一种煤矿立风井防爆门先行泄爆装置及防爆门的制作方法

本发明涉及矿井通风安全技术领域，特别是涉及一种煤矿立风井防爆门先行泄爆装置及防爆门,用于提高现行立风井防爆门的防爆性能。

背景技术：

煤矿风井防爆门是用于保护矿井主通风机的重要安全设施，其作用原理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，从而减少爆炸冲击波对主通风机的破坏。

目前，我国煤矿立风井普遍采用一种伞盖式防爆门，它由伞盖式门体、密封油槽、滑轮架、配重等组成。这种防爆门最早由前苏联引进，其设计由原武汉煤矿设计院于上世纪60、70年代编制和修订，经原煤炭部审订作为标准设计，编入《煤炭专用设备图册》，沿用至今。大量事故证实该型防爆门存在严重缺陷，突出表现为抗爆能力低、可靠性差、易造成事故扩大化。防爆门在上升和下落过程中受力往往不均衡，伞盖式门体容易发生偏移、偏转，下落后难以自行复位，导致大量漏风，甚至风流短路；当爆炸威力强大时，防爆门被冲飞而远离井口，井下主通风系统长时间无法恢复，导致大量井下遇险人员中毒窒息而伤亡，造成事故扩大化。

针对现行立风井防爆门的技术缺陷，国内提出了众多新型立风井防爆门，普遍从导向、缓冲、限位等方面来增强防爆门的防爆特性和复位可靠性。由于尚未形成强制性技术标准，且建造升级费用相对较高，新型立风井防爆门推广较为困难，存在严重缺陷和安全隐患的现行立风井防爆门技术仍在普遍应用。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现行立风井防爆门存在的问题和缺陷，提出一种附加于现行立风井防爆门之上的先行泄爆装置。当发生爆炸时，泄爆装置先行开启并释放爆炸能量，减少防爆门受到的爆炸冲击，以增强其防爆能力和安全可靠性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种用于煤矿立风井防爆门的先行泄爆装置，包括泄爆盖、基座、铰链座、复位弹簧、反风锁；所述泄爆盖包括金属盖板、粘接在金属盖板下板面的密封块和粘接在金属盖板上板面的缓冲垫；所述基座为钢质倒锥形筒，所述密封块为与基座密切配合的台状体；所述金属盖板一侧设置有铰接头，所述铰接头通过铰轴铰接在铰链座上；所述复位弹簧的簧圈部分穿套在铰链座的铰轴上，其一引脚固定在所述金属盖板的铰接头上，另一引脚搭接在铰链座上；所述反风锁包括设置在基座上的锁槽和对应锁槽位置设置在金属盖板上的锁舌。

进一步的，所述金属盖板为轻质高强度金属材料，所述密封块为橡胶材质，所述缓冲垫由缓冲材料制成。

作为优选，所述缓冲垫为平垫或楔形垫。

更进一步的，所述基座横截面为圆形、梯形、扇形中的一种，所述基座的内侧为光滑曲面，所述基座上端设置有帽檐状支撑环。

一种含上述先行泄爆装置的防爆门，还包括伞盖式门体，所述伞盖式门体上绕伞盖式门体中心圆周等距设置若干泄爆孔，所述先行泄爆装置的基座的下端焊接固定在泄爆孔的周边，所述先行泄爆装置的铰链座焊接固定在伞盖式门体上。

进一步的，所述泄爆孔的形状为圆形、梯形、扇形等规则形状的一种，所述基座的横截面形状与泄爆孔的形状相一致。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、通过在现有立风井防爆门伞盖式门体上加装泄爆装置，构成大、小活门协同泄爆系统，通过抗爆能力强且易于修复的小活门即泄爆装置先行泄放爆炸压力和能量，来减小抗爆能力弱且难以修复的大活门即现行立风井防爆门受到的爆炸冲击，以增强现行立风井防爆门的防爆能力和安全可靠性。

2、泄爆装置采用翻盖式设计，结构简单，泄爆方式合理，自身抗爆性能较好，不易被冲击损坏。当爆炸威力大，部分泄爆装置损坏时，应急处置措施简单易行。

3、泄爆装置基座（2）和密封块（102）采用圆台/棱台结构，易于保证装置复位和密封质量。在通风负压的作用下，泄爆装置具有自锁密封的特点，即负压越大，密封越严密。

4、泄爆装置泄爆盖（1）在复位弹簧（4）和重力作用下自动复位，反风锁（5）在通风负压作用下可自行锁紧，不需人工干预，增设先行泄爆装置后防爆门的原有操作程序不变。

使用本发明的泄爆装置对现有防爆门进行升级改造时，仅需对伞盖式门体进行改造，工程量小，费用低。

附图说明

图1是本发明圆形泄爆装置的结构示意图。

图2是本发明梯形泄爆装置的结构示意图。

图3是本发明中泄爆盖部分的结构示意图。

图4是本发明的圆形泄爆装置闭合状态的安装布置示意图。

图5是本发明的圆形泄爆装置开启状态的安装布置示意图。

图6是本发明的梯形泄爆装置闭合状态的安装布置示意图。

图7是本发明的梯形泄爆装置开启状态的安装布置示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1、图3、图4和图5所示，一种煤矿立风井防爆门先行泄爆装置及防爆门，包括伞盖式门体（m）和先行泄爆装置；

