正邦矿山

在矿井生产系统中，通风系统是保障井下作业安全与高效运行的 “生命线”，而矿用无压风门作为通风系统的关键控制节点，其自动化升级（即自动控制改造）已成为现代化矿井建设的重要组成部分。相较于传统手动无压风门，自动控制系统通过传感器、控制器、执行机构的协同运作，不仅解决了手动操作的诸多痛点，更在安全防护、生产效率、成本控制及智能化管理等方面发挥着不可替代的作用，具体可从以下五大核心维度展开分析：​

一、筑牢通风系统稳定性，防范瓦斯与粉尘灾害​

矿井通风的核心目标是通过合理的风量分配，稀释井下瓦斯、粉尘等有毒有害气体，维持作业面的安全环境。无压风门作为井下通风网络的 “隔断门”，其关闭的密封性与开关的及时性直接决定通风系统的稳定性 —— 若风门关闭不严，会导致 “短路漏风”，造成关键作业面风量不足，增加瓦斯积聚、粉尘超标风险；若风门开启延迟，可能引发局部通风压力骤变，破坏整体通风平衡。​

自动控制系统通过实时监测与智能响应，从根本上解决了这一问题：一方面，系统搭载的红外传感器、超声波传感器可精准识别行人或矿车，在 0.5-1 秒内触发风门自动开启，避免因手动操作不及时导致的风门撞击、人员等待问题；另一方面，风门关闭时，执行机构（如液压推杆、电动推杆）会施加恒定压力，确保风门与门框紧密贴合，漏风率可控制在 5% 以下（远低于手动风门 15%-20% 的漏风率）。此外，当系统检测到风门异常开启（如传感器故障、机械卡阻）时，会立即触发声光报警，并将故障信号上传至地面监控中心，避免因风门失效引发的通风事故，为瓦斯抽采、粉尘治理提供稳定的通风基础。​

二、消除人员操作安全隐患，降低井下工伤风险​

传统手动无压风门需井下人员近距离推拉操作，而矿井井下环境复杂 —— 作业面空间狭窄、光线昏暗，且存在矿车通行、顶板掉渣、设备运行振动等风险，人员在操作风门时易发生以下安全事故：一是被通行的矿车碰撞，尤其是在风门与轨道交叉的区域；二是因风门重量较大（部分无压风门单扇重量超 50kg），手动开关时易造成手部挤压、腰部扭伤；三是在紧急情况下（如瓦斯超限），人员无法快速关闭风门，导致灾害范围扩大。​

自动控制系统通过无人化操作与紧急联动，彻底消除了人员直接操作的风险：其一，风门开关全程由传感器自动触发，人员无需停留操作，可直接通过，避免与矿车、设备的交叉接触；其二，执行机构采用电动或液压驱动，推力均匀且可控，无需人工发力，从源头杜绝操作过程中的人身伤害；其三，系统可与矿井瓦斯监控系统、紧急避险系统联动 —— 当检测到瓦斯浓度超标时，自动控制系统会强制关闭相关区域的风门，形成 “隔离带”，同时引导人员向安全区域撤离，为应急处置争取时间。​

三、提升矿井运输效率，减少生产中断时间​

在矿井生产流程中，井下运输（如煤炭、矸石、设备、人员的运输）是衔接采掘、提升等环节的关键，而无压风门作为运输线路上的必经节点，其通行效率直接影响整体生产进度。传统手动风门因依赖人员操作，存在明显的效率瓶颈：一是矿车通行时，需专人提前到风门处等待，开启风门后需等待矿车完全通过再关闭，单次通行耗时可达 1-2 分钟，若运输线路上存在多道风门，累计延误时间会大幅增加；二是若人员操作不及时（如疲劳、离岗），会导致矿车在风门处排队等待，造成运输 “堵点”；三是手动风门关闭时易出现 “半开半关” 状态，可能刮擦矿车，引发设备故障，导致运输中断。​

