风门作为通风系统中的主要设施，一般安装在进回风之间的联络巷，起到即能割断风流又能行人过车的作用． 在行人或通车不多的地方，可构筑普通风门; 而在行人通车比较频繁的主要运输巷道上则应构筑自动控制风门． 我国矿用自动风门发展比较迅速，许多专家和学者从门体结构、动力源、控制系统等角度进行深入的研究，设计出不同的自动风门． 

如:

1) 因门体结构不同可分为撞杆式风门、普通式自动风门、无压风门和双扇对开风门等; 

2) 因动力源不同可分为电动机传、液压传动和气缸传动方式;

3) 按控制系统可分为继电器系统、单片机系统和 PLC 系统． 经过现场应用，许多风门凸显出其自身的缺点，如: 撞杆式自动风门虽是全机械式自动风门，没有电控设备和其它执行机构，但经常受到矿车的撞击，容易损坏，维修工作繁重; 普通式自动风门和压力平衡式自动风门的门体结构比较简单，安装方便，成本低廉，但是开门较快，关门较慢( 靠自重或吊挂重物) ，有时候闭锁功能难以实现从而会导致风流紊乱． 总结井下现有风门的优缺点，结合矿井对自动风门的要求，作者研制出了基于 PLC 的 ZMK －127 型控制器自动风门，该风门具有关门防夹、门框承压可调、受力均衡的门体结构，并且拥有隔爆兼本安型控制器及其关联电器，具有不间断供电和远程控制功能． 该门在安装过程中巧妙地利用自身在坡巷上的重力分量克服负压产生的阻力，使其受力均衡运行平稳．

 

矿用自动风门门体结构设计及运动原理

矿用自动风门门体结构设计

1)门框设有两扇对开门;

2)对开门的一侧设有行人小门，另一侧设有汽缸，其活塞连着两扇门，一扇为主动门，另一扇为从

动门． 汽缸上方设有手动开关，其连接防夹装置，在现场运行时只需一掰右侧把手风门就会自动打开．

3)门框的 4 个角上分别设有导向滑轮，每个导向滑轮上绕有一端固定于门框上、另一端固定在两扇对开门上的钢丝绳，门框下部槽钢设有固定的滑轨，通过 4 个滑轨使两扇对开门卡在上下滑轨上 ( 上部滑轨由弹簧拉紧，上下可调) ，通过控制汽缸的气源，由活塞推杆传动钢丝绳牵引使其对开门开启与关闭． 门框上部槽钢的下侧设有滑轨，中间设有靠螺栓紧固的滑道，在承压的情况下门框下滑而弹簧上拉可调导轨使运动门体的空间不变［7］;

4)主动门一侧门框的下部槽钢的上侧间隔设有多个位置传感器，主动门的底端外侧设有在运动过程中能与多个位置传感器相触动的感应磁铁; 主动门相对从动门的中部设有防夹传感装置，其由防夹框、开关传感器、弹簧、滑轮和滑轨组成;

三位五通的电磁阀固定在右侧门框的槽钢里，通过控制系统和外界气源给气缸供气

 

矿用自动风门的运动原理

为了降低井下开采的风险，现在大中型矿井都有地面压气系统，不间断的为井下生产系统提供压气． 为了减少自动风门系统的机械故障，利用压气作为动力源，通过管路分支接入气源处理三联件( 空气过滤器、减压阀和油雾器) ，然后接入三位五通的本安电磁阀． 关门时，控制电磁阀向 B 口通气，在气源动力作用下活塞将被推出，活塞的端头通过连接器与对开门的主动门连接，则主动门上有了动力，而主动门又通过钢丝绳与导向滑轮连接着从动门，在设计导向滑轮和钢丝绳连接时考虑了两扇对开门的反向运动，即主动门左行，从动门右行直至风门完全关闭． 同理，开门时，控制电磁阀向 A 口通气，在力作用下活塞将缩入气缸，带动着主动门右行，从动门左行，这样就完成了对开门的开关动作．

 

 

风门自动控制装置的功能分析

随着采深的加大，矿压显现等地质条件原因会导致井下巷道变形，井下自动风门的门框直接承压变形，使得在框体内运行的风门卡住，无法产生正常的开关动作［6］． 因此在设计框体结构时，在上横梁增加了竖向可调的滑道，同时为了不改变对开门的运动空间，上滑轨为可调滑轨由弹簧拉紧; 一旦上横梁下移，上滑轨在弹簧的作用下上移，保证上下滑轨之间的距离不变． 上横梁可以自由的向下移动 80 mm 左右，足以应付一般的巷道变形．

在特大型矿区自动风门应用比较广泛，出现了多次自动风门夹人或车的现象，造成的不同程度的人员伤亡和机械事故． 利用电梯门的开关原理，设计了防夹传感装置，在对开门的主动门上设计了防夹框及滑轮和滑道，正常状态下由弹簧盯着，探出主动门的前方 100 mm，内部设置一磁性开关传感器，传感器与磁铁处于非感应区; 在关门过程中一旦有障碍物，首先接触防夹框给予压力，防夹框在滑道里运动挤压弹簧，直至传感器与磁铁处于感应区，给控制器触发信号，控制器停止风门的关闭动作并重新开启．

对开门在运动的过程中，其摩擦力的方向始终垂直风流动力的方向，通风负压无形中增加了摩擦阻力; 轨道和滑轮之间的摩擦阻力系数比较小，为 0． 05 左右，在安装过程中又巧妙的利用重力分量克服了部分负压产生的力，对风门的运动阻力影响不大． 通过现场测试，利用三联体调节压力为 0． 4 MPa，风门运行平稳，开关速度比较快，井下压气正常压力为 0． 6 MPa，所以随着风量加大负压升高还有一定的余地． 在对开门无法打开的情况下，行人可以打开行人小门通过，对开门在打开时先检测行人小门的状态，如果行人小门处于开启状态系统将报警提示关闭，以免对开门重新启动时发生夹人事故．