避难硐室防爆密闭门,避难硐室防护密闭门的结构设计
针对避难硐室防护密闭门在煤矿井下安全防护工作中的特殊性，介绍了一种新型矿用避难硐室防护密闭门，详细地阐述了其各机构部件的组成和工作原理，并对抗冲击结构进行了有限元模拟受力分析。结果表明，该结构设计可实现防护密闭门抵抗冲击波、气密防毒、开闭灵活以及隔绝高温等功能，能够确保其在井下的安全可靠性。
为了加快完善矿山应急救援体系的建设，***大限度地减少事故损失和人员***，我国正在大力推广井下紧急避险系统，并且强制要求 3 年之内覆盖所有的矿山企业。作为井下紧急避险设施之一的避难硐室，可为逃生人员提供一个保障生命安全的密闭空间，对外能够抵抗***冲击、抵御高温烟气、隔绝******气体，对内可以提供 O2、食物、水，以及去除******气体，创造生存的基本条件，为应急救援赢得时间。
作为生命保障工程的第 1 道关键防线———避难硐室的防护密闭门，对于避难硐室实现上述功能，起着至关重要的作用。现有的防护密闭门多用于防水闸门及人防工程，还没有专门用于矿山紧急避险系统的，其普遍存在以下不足: 整体抗冲击性能较差; 开启和闭锁费力费时，不够灵活、快速; 开关门的锁紧机构容易松动; 没有设计隔热结构和观察窗等。为此，中煤科工集团重庆研究院研制了一种新型的具备集抗压、密闭、隔热 3 种功能于一体，适用于井下避难硐室的钢制式快速防护密闭门。
避难硐室防爆密闭门,避难硐室防护密闭门 总体设计
防护密闭门的总体设计依据为《井下避难硐室设计标准》、《煤矿井下紧急避险系统建设管理规定》、《煤矿井下避难所试点建设基本要求》及《煤矿井下避难硐室建设管理暂行规定》等标准规范。避难硐室主要功能是在井下发生灾害事故时，为无法及时撤离的遇险人员提供生命保障。因此，避难硐室防护密闭门设计时采用向外开启的两道门结构。考虑到观察方便及安全因素，两道门都设有观察窗。外侧第 1 道门采用能抵挡不低于 1． 0 MPa 的冲击压力，且能阻挡******气体的防护密闭门; 内侧第 2 道门采用能抵挡不低于 0． 3 MPa 的冲击压力，且能阻挡******气体的密闭门，应确保在整个额定防护时间内，避难硐室内部的空气压力始终高于外部环境空气压力 100 Pa 以上。同时为了抵御高温烟气，在两道门夹层中充填绝热性能好的隔热材料。
该新型钢制防护密闭门总体结构主要由门扇、门框、闭锁机构、密封机构、铰链等构成门扇与门框由铰链连接，门扇与门框之间的密封是通过闭锁装置的可调节锁紧力压紧橡胶胶条变形来实现的。门的开闭是通过手轮带动齿轮传动组，齿轮传动组再带动六连杆机构运动，并通过限位装置调节六连杆运动行程来实现。
2 关键结构设计
为实现防护密闭门抵抗冲击、开关灵活、密闭可靠的功能，抗冲击结构、隔热结构、闭锁机构以及密封结构的设计成为设计的关键。
2． 1 抗冲击结构设计
外侧防护密闭门对抗冲击性能要求较高，门扇设计为钢制式梁板结构，采用独特的具有一定弧度的低合金高强度钢 16Mn 材质的弧形壳板与弧形加强支撑板、固定板组合焊接的方式加工而成。弧形门扇俯视剖面结构如图 2 所示。1—弧形壳板; 2—固定板; 3—加强支撑板; 4—隔热棉。图 2 弧形门扇俯视剖面结构图
与传统的平面形状壳板相比，弧形壳板抵抗***冲击的能力更强。其力学原理: 作用在弧形壳板上的任意方向上的***冲击力可以分解为 2 个分力，一个是垂直于弧形壳板的分力，另一个是平行于弧形壳板切线的分力。平行于弧形切线的分力由于对称，互相抵消，***终作用于弧形壳板的力就分解为垂直作用于门体的力，其小于原来的作用力，该弧形结构削弱了***冲击力。在门扇内部设计横向支撑板与纵向支撑板形成梁格与固定板组合焊接的结构，内外板面材料均选用低合金高强度钢，起到支撑加固的作用，保证有较高的强度，整体结构刚性好，具有较强的抵抗***冲击的能力。