一种立风井防爆门变质量系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明属于矿井安全防护技术领域，涉及一种立风井防爆门变质量系统，还涉及该变质量系统的控制方法。
【背景技术】
[0002]立风井防爆门是煤矿通风安全的重要设施。防爆门又称为防爆盖，安装布置在出风井同一轴线上的井口平台面上。防爆门的作用主要体现在以下几个方面:(I)矿井正常通风时，防爆门可以保持气密性，避免了风流短路；(2)当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，受井下高压气浪的冲击作用，防爆门可以瞬间打开泄压以保护主要通风机免受破坏；
[3]矿井发生瓦斯或煤尘爆炸后，防爆门可以及时复位，恢复通风系统完整性；(4)在主要通风机意外停电或出现机械故障等原因停止运转时，防爆门可以自动打开，利用自然风压保持矿井一定的通风量；(5)实施矿井反风时，防爆门能紧扣在风井锁口盘上，避免被风压顶起造成风流短路。
[0003]立风井防爆门又称为立风井防爆盖，现有的立风井防爆门主要包括防爆门门体、重锤组件和反风锁扣装置。其中，重锤组件是实现立风井防爆门升起和降落的关键组件。在立风井防爆门的使用中遇到的核心问题是现有立风井防爆门无法复位或复位困难的问题。
[0004]为了解决这一问题，传统的解决方法是通过加减重锤块的方式改变重锤组件的质量，实现调整防爆门门体与重锤组件的质量关系，从理论上讲，这种传统的方法具有可行性，但在现场实际操作中却存在着其自身难以克服的诸多技术缺陷。比如，(I)当防爆门门体升起到一定高度时，风井上井口敞开，矿井利用自然风压进行通风，现场人员在风井口上方或附近的高处作业，易产生恐惧，存在安全隐患。(2)重锤组件距地面高度一般会超过人的身高，现场人员在高处作业，存在安全隐患。(3)每块重锤块重量一般是较重的，而且必须对称地从两组或四组重锤组件中同时取下，否则必将造成防爆门门体倾斜，存在操作困难、耗时多和用人多的问题。
[0005]作为对传统技术的改进，出现了一种通过充放水改变重锤组件重量方式，以取代加减重锤块的方式。重锤组件不只包括重锤块(定质量部分)，还包括了重量可以随时改变的装有液体的储液罐(变质量部分)。变质量部分实现由变量罐、总水柜、管道、水泵连接形成水的循环系统来完成。充放水改变重锤组件重量方式的改变主要体现在:(I)当发生主通风机停机等故障时，由于变量罐内储满水，重锤组件重量大于防爆门，防爆门缓慢上升；
(2)当主通风机具备开机条件时，放掉变量罐内存水，重锤组件重量小于防爆门重量，防爆门自动降落；(3)在主通风机运行正常后，向变量罐内加水，恢复备用状态；⑷在正常情况下，变量罐内储满水，重锤组件总重量大于防爆门门体。
[0006]专利文献CN101943025A(申请号200910016098.9)公开了一种快速复位的立风井防爆门，其主要的技术方案是重锤组件采用变质量罐重锤组件或变质量罐，变质量罐重锤组件是变质量罐与配重块的组合件，变质量罐通过进出水管与为其加水和放水的供水装置连接，变质量罐加满水后，重锤组件的总重量大于门体重量，变质量罐放完水后，重锤组件的总重量小于门体重量。
[0007]专利文献CN101943025A的设计思想与通过充放水改变重锤组件重量方式的理念基本一致，具有一定的先进性，但其变质量部分不能实现质量变化的精准控制，况且不能实现快速的充放水，不能很好地满足立风井防爆门的快速复位或提升的施工要求，不利于保护防爆门门体和升降支架。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于改进现有立风井防爆门变质量系统充放水速度慢，重锤组件的变质量部分的质量变化难以实现精准控制的不足之处。本发明提供了一种立风井防爆门变质量系统，可以实现立风井防爆门变质量系统的快速充放水，并且可以精准的控制质量部分的质量变化，保证了立风井防爆门复位或提升的平稳进行，省时，操作安全。
