在礦井生產(chǎn)系統(tǒng)中，通風(fēng)系統(tǒng)是保障井下作業(yè)安全與高效運(yùn)行的 “生命線”，而礦用無壓風(fēng)門作為通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)，其自動化升級（即自動控制改造）已成為現(xiàn)代化礦井建設(shè)的重要組成部分。相較于傳統(tǒng)手動無壓風(fēng)門，自動控制系統(tǒng)通過傳感器、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的協(xié)同運(yùn)作，不僅解決了手動操作的諸多痛點(diǎn)，更在安全防護(hù)、生產(chǎn)效率、成本控制及智能化管理等方面發(fā)揮著不可替代的作用，具體可從以下五大核心維度展開分析：?

一、筑牢通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，防范瓦斯與粉塵災(zāi)害?

礦井通風(fēng)的核心目標(biāo)是通過合理的風(fēng)量分配，稀釋井下瓦斯、粉塵等有毒有害氣體，維持作業(yè)面的安全環(huán)境。無壓風(fēng)門作為井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的 “隔斷門”，其關(guān)閉的密封性與開關(guān)的及時性直接決定通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性 —— 若風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)，會導(dǎo)致 “短路漏風(fēng)”，造成關(guān)鍵作業(yè)面風(fēng)量不足，增加瓦斯積聚、粉塵超標(biāo)風(fēng)險；若風(fēng)門開啟延遲，可能引發(fā)局部通風(fēng)壓力驟變，破壞整體通風(fēng)平衡。?

自動控制系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)測與智能響應(yīng)，從根本上解決了這一問題：一方面，系統(tǒng)搭載的紅外傳感器、超聲波傳感器可精準(zhǔn)識別行人或礦車，在 0.5-1 秒內(nèi)觸發(fā)風(fēng)門自動開啟，避免因手動操作不及時導(dǎo)致的風(fēng)門撞擊、人員等待問題；另一方面，風(fēng)門關(guān)閉時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如液壓推桿、電動推桿）會施加恒定壓力，確保風(fēng)門與門框緊密貼合，漏風(fēng)率可控制在 5% 以下（遠(yuǎn)低于手動風(fēng)門 15%-20% 的漏風(fēng)率）。此外，當(dāng)系統(tǒng)檢測到風(fēng)門異常開啟（如傳感器故障、機(jī)械卡阻）時，會立即觸發(fā)聲光報警，并將故障信號上傳至地面監(jiān)控中心，避免因風(fēng)門失效引發(fā)的通風(fēng)事故，為瓦斯抽采、粉塵治理提供穩(wěn)定的通風(fēng)基礎(chǔ)。?

二、消除人員操作安全隱患，降低井下工傷風(fēng)險?

傳統(tǒng)手動無壓風(fēng)門需井下人員近距離推拉操作，而礦井井下環(huán)境復(fù)雜 —— 作業(yè)面空間狹窄、光線昏暗，且存在礦車通行、頂板掉渣、設(shè)備運(yùn)行振動等風(fēng)險，人員在操作風(fēng)門時易發(fā)生以下安全事故：一是被通行的礦車碰撞，尤其是在風(fēng)門與軌道交叉的區(qū)域；二是因風(fēng)門重量較大（部分無壓風(fēng)門單扇重量超 50kg），手動開關(guān)時易造成手部擠壓、腰部扭傷；三是在緊急情況下（如瓦斯超限），人員無法快速關(guān)閉風(fēng)門，導(dǎo)致災(zāi)害范圍擴(kuò)大。?

自動控制系統(tǒng)通過無人化操作與緊急聯(lián)動，徹底消除了人員直接操作的風(fēng)險：其一，風(fēng)門開關(guān)全程由傳感器自動觸發(fā)，人員無需停留操作，可直接通過，避免與礦車、設(shè)備的交叉接觸；其二，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用電動或液壓驅(qū)動，推力均勻且可控，無需人工發(fā)力，從源頭杜絕操作過程中的人身傷害；其三，系統(tǒng)可與礦井瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)、緊急避險系統(tǒng)聯(lián)動 —— 當(dāng)檢測到瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時，自動控制系統(tǒng)會強(qiáng)制關(guān)閉相關(guān)區(qū)域的風(fēng)門，形成 “隔離帶”，同時引導(dǎo)人員向安全區(qū)域撤離，為應(yīng)急處置爭取時間。?