所述先行泄爆装置包括泄爆盖（1）、基座（2）、铰链座（3）、复位弹簧（4）、反风锁（5）；所述泄爆盖（1）包括金属盖板（101）、粘接在金属盖板（101）下板面的密封块（102）和粘接在金属盖板（101）上板面的缓冲垫（103）；所述基座（2）为钢质倒锥形筒，所述密封块（102）为与基座（2）密切配合的台状体；所述金属盖板（101）一侧设置有铰接头（105），所述铰接头（105）通过铰轴铰接在铰链座（3）上；所述复位弹簧（4）的簧圈部分穿套在铰链座（3）的铰轴上，其一引脚固定在所述金属盖板（101）的铰接头（105）上，另一引脚搭接在铰链座（3）上；所述反风锁（5）包括设置在基座（2）上的锁槽（502）和对应锁槽（502）位置设置在金属盖板（101）上的锁舌（501），所述金属盖板（101）为轻质高强度金属材料，所述密封块（102）为橡胶材质，所述缓冲垫（103）由缓冲材料制成，所述缓冲垫（103）为平垫或楔形垫，所述基座（2）的内侧为光滑曲面，所述基座（2）上端设置有帽檐状支撑环。

所述伞盖式门体（m）上绕伞盖式门体（m）中心圆周等距设置若干圆形泄爆孔，所述先行泄爆装置的基座（2）的下端焊接固定在泄爆孔的周边，所述先行泄爆装置的铰链座（3）焊接固定在伞盖式门体（m）上，所述基座（2）横截面形状为圆形。

实施例二

如图2、图3、图6和图7所示，一种煤矿立风井防爆门先行泄爆装置及防爆门，包括伞盖式门体（m）和先行泄爆装置；

所述先行泄爆装置包括泄爆盖（1）、基座（2）、铰链座（3）、复位弹簧（4）、反风锁（5）；所述泄爆盖（1）包括金属盖板（101）、粘接在金属盖板（101）下板面的密封块（102）和粘接在金属盖板（101）上板面的缓冲垫（103）；所述基座（2）为钢质倒锥形筒，所述密封块（102）为与基座（2）密切配合的台状体；所述金属盖板（101）一侧设置有铰接头（105），所述铰接头（105）通过铰轴铰接在铰链座（3）上；所述复位弹簧（4）的簧圈部分穿套在铰链座（3）的铰轴上，其一引脚固定在所述金属盖板（101）的铰接头（105）上，另一引脚搭接在铰链座（3）上；所述反风锁（5）包括设置在基座（2）上的锁槽（502）和对应锁槽（502）位置设置在金属盖板（101）上的锁舌（501），所述金属盖板（101）为轻质高强度金属材料，所述密封块（102）为橡胶材质，所述缓冲垫（103）由缓冲材料制成，所述缓冲垫（103）为平垫或楔形垫，所述基座（2）的内侧为光滑曲面，所述基座（2）上端设置有帽檐状支撑环。

所述伞盖式门体（m）上绕伞盖式门体（m）中心圆周等距设置若干梯形泄爆孔，所述先行泄爆装置的基座（2）的下端焊接固定在泄爆孔的周边，所述先行泄爆装置的铰链座（3）焊接固定在伞盖式门体（m）上，所述基座（2）横截面形状为梯形。

使用本发明的先行泄爆装置对现有伞盖式防爆门进行改造时，在现行伞盖式防爆门的门体（m）上，沿与门体（m）同心的圆周线上等间距开挖若干泄爆孔。开孔数量和开孔总面积根据门体（m）的结构和尺寸确定；开孔形状可为圆形、梯形等；开孔位置避开门体（m）的支撑构件。将泄爆装置基座（2）沿泄爆孔边沿焊接在门体（m）上，再在基座（2）近旁焊接安装铰链座（3），然后装上泄爆盖（1）和复位弹簧（4），即完成泄爆装置的安装。

在正常通风状态下，泄爆装置处于闭合状态，在通风负压作用下泄爆盖（1）的密封块（102）同基座内壁相互挤压，接触密实，使得泄爆装置严密不漏气。在正常通风时，反风锁（5）处于常锁状态。当矿井需要发生反风时，因泄爆装置已处于锁紧状态，故不需对泄爆装置进行额外的反风准备作业。

当井下发生爆炸时，爆炸冲击波首先冲开泄爆装置的泄爆盖（1），爆炸冲击气流从泄爆孔喷出，防爆门门体（m）受到的爆炸压力极速下降，爆炸压力和爆炸能量得以泄放。同时，防爆门门体（m）也在爆炸冲击作用下逐渐开启。在防爆门门体（m）开启的大部分时间内，泄爆孔处于敞口状态，相当一部分爆炸能量通过泄爆孔释放，使得防爆门门体m受到的爆炸冲击大为减弱。爆炸过后，泄爆装置的泄爆盖（1）在复位弹簧（4）和重力作用下，重新盖上泄爆孔。待防爆门门体（m）复位和恢复通风后，在通风负压作用下，泄爆盖（1）进一步封严泄爆孔，同时反风锁（5）也再次自动锁紧。当井下再次发生爆炸时，泄爆装置和防爆门门体（m）重复上述泄爆和复位动作，使得泄爆装置能够经受连续爆炸冲击。

当泄爆装置在爆炸中受损时，可用临时性橡胶盖扣在基座上封堵泄爆孔，或者用铝箔布等备用材料封堵，待井下险情排除后，再更换受损的泄爆装置。

综上所述，通过本实施例的描述，可以使本技术领域人员更好的实施本方案。