伴随着矿井的长期开采、资源的快速消耗,开采深部水平、边缘区域和地质条件复杂区域的资源已十分紧迫[1]。矿井受到顶板水、承压水、老空水等水患的影响日益凸显。矿井水患的防治已成为急需解决的问题。目前,防水闸门和应急救援排水系统是井下防治水患的重要措施。彝良驰宏矿业有限公司的毛坪铅锌矿处于川西南—滇东北地震带的南段,地震频繁,崩塌、滑坡等地质灾害时有发生。现主要生产和开采位于地下水位以下,矿井内由地下水渗出产生的大量涌水需由排水系统及时排出井外,若发生地质灾害导致外部供电中断,正常排水系统失效,需迅速关闭防水闸门,把涌水封堵在部分坑道内,防止涌水淹没井下主要坑道、重要设备设施和危及人员安全。本文在对国内外防水闸门的结构进行分析的基础上,设计了防水闸门的总体方案,应用Solidworks软件对防水闸门进行了三维设计,建立了防水闸门零件和装配体的三维模型。在对所用的静力学理论和有限元分析方法进行分析的基础上,对Ansys-workbench软件的特点作了简要介绍,应用Ansys-workbench软件对门扇和门框进行了静力分析,分析了门扇和门框在最大负荷条件下的应力、应变和位移情况,分析结果说明门扇和门框没有发生大的变形,所选材料及门扇和门框的结构设计满足强度和防水要求。应用Ansys-workbench软件的优化模块对防水闸门进行多目标优化,验证了之前设计的合理性,并且在不影响使用性能的情况下使防水闸门的质量降低了10.8%。结合多刚体动力学理论及虚拟样机技术,通过ADAMS软件建立了防水闸门的多刚体模型,对其进行了动力学仿真分析,分析了门扇在转动过程中铰链的受力和转动力矩,对防水闸门的整体进行了运动学分析,门扇运动过程中无干涉现象,运动平稳,满足使用要求。验证了防水闸门设计的可行性。