三、提升礦井運(yùn)輸效率，減少生產(chǎn)中斷時間?

在礦井生產(chǎn)流程中，井下運(yùn)輸（如煤炭、矸石、設(shè)備、人員的運(yùn)輸）是銜接采掘、提升等環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，而無壓風(fēng)門作為運(yùn)輸線路上的必經(jīng)節(jié)點(diǎn)，其通行效率直接影響整體生產(chǎn)進(jìn)度。傳統(tǒng)手動風(fēng)門因依賴人員操作，存在明顯的效率瓶頸：一是礦車通行時，需專人提前到風(fēng)門處等待，開啟風(fēng)門后需等待礦車完全通過再關(guān)閉，單次通行耗時可達(dá) 1-2 分鐘，若運(yùn)輸線路上存在多道風(fēng)門，累計延誤時間會大幅增加；二是若人員操作不及時（如疲勞、離崗），會導(dǎo)致礦車在風(fēng)門處排隊(duì)等待，造成運(yùn)輸 “堵點(diǎn)”；三是手動風(fēng)門關(guān)閉時易出現(xiàn) “半開半關(guān)” 狀態(tài)，可能刮擦礦車，引發(fā)設(shè)備故障，導(dǎo)致運(yùn)輸中斷。?

自動控制系統(tǒng)通過快速響應(yīng)與流程優(yōu)化，顯著提升了運(yùn)輸效率：首先，風(fēng)門的開啟與關(guān)閉響應(yīng)時間縮短至 0.3-0.5 秒，礦車無需減速等待，可按正常行駛速度通過，單次通行時間壓縮至 20-30 秒，效率提升 3-4 倍；其次，系統(tǒng)支持 “雙向識別”，可同時檢測風(fēng)門兩側(cè)的礦車或人員，避免單側(cè)等待，尤其適用于雙向運(yùn)輸?shù)木€路；再者，自動控制系統(tǒng)具備 “故障自診斷” 功能，可實(shí)時監(jiān)測風(fēng)門的開關(guān)狀態(tài)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行參數(shù)，若出現(xiàn)輕微卡阻，會自動調(diào)整驅(qū)動力矩，避免因小故障導(dǎo)致的運(yùn)輸中斷；若故障無法自行修復(fù)，會立即發(fā)送預(yù)警信號，便于維修人員精準(zhǔn)定位處理，減少故障停機(jī)時間。以某年產(chǎn) 120 萬噸的煤礦為例，在運(yùn)輸線路上的 5 道無壓風(fēng)門改造為自動控制后，日均運(yùn)輸效率提升 15%，年減少生產(chǎn)中斷時間超 300 小時，間接增加煤炭產(chǎn)量約 4.5 萬噸。?

四、降低運(yùn)維成本與人工投入，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗?

礦井的運(yùn)營成本中，人工成本與設(shè)備運(yùn)維成本占比顯著，而傳統(tǒng)手動無壓風(fēng)門在長期使用中，會產(chǎn)生較高的隱性成本：一是人工成本，為保障風(fēng)門正常操作與安全，需在每道風(fēng)門處配備專職或兼職人員（尤其是在運(yùn)輸繁忙的線路），一個礦井若有 10 道手動風(fēng)門，年均人工成本可達(dá) 50-80 萬元；二是設(shè)備損耗成本，手動操作時，人員發(fā)力不均易導(dǎo)致風(fēng)門門框變形、合頁損壞、密封膠條磨損，平均每 3-6 個月需更換一次易損件，年維護(hù)成本超 10 萬元；三是能耗成本，手動風(fēng)門漏風(fēng)率高，會導(dǎo)致主通風(fēng)機(jī)需額外增加風(fēng)量輸出以彌補(bǔ)漏風(fēng)，增加風(fēng)機(jī)的電耗 —— 據(jù)測算，每道手動風(fēng)門的年額外電耗可達(dá) 2000-3000 度，10 道風(fēng)門年均額外耗電超 2 萬度。?

