煤矿井下溜煤通道自动风门的设计与应用

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摘要：文章针对矿井需要在溜煤通道上设置风门，以完善矿井通风系统的情况，利用光幕传感器的检测功能，设计安装了一套溜煤通道电动风门自动化系统，达到既满足通风需要，又不影响溜煤运输的效果。

关键词：自动风门；光幕传感器；矿井

中图分类号：TD726 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）18-0115-01

1 自动风门的构成和原理

1.1 自动风门系统的构成

主要有风门、安全光幕传感器、电动机、蜗轮蜗杆减速箱、滚筒、钢丝绳、电源变压器、正反转接触器、中间继电器、时间继电器、按钮、限位开关、指示灯等电器等。其中安全光幕传感器是自动控制系统的核心，它分为发射端和接收端二部分，通过光栅对射方式检测物品的有无，广泛应用于煅、冲、压、剪等机械加工行业，它具有以下特点：（1）非接触检测，无机械力撞击的影响；（2）采用NPN方式输出，具有短路保护功能；（3）检测范围广：0～20m（正常标准是 0～2.5m）；（4）无机械磨损，工作寿命长；（5）输出信号灵活，能适应各种处理需要，它具有常开、常闭和常开常闭转换功能；（6）体积小，发射器与接收器的外型仅约250mm×40mm×80mm，安装调试方便 ；（7）对射光幕的穿透性强，粉尘不易干扰。

1.2 溜煤通道自动风门系统工作原理

安全光幕传感器的发射端与接收端分别安装在翻车机的两侧，发射端与接收端形成直线对射，共有4条平行射线，每条射线相距40mm。正常情况下，风门处于关闭位置，下限位开关常闭点断开，电机处于休息状态，黄绿二盏电机运转指示灯灭。当系统通电后，安全光幕传感器处于工作状态，发射器红灯亮，说明电源接通。当煤车推进翻车机时，对射光幕被遮挡，光幕传感器装置发出遮光信号，中间继电器KA1得电，KA1常开触点闭合， KM1接触器得电闭合，KM1的辅助触点闭合形成自保，绿色指示灯亮，电机带动滚筒缠绕钢丝绳，由钢丝绳牵引风门自动升起，当风门上升到一定高度后，顶住上限位开关，上限位开关常闭点断开，KM1接触器失电断开，电机停止运转，风门停止上升，并在蜗轮蜗杆减速箱自锁力的作用下，保持在原位置，绿色指示灯灭。当煤车卡完后，对射光幕正常对射，KA1接触器失电，KA1常闭触点闭合，时间继电器KT3延时15秒闭合（延时闭合时间可根据实际情况调整），KM2接触器得电吸合，KM2接触器的辅助触点闭合形成自保，黄色指示灯亮，电机反转，风门在自重的作用下随着电机的反转缓慢下降，当风门到达底部时，顶住下限位开关，下限位开关常闭点断开，电机停转，风门关闭，黄色指示灯灭。

2 设备选型及安装、使用的注意事项

（1）光幕传感器应选用安全光栅式的，本系统选用的是LSL18-4J-4J型，能满足煤矿井下环境。（2）减速器应选用带自锁功能的蜗轮蜗杆式结构，以保证风门到达顶部、电机停转时，风门不会在重力的作用下自动下落。（3）控制总线上应装有停止按钮，并在风门上升、下降回路中各并联一个起动按钮，以保证风门在光幕传感器意外失效的情况下，能够进行人工操作，不影响正常卡煤和通风。（4）在正反转回路应交叉串联另一个接触器的常闭触点，实现电气闭锁，防止出现两个接触器同时吸合，造成短路的现象。（5）日常使用时，每班的卡煤人员要及时对安全光幕传感器有机玻璃上的粉尘进行擦拭，以保证光幕传感器的对射效果，达到自动控制风门的效果。

3 结语

该自动风门系统安装投用至今已超过一年时间，一直使用正常，卡煤及采掘面工人均反映良好，从根本上消除了煤矿溜煤上山跑风、漏风的现象，进一步完善了煤矿井下通风系统，提高了通风效果。

作者简介：郑理纪（1968-），男，福建省永安煤业有限责任公司机电部副经理，工程师，研究方向：矿山机电技术管理。