由于特殊的工况环境，矿井生产中对井下通风有着十分严格的要求。瓦斯积聚和瓦斯超限是矿井安全生产的重大隐患，这就需要通过不间断地向矿井风井通风，来促进井下空气流动，从而稀释井下瓦斯浓度，避免局部高瓦斯地带发生瓦斯超标现象影响矿井安全生产。风门系统在整套矿井通风装置中是最为重要的，它控制着输入井下风的通风量和通风方向。矿井风井需要不定期利用风门系统进行风机检修倒机和故障倒机，而目前普遍采用停风倒机的方法进行日常倒机工作，即先停止主扇通风，然后通过调整风门实现通风风道的更换，再重新启动主扇通风风机，这种倒机过程一般需要 5~10 分钟时间，在这期间是停止向井下供风的[1]。而在矿井实际生产中许多高瓦斯矿井停风 1 分钟就会出现局部瓦斯超标，特别是在正常通风情况下，井下巷道断面大小、曲直角度和沿程阻力不同而形成的风速不同，停风时的风流惯性会造成乱风现象，过长的倒机时间是大多数矿井所不能承受的[2]。这就需要研发一种新型的风门系统，可以实现不停风倒机，不仅可以大大缩短主扇风机倒机时间，而且可以在倒机过程中持续地为井下供风，避免因为瞬时的停风导致井下局部瓦斯超标，威胁到矿井的安全生产。新型风门系统的系统组成改进

新型风门系统中主要采用 3 类风门，包括立式闸板门、百叶窗式旋叶风门（卧式和立式两种）和立式插板门，其中百叶窗式旋叶风门是新引入风门系统的一类风门，也是整套风门系统实现不停风倒机工作的关键所在。3 类风门各有其优缺点，可以根据矿井的实际需要进行搭配组合，以组成最高效可靠的风门系统。相比于传统的风门系统，该新型风门系统在系统组成上有以下改进。

传统的风门系统一般只有 4 套风门，即只有检修门和主风门，特殊情况下甚至只有两套，因此在倒机时必须先使主扇风机停止工作，等倒机完成后再开启主扇风机通风。该新型风门系统推荐包含 6 套风门的风门系统，即检修风门两套，主副风门各两套，这样既可以保证主风门和副风门实现 3 风门或 4 风门联动，从而在不停风状态下平稳地进行倒机操作，保证井下有足够的通风量。同时，当主副风门出现故障需要检修时，可以操作检修风门工作，排除风道负压对维修工作的影响，便于工作人员对故障风门进行维修或更换[3]。（2）风门驱动和控制

新型风门系统中每套风门都由配套的电动执行器或者电动绞车驱动，重要电气元件的防爆等级都符合矿井安全生产要求。风门系统中的所有风门采用集中控制，可以实现所有风门的远程控制、现场控制、点动控制和手动控制。这样既可以实现整套通风设备的集中化、科学化和高效化控制管理，保证不停风倒机时风门之间协调联动，同时也可以实现实时监控，及时发现和处理风门工作中出现的故障，而且在发生电气故障时，可以通过人工操作完成倒机工作，避免了电气故障带来的不可估量的损失。

新型风门系统中所有风门的框架等主要受力部分均采用 HG70 高强度钢材制造，工艺上尽量采用整板成型，避免使用过多焊接工艺，并进行喷砂防锈处理。需要密封的地方采用强度和硬度适宜的橡胶密封条进行密封，条件允许的情况下也可以采用充气密封方式进行密封，保证全关闭时漏风量不超过 1％。
百叶窗式旋叶风门

百叶窗式旋叶风门是新引入风门系统的一类自密型新式风门，也是整套风门系统实现不停风倒机工作的关键所在。图 1 为卧式百叶窗式旋叶风门开启和关闭时的现场实物图，卧式百叶窗式旋叶风门在风门系统中作为副风门使用，而在传统的风门系统中并不设置副风门。该风门行程为 90°，由部分回转型电动执行器驱动，可以通过调节旋叶风门的开启角度控制通风量和风向，以旋叶风门为过渡可以实现主副风门之间的联动，从而实现不停风倒机。

 

2.1 传统的风门系统

图 2 为传统风门系统的主扇风机倒机示意图，图中表示的是两个风道（1# 风道和 2# 风道）的风井。这种常规方式下的倒机需要先停止风道里的主扇通风机工作，关闭该风道里的风门，然后打开另一个风道里的风门，再启动该风道里的主扇风机，从而实现整套通风系统的倒机[4]。这种停风倒机方式需要先停止工作风道里的主扇风机，即停止向风井供风，整个过程需要 5~10 分钟，对于大多数矿井是无法承受的，极容易导致矿井局部瞬时的瓦斯突出，影响矿井的安全生产。

2.2 新型的风门系统

图 3 为新型风门系统的主扇风机倒机流程图，相比于传统的风门系统，这种系统引入了前面介绍的百叶窗式旋叶风门作为风道的副风门。以图 3 所示的流程 1# 风机向 2# 风机倒机为例，1# 风机正常工作向风井供风，首先要检测 2# 风道的副风门（百叶窗式旋叶风门）是否已经打开，如果没有打开或者没有完全打开，则需要首先完全开启 2# 风道的副风门，然后启动 2# 风机，待 2# 风机完全运行后关闭 1# 风机，在 1# 风机关闭的同时打开 2# 风道的主风门并且关闭 2# 风道的副风门，等以上所述的 3 套风门都完全到位后打开 1# 风道的副风门，完成 1# 风机向 2# 风机的不停风倒机工作。这种风门系统在进行倒机工作时始终有一个风道的主扇风机工作，保证持续向风井供风，而不存在系统停止供风的情况。引入的副风门作为倒机时的过渡风门和辅助风门，在倒机时不仅可以通过副风门向风井供风，而且可以通过副风门平衡风压，减少主风门开闭时的阻力，使得风门运行更平稳更快速。

图 4 为新型的风门系统的主扇风机倒机示意图，从图中可以看到两个风道上方都添加了副风门（百叶窗式旋叶风门），倒机过程中主副风门发生联动（可以是 3 风门联动，也可以是 4 风门联动，根据现场环境选择，图 4 是 4 风门联动[6]），至少有一个风道可以在倒机过程中向风井内供风，而不会发生停止供风的情况，而且联动过程中几套风门同时动作，大大缩短了倒机时间，可以有效避免倒机过程中因停风而造成局部瓦斯含量超标。