淮南矿业集团谢桥煤矿 安徽淮南 232000
摘要：风门是煤矿主要的通风调节设施，也是目前矿井普遍采用的通风调节方式，为了解决风门易吊斜问题，特对风门马镫进行加固技术改造。
关键词：风门；马镫；吊斜；加固
一 引言
风门是煤矿主要的通风调节设施，也是目前矿井普遍采用的通风调节方式。由于井下各处风压不一，且风门在使用过程中不能得到很好地保护，风门极易吊斜，从而导致风门难以开启和漏风严重，严重的漏风可导致通风系统的不稳定，可能引发较大的矿井事故。
二 矿井基本情况
1、井田范围：谢桥煤矿位于安徽省颍上县东北部，距颍上县城约20km，处于潘谢矿区西端，东接张集煤矿北区，西接新集集团刘庄煤矿。谢桥井田东西走向浅部（-720m以上）为9.0km，深部（-720m以下）为11.5km；倾斜宽0.8～4.3km，可采面积约38.2km2。
2、煤层：矿井井田内共含煤31层，其中可采煤层11层，平均总厚21.66m，13-1、8、6、4-2、1煤层为主要可采煤层，总厚15.77m。
3、矿井采用立井、集中运输大巷、分区石门和上下山开拓，全井田共划分为-610m和-920m两个水平，上下山开采，一水平采至-720m ，二水平采至-1000m。
矿井一水平划分为东一、东二、西翼三个分区石门采区；矿井二水平划分为二水平东翼、西翼两个分区石门采区。
矿井现有采区十个（共施工182处风门）：东一B组采区、东二B组采区、东二C组采区，西翼C组采区、西翼B组4煤层采区、西翼B组6煤层采区、二水平东翼B组采区、二水平东翼C组采区、二水平西翼B组采区及二水平西翼C组采区。
三 风门墙的作用、基本结构及原理
1、风门墙的作用、基本结构
在有人、车通行，但需隔断风流的巷道中，必须安设风门。风门有正向风门和反向风门。反向风门一用在矿井反风时控制风流反向，另一用在防突时防止突出气流使风流反向造成通风系统紊乱使灾变扩大。风门和封闭墙在通风构筑物中占的数量最多。
为了防止在人员和车辆通过时风门启开造成风流短路，需设置不少于两道风门（一组2道正反向风门），保证巷道中总有一道风门处于关闭状态。风门间距不小于4m（通车风门间距不小于 1 列车长度）。
井下风门实行编号、建档管理。风门设施设计时，应综合考虑风门设施的用途与地压、行人、运输需求。定期排查井下风门设施的使用状况，不用的风门设施必须及时全部拆除。
2、风门按其启闭原理的不同，分为普通风门和自动风门。
2.1、普通风门。用人力启闭，一般是木质风门；现有的矿井在用无压风门，为钢质风门，开启方向相反，启闭非常省力，适用于负压高的地方。
2.2、自动风门。用各种动力启闭，车辆频繁的巷道应安设自动风门。自动风门分撞杆式、气动式、电动式等。气动和电动风门的控制方法又分压风控制、光电控制、超声波控制等。不论何种控制方式均耐用，并保证风门启闭灵活可靠。
3、风门组成部分
风门主要由门腿、门扇和马镫等组成。门腿，起到支撑起门扇的作用，材料主要以方木为主；门扇，起到通风调节的作用，材料主要以木板、钢带和拉索等为主；马镫，起到连接门扇和门腿及挂支门扇的作用，材料主要以钢材为主。
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附图 1 风门简易示意图
四 关于风门吊斜分析
上述提到马镫主要起到支起风门的作用，我们需要对马镫进行受力分析，如下附图2：
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附图2 马镫受力分析简易图
由受力图分析可知，假设风门质量mg，1#马镫主要门扇压力1/2mg，横向拉力1/2mg作用；2#马镫主要受门扇压力1/2mg，横向压力1/2mg作用。且马镫所依附的门腿主要材料是方木，方木不具有高强度抗压力能力，孔眼易松动，井下潮湿的环境侵蚀门腿使其更易受到破坏，且我（谢桥）矿井下大多数风门装了气动装置，使用时拉索会对门扇有横向压力，会减小1#马镫的横向拉力，但是会增加2#马镫的横向压力，所以2#马镫受到门扇横向压力极易向墙体侧位移，造成风门吊斜。
根据作者对我（谢桥）矿井下15处吊斜风门的调查分析，其中4处由于巷道压力使墙体损坏造成的，其余11处皆由门腿抗压力强度不够而使2#马镫向墙体侧横向位移引起的。
实际情况与受力分析结果一致，因此，提出马镫加固技术改造来解决风门的吊斜问题。
五 马镫加固技术改造
马镫加固技术改造主要对2#马镫进行技术改造，原马镫如附图3，改造后如附图4：
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附图3 改进前的马镫三视图
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附图4 改进后的马镫三视图
加固技术解释：加固的主要原理是将2#马镫延长，让其与墙体直接接触，马镫所受压力全部直接作用在墙体上，解放门腿的压力，解决风门吊斜问题。加固后风门简易示意图如附图5：
附图5马镫改进后的风门示意图
可行性分析：我（谢桥）矿井下风门门扇的重量普遍约为250kg，则作用在2#马镫的横向压力相当于125kg的重量，2#马镫延长部分使用8mm厚钢板（8mm钢板屈服强度为235mpa相当于1380公斤，远大于125kg），故方案可行。
加固后的马镫所具有的优点：
1、延长门腿使用寿命且大大延长风门的使用寿命。
2、永久性解决风门由于马镫位移引起的吊斜，减少漏风量，保护通风系统的持续稳定。
3、经济上，以我（谢桥）矿为例，维护一次风门吊斜需要两个人半个班的时间，所需工人工时费用（不算材料等费用）至少100元，假设全矿井181道风门都需维护一次吊斜，则可节约1.8万元，还可以腾出这些人力，以此可见，马镫加固技术产生的价值远不止这些。