自動控制系統(tǒng)通過減員增效與節(jié)能設(shè)計，大幅降低了運(yùn)維成本：從人工成本看，自動風(fēng)門無需專人值守，可直接減少 80% 以上的風(fēng)門操作崗位，以 10 道風(fēng)門為例，年均可節(jié)省人工成本 40-60 萬元；從設(shè)備維護(hù)看，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)化、免維護(hù)設(shè)計，密封膠條因關(guān)閉壓力恒定，使用壽命延長至 1-2 年，易損件更換頻率降低 60%，年維護(hù)成本可控制在 3 萬元以內(nèi)；從能耗看，自動風(fēng)門漏風(fēng)率低，主通風(fēng)機(jī)無需額外增加負(fù)荷，每道風(fēng)門年均可節(jié)省電耗 1500-2000 度，同時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用 “間歇式供電”（僅在開關(guān)時通電，靜態(tài)時斷電），單道風(fēng)門年均耗電量僅 50-100 度，遠(yuǎn)低于手動風(fēng)門的間接能耗。綜合測算，一套自動控制系統(tǒng)的投資回收期通常可控制在 1-2 年，長期經(jīng)濟(jì)效益顯著。?

五、支撐礦井智能化建設(shè)，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)數(shù)字化管理?

當(dāng)前，礦井智能化已成為行業(yè)發(fā)展的核心趨勢，而通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字化、可視化管理是智能化礦井的重要組成部分。傳統(tǒng)手動無壓風(fēng)門因缺乏數(shù)據(jù)采集與傳輸功能，無法融入礦井的智能化管理體系 —— 管理人員無法實(shí)時掌握風(fēng)門的運(yùn)行狀態(tài)（如是否開啟、是否故障），只能通過人工巡檢獲取信息，不僅效率低，且易出現(xiàn)信息滯后、誤報漏報等問題；同時，手動風(fēng)門無法提供歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)（如開關(guān)次數(shù)、通行量），難以對通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化、運(yùn)輸線路的調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。?

自動控制系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)互聯(lián)與智能分析，為礦井智能化建設(shè)提供了關(guān)鍵支撐：一方面，系統(tǒng)搭載的物聯(lián)網(wǎng)模塊可實(shí)時采集風(fēng)門的運(yùn)行數(shù)據(jù)（如開關(guān)狀態(tài)、開關(guān)次數(shù)、故障類型、通行時間），并通過工業(yè)以太網(wǎng)或 5G 網(wǎng)絡(luò)上傳至地面監(jiān)控中心，管理人員可在監(jiān)控平臺上實(shí)時查看每道風(fēng)門的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn) “可視化管理”，無需人工巡檢；另一方面，系統(tǒng)可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，例如通過分析風(fēng)門的通行次數(shù)，判斷運(yùn)輸線路的繁忙程度，為優(yōu)化運(yùn)輸調(diào)度提供依據(jù)；通過分析故障數(shù)據(jù)，預(yù)測易損件的更換周期，實(shí)現(xiàn) “預(yù)防性維護(hù)”；此外，自動控制系統(tǒng)還可與礦井的 “智慧礦山” 平臺對接，將風(fēng)門數(shù)據(jù)融入通風(fēng)系統(tǒng)仿真、災(zāi)害模擬等模型，為通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計、應(yīng)急方案的制定提供數(shù)據(jù)支持，推動礦井從 “經(jīng)驗(yàn)管理” 向 “數(shù)據(jù)驅(qū)動管理” 轉(zhuǎn)型。?