[发明专利]一种金属矿山井下爆轰波卸压系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种金属矿山井下爆轰波卸压系统及其使用方法，由爆轰波发生源、PLC控制系统、压力感知系统、卸压风门、风门逆风风压组合而成。PLC控制系统可以远程控制卸压风门自由门扇的开启与闭合，压力感知系统由风压传感器及相关配件组成，卸压风门包括门框、自由门扇及相关控制配件，网络通讯系统通过光纤将PLC控制系统、风压感知系统、卸压风门控制系统进行连接。本发明可根据井下卸压风门附近作业场所爆轰波能量的变化，通过同步对比卸压风门两侧压力参数，选择不同的控制策略对自由门扇的开闭进行操作，防止风门损坏导致风流短路，最大限度地延长卸压风门的使用寿命，为矿山通风系统管理提供支撑。

技术领域

本发明涉及矿石开采技术领域，尤其涉及一种金属矿山井下爆轰波卸压系统及其使用方法。

背景技术

矿井通风是保证矿山安全生产的重要条件，国内许多早期投产的金属矿山由于开采水平的不断延深，通风系统网络结构、中段需风量随着矿井生产的发展均在不断变化。生产中段下降直接导致通风线路变长，通风阻力增大。风量分配调节不及时、通风构筑物的布置不尽合理等一系列问题直接影响井下作业场所通风效果。为此，多数矿山选择将矿井通风动力设备跟着生产中段下移，提高生产区域风量有效率，降本增效。

矿井通风动力设备跟着生产中段下移后，上部中段回风巷需设置风门等构筑物进行隔断风流，防止污浊风流循环至生产区域。针对贵重金属矿山上部中段残余矿体回收时，仍需小爆破作业，部分风门安装位置离作业场所较近，易受到大量炸药爆破冲击波的影响；设置的用于隔断风流的风门经常受爆炸冲击波损毁，造成污浊风流循环，影响矿井的正常通风，风门管理不善，极易给井下职工的安全和健康带来威胁。因此如何解决井下爆轰波对风门的损毁带来的一系列通风问题，最大限度地保护井下工作环境和工人身心健康，已成为矿山迫切需要解决的问题。

目前，有关爆轰波卸压风门主要有以下三种：

第一种是专利号ZL200820148168.7公开的一种卸压风门结构,其通过在门框四周砌有风门墙体，在风门墙体与矿井巷道壁巷道顶之间留有间距，在该留有间距内砌有土坯墙。作为巷道变形的卸压带，可降低风门与门框的挤压变形概率，延长风门与门框的使用寿命。由于该种卸压风门需要经常维护间距内砌筑的土坯墙，无法对矿井通风管理带来便利。

第二种是专利号ZL202220252434.0公开的一种自卸压抗冲击风门,其门扇铰接安装于门框，门扇上具有卸压孔，自由门扇的上端通过双向合页与卸压孔的上端铰接，自由门扇的下端固定有自由门扇配重。当门扇在受到炸药爆破产生的冲击波冲击时，自由门扇对冲击波冲击能量进行释放通过，从而避免受到的冲击波压力超过了门扇自身材料强度的承载力，造成门体的损坏。当冲击波能量释放完成后，自由门扇又靠自身上加挂的自由门扇配重重力作用进行自我闭合，继续起到对门扇两侧巷道内风流的隔离作用。由于自由门扇主要靠加挂的自由门扇配重重力作用进行自我闭合，当通风动力设备在巷道风门附近产生的风压过大时，自由门扇无法保证一直处于常闭而导致隔断风流的作用失效，风门将无法起到应有的风流管理作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属矿山井下爆轰波卸压系统及其使用方法，无爆破时，卸压风门自由门扇自重和逆风风压的作用垂下与门框密合隔断风流；爆破时，根据井下卸压风门附近作业场所爆轰波能量的变化，通过同步对比卸压风门两侧压力参数，选择不同的控制策略对卸压风门自由门扇的开启与闭合进行操作，防止风门损坏导致风流短路，最大限度地延长卸压风门的使用寿命，为矿山通风系统管理提供支撑。

本发明的技术方案是：一种金属矿山井下爆轰波卸压系统，包括：爆轰波发生源；PLC控制系统；压力感知系统，所述压力感知系统布置在卸压风门所在巷道两侧5m处；卸压风门，所述卸压风门布置在井下需要隔断风流，又需要释放爆轰波能量的回风巷道中；风门逆风风压，所述风门逆风风压是井下或地表通风设备产生的、需卸压风门阻隔的风压；网络通讯系统，所述网络通讯系统通过光纤将PLC控制系统、压力感知系统和卸压风门进行连接。