自动控制系统通过快速响应与流程优化，显著提升了运输效率：首先，风门的开启与关闭响应时间缩短至 0.3-0.5 秒，矿车无需减速等待，可按正常行驶速度通过，单次通行时间压缩至 20-30 秒，效率提升 3-4 倍；其次，系统支持 “双向识别”，可同时检测风门两侧的矿车或人员，避免单侧等待，尤其适用于双向运输的线路；再者，自动控制系统具备 “故障自诊断” 功能，可实时监测风门的开关状态、执行机构的运行参数，若出现轻微卡阻，会自动调整驱动力矩，避免因小故障导致的运输中断；若故障无法自行修复，会立即发送预警信号，便于维修人员精准定位处理，减少故障停机时间。以某年产 120 万吨的煤矿为例，在运输线路上的 5 道无压风门改造为自动控制后，日均运输效率提升 15%，年减少生产中断时间超 300 小时，间接增加煤炭产量约 4.5 万吨。​

四、降低运维成本与人工投入，实现节能降耗​

矿井的运营成本中，人工成本与设备运维成本占比显著，而传统手动无压风门在长期使用中，会产生较高的隐性成本：一是人工成本，为保障风门正常操作与安全，需在每道风门处配备专职或兼职人员（尤其是在运输繁忙的线路），一个矿井若有 10 道手动风门，年均人工成本可达 50-80 万元；二是设备损耗成本，手动操作时，人员发力不均易导致风门门框变形、合页损坏、密封胶条磨损，平均每 3-6 个月需更换一次易损件，年维护成本超 10 万元；三是能耗成本，手动风门漏风率高，会导致主通风机需额外增加风量输出以弥补漏风，增加风机的电耗 —— 据测算，每道手动风门的年额外电耗可达 2000-3000 度，10 道风门年均额外耗电超 2 万度。​

自动控制系统通过减员增效与节能设计，大幅降低了运维成本：从人工成本看，自动风门无需专人值守，可直接减少 80% 以上的风门操作岗位，以 10 道风门为例，年均可节省人工成本 40-60 万元；从设备维护看，执行机构采用标准化、免维护设计，密封胶条因关闭压力恒定，使用寿命延长至 1-2 年，易损件更换频率降低 60%，年维护成本可控制在 3 万元以内；从能耗看，自动风门漏风率低，主通风机无需额外增加负荷，每道风门年均可节省电耗 1500-2000 度，同时，执行机构采用 “间歇式供电”（仅在开关时通电，静态时断电），单道风门年均耗电量仅 50-100 度，远低于手动风门的间接能耗。综合测算，一套自动控制系统的投资回收期通常可控制在 1-2 年，长期经济效益显著。​

五、支撑矿井智能化建设，实现通风系统数字化管理​

当前，矿井智能化已成为行业发展的核心趋势，而通风系统的数字化、可视化管理是智能化矿井的重要组成部分。传统手动无压风门因缺乏数据采集与传输功能，无法融入矿井的智能化管理体系 —— 管理人员无法实时掌握风门的运行状态（如是否开启、是否故障），只能通过人工巡检获取信息，不仅效率低，且易出现信息滞后、误报漏报等问题；同时，手动风门无法提供历史运行数据（如开关次数、通行量），难以对通风系统的优化、运输线路的调整提供数据支撑。​

自动控制系统通过数据互联与智能分析，为矿井智能化建设提供了关键支撑：一方面，系统搭载的物联网模块可实时采集风门的运行数据（如开关状态、开关次数、故障类型、通行时间），并通过工业以太网或 5G 网络上传至地面监控中心，管理人员可在监控平台上实时查看每道风门的状态，实现 “可视化管理”，无需人工巡检；另一方面，系统可对历史数据进行统计分析，例如通过分析风门的通行次数，判断运输线路的繁忙程度，为优化运输调度提供依据；通过分析故障数据，预测易损件的更换周期，实现 “预防性维护”；此外，自动控制系统还可与矿井的 “智慧矿山” 平台对接，将风门数据融入通风系统仿真、灾害模拟等模型，为通风系统的优化设计、应急方案的制定提供数据支持，推动矿井从 “经验管理” 向 “数据驱动管理” 转型。​