由原來的單扇門改為雙扇門對稱結構,風門開啟由單向開啟改為雙向開啟。

③.改變了力的作用點,減少了開啟阻力,打開風門的作用力比傳統風門降低90%以上。

④.消除了關閉風門時的沖擊力,提高了過往人員的安全系數,保證過往行人的安全。

⑤.風門板材選用高分子復合材料,阻燃、耐腐蝕、抗靜電,使風門的使用壽命大大延長,是普通風門的數倍。

⑥.風門阻燃、抗靜電的特性滿足礦用風門的防火要求,大大提高了煤礦的安全性能。

⑦.風門結構新穎,設計合理,密封性好。采用閉門器使風門自動關閉,并實現兩道風門的氣動自動閉鎖,可有效杜絕風流短路現象。

⑧.與傳統的鋼制或木制風門相比,具有材料強度高,耐腐蝕,壽命長的優點,減少了風門維護和更換的大量工作,降低風門的維護成本。

⑨.實現了正、反風門的雙重功能,使“正反風門合二為一”使得該風門的適用范圍更加廣泛。

⑩.風門報警器的使用,可使行人及時了解風門現狀,保證行人安全,杜絕誤開現象,避免風流短路。

三、   鶴壁新星高分子復合板材工業性試驗

200 7年8月開始在姚橋煤礦西二軌道下口車場投入工業性試驗,目前該風門已經在該地點使用了3個月,受到了使用者的普遍好評,通過對該風門的實際使用和認真觀測,并取得了良好的經濟效益和社會效益。 

四、鶴壁新星高分子復合板材社會經濟效益

鶴壁新星高分子復合板材阻燃風門從安全角度出發,充分體現了以人為本的安全管理理念,其選材安全性強、原理先進,結構設計合理、實用,安全可靠,其使用壽命是傳統風門的5倍以上,具有較好的經濟效益。其突出的防火、阻燃性能,可大大提高礦井抵御自然災害的能力,防止火災、爆炸等事故對井下人員造成傷害,減少傷亡事故,同時,延緩火災的蔓延時間,為事故的搶救和處理爭取時間,保證井下人員的生命安全,這種巨大的社會效益是無法用金錢來衡量的。

五、   鶴壁新星高分子復合板材特點

鶴壁新星高分子復合板材阻燃風門原理先進、結構合理,實用性強,安全可靠,體現了如下的優越性:

1.開啟風門的阻力大大減小,杜絕了風門擠傷人的現象,以及風門的損壞。

2.由于風門實現了自動關閉、氣動閉鎖和語音報警功能,杜絕了風門不自關的現象,實現了風門至少一道關閉,杜絕了風流短路,保持通風系統的穩定。

3.該風門滿足風門防火要求,可大大提高礦山的安全性能,大大減輕井下突發的火災、爆炸等事故帶來的危害。

4.風門板材具有強度高、抗靜電、阻燃、耐腐蝕等性能,使得風門安全性能高、密封效果好、使用壽命長、維護量小、加工制造方便。

該風門在神華寧夏煤業有限公司的使用證明:風門設計新穎。結構合理,滿足井下通風、防火安全的要求,不僅大大降低了風門的開啟阻力,而切維護簡單,方便耐用,達到了該項目計劃任務書各項指標的要求



        鶴壁市新星分析儀器有限責任公司是一家專業生產、銷售氣體檢測管、煤礦安全儀器、礦用風門、噴霧降塵裝置、新型高分子聚乙烯復合礦用板材。


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