[0009]本发明的另一个目的在于对所述的立风井防爆门变质量系统的控制方法进行说明，使得本发明在具体用于施工现场时，不存在施工障碍，便于更加清楚地理解本发明的设计理念。
[0010]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0011]一种立风井防爆门变质量系统，包括通过管路相连接的总水箱、水泵和变质量水箱，在总水箱与变质量水箱之间的管路中设置分水器，分水器通过管路分别与若干个变质量水箱相连接，在分水器与总水箱之间的管路形成为变质量水箱充水和放水的管路网，所述管路网中安装有水泵。
[0012]进一步地，所述分水器与总水箱之间的管路网包括第一主管路和第二主管路，连接总水箱的管路分为第一主管路和第二主管路；第一主管路经一个阀门分为第一副管路、第二副管路、第三副管路，其中，第二副管路、第三副管路的下游与第二主管路的下游汇合，经一个阀门与第一副管路的下游汇合后，再与分水器相连接；
[0013]所述第一副管路中安装一个阀门；所述第二副管路的上游安装水泵二，水泵二的下游安装一个阀门；所述第三副管路的上游安装水泵一，水泵一的下游安装一个阀门；第二主管路中安装一个阀门。
[0014]进一步地，在总水箱与第一主管路、第二主管路之间的管路上还安装有一个手动蝶阀，在分水器与第一副管路之间的管路上还安装有一个手动蝶阀。
[0015]作为技术方案的优选，所述第一主管路和第二主管路中的阀门均为电磁阀。
[0016]进一步地，所述分水器的上部安装一个压力表和一个温度表，分水器的下部安装一个排污阀。
[0017]作为技术方案的优选，所述分水器分别通过相互独立的管路与四个变质量水箱相连接，在每个变质量水箱与分水器之间的管路中各安装一个手动蝶阀。
[0018]作为技术方案的优选，在分水器与变质量水箱之间的管路中还安装一个截止阀，所述截止阀安装在靠近变质量水箱的管路中。
[0019]进一步地，所述变质量水箱的上部安装一个自动排气阀，变质量水箱的内部安装一个磁翻板液位计。
[0020]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案还包括:
[0021 ] 一种立风井防爆门变质量系统的控制方法，包括为变质量水箱充水的控制方法和为变质量水箱放水的控制方法；
[0022](I)当为变质量水箱充水时，根据需要分为变质量水箱的快速充水和变质量水箱的慢速充水；
[0023]1.1)若需要为变质量水箱的快速充水，第一主管路的阀门、第二副管路的阀门、第三副管路的阀门、以及第二副管路、第三副管路汇合后与第一副管路之间的管路的阀门开启，第二主管路的阀门和第一副管路的阀门关闭，水泵一和水泵二同时工作；
[0024]1.2)若需要为变质量水箱的慢速充水，选择水泵一和水泵二中的一个水泵工作；
[0025]若选择水泵一工作，第一主管路的阀门、第三副管路的阀门、以及第二副管路、第三副管路汇合后与第一副管路之间的管路的阀门开启，第二主管路的阀门、第一副管路的阀门和第二副管路的阀门关闭；
[0026]若选择水泵二工作，第一主管路的阀门、第二副管路的阀门、以及第二副管路、第三副管路汇合后与第一副管路之间的管路的阀门开启，第二主管路的阀门、第一副管路的阀门和第三副管路的阀门关闭；
[0027](2)当为变质量水箱放水时，根据需要分为变质量水箱的快速放水和变质量水箱的慢速放水；
[0028]2.1)若需要为变质量水箱的快速放水，第二主管路的阀门、第一副管路的阀门、第二副管路的阀门和第三副管路的阀门开启，第一主管路的阀门、以及