關于煤礦現有回風立井防爆蓋存在問題的改進

荀洪菲

（潞安集團，山西省長治市，046204）

關于煤礦現有回風立井防爆蓋存在問題的改進

荀洪菲

（潞安集團，山西省長治市，046204）

針對煤礦現有回風立井防爆蓋存在漏風、密封液選擇困難和啟閉不便等問題，對其結構進行改進性設計，旨在提高煤礦風井防爆蓋的安全可靠性。

煤礦 防爆蓋 改進

防爆蓋是安裝在裝有主要通風機的回風立井井口上的特殊密封井蓋，其作用主要有：

（1）正常通風時，用以隔絕井下氣流與地面大氣，防止礦井通風系統風流短路的裝置，從而確保井下通風系統正常工作。

（2）防止瓦斯（煤塵）爆炸所產生的高溫高壓沖擊波，或堅硬頂板大面積坍塌產生的沖擊波和風暴破壞礦井主要通風機。

（3）在礦井全面停電、主通風機檢修期間或故障時，可開啟防爆蓋自然通風。

（4）當井下進風巷道發生火災或存在有毒氣體時，為了防止火焰及有毒氣體進入采區危害礦工生命，必須及時進行反風滅火，此時需要及時將防爆蓋壓緊，采用正壓方式對井下強制實施反風。

（5）對于少部分煤礦地面采用單風道通風機系統，由于沒有備用風道供每3年1次的通風機性能測試使用，礦井需要停產，打開防爆蓋作為性能測試臨時進風口，待測試結束后重新封閉。

1 現有防爆蓋存在問題

通過對現場使用的防爆蓋進行調研總結，目前煤礦回風立井常用的防爆蓋主要存在以下問題：

（1）復位。各煤礦多沿用扣帽式防爆蓋，存在著爆炸后因受力而沖離井口或嚴重變形，不能正確復位，起不到應有作用。

（2）密封液規定要求采用廢機油，多因雨水浸入變為水密封，存在著密封液體揮發、帽裙銹蝕等現象。此外，冬季密封液體結冰，造成油封槽凍裂漏液現象。

（3）個別礦井將防爆蓋用水泥封死以防止其漏風，使防爆蓋起不到應有作用。

（4）個別礦井回風立井防爆蓋配重較大，在主通風機定期切換時防爆蓋自動打開，恢復時間長、勞動強度大。

（5）防爆蓋不能平穩同步升降，容易卡死，影響防爆蓋的正常打開。

（6）反風時需要進行人工鎖緊操作，操作困難，不能滿足規程要求的10min內實現反風的要求。

（7）隨著礦井開采深度的延伸，礦井通風靜壓不斷增大，防爆蓋密封槽不斷加深，裙與槽更容易出現卡死現象。如個別礦靜壓在達到6000Pa時，防爆蓋所承受的大氣壓力將達到20t以上。

（8）隨著大型礦井及高瓦斯礦井的建設，礦井要求風量較大，回風井斷面也隨之增大，防爆蓋難以制作，且要求的承壓強度較高。

可見，目前防爆蓋的結構存在著漏風、啟閉困難等諸多問題，因此需要加以改進。

2 對現有防爆蓋的改進設計

2.1 防爆蓋的設計要求

根據《煤礦安全規程》相關要求和其它有關規定，防爆蓋的設計應滿足如下幾點要求：

（1）當井下發生瓦斯（煤塵）爆炸后，防爆蓋能及時卸壓（高溫高壓的沖擊波壓力）并復位。

（2）防爆蓋與出風井應布置在同一軸線上，其斷面積不小于井筒或風峒斷面積，且防爆蓋距井筒位置相較于主要通風機距井筒位置至少要短10m。

（3）防爆蓋應靠主要通風機的負壓保持關閉狀態，并為防爆蓋安裝平衡重物或采取其他措施，以便防爆蓋容易開啟。

（4）防爆蓋的結構必須有足夠的強度，并有防腐和防拋出設施。

（5）防爆蓋應嚴密不漏風。若采用液體密封時，冬季要選擇不能燃燒的冷凍液。

（6）反風時，防爆蓋應在最短的時間內鎖緊，以滿足10分鐘內實現巷道內反風的要求。

2.2 改進防爆蓋的結構原理

針對現有防爆蓋存在的問題，結合防爆蓋的設計要求對現有防爆蓋進行技術改造。把出風口圓形水槽做成方形，把現有的防爆蓋改成鉸鏈門式開合結構，轉軸在側面，中間閉合。在出風井口四周預埋型鋼作為門框，門框的結構為正方形，門框上安裝防爆蓋。防爆蓋為板式結構，左右各一扇，用鉸鏈固定在門框上。門板和門框之間采用特質密封件密封，密封材料分別在左右門板上形成“口”字密封環，當合上防爆蓋時，礦井負壓使門板緊貼在門框上，從而形成密封，防止漏風的產生。

配重裝置和現有結構相似，防爆蓋的關閉操作由外動力機械裝置完成。設置有行程開關，實現自動遠控功能，徹底解決防爆蓋復位關閉困難等問題。礦井反風時可利用外動力機械裝置鎖死防爆蓋，達到操作簡單、快速、準確、及時的目的，也可采用簡單的搭扣結構或銷式結構實現防爆蓋的鎖緊功能。當防爆蓋在爆炸沖擊波的作用下開啟后，亦可實現自動復位。

3 改進后防爆蓋的主要特點

（1）采用特質密封件密封，達到密封件壽命長、少維護、易更換、密封可靠等優點，確保不漏風，解決了液體密封時液體揮發和冬季凍結等問題，季節對密封影響小，也無需補充液體。同時克服了液體密封時液體對防爆蓋裙的腐蝕，且使用鐵壓條和螺栓固定橡膠條，確保防爆蓋的密封性，拆卸方便。

（2）采用安裝在固定支座上的外動力機械裝置，使防爆蓋的開啟、關閉更加容易。在采用液體作密封時，通風機停止運轉后，防爆蓋開啟時其平衡重物除了要克服防爆蓋本身重力外，還要克服液體在防爆蓋內外液面高差所產生的壓力。而在采用外動力機械裝置之后，就地控制與遠程控制功能可以非常容易且及時實現防爆蓋的啟閉。

（3）礦井反風時，防爆蓋的鎖緊操作變得簡單、容易、快速，有效地降低操作時間，提高反風的時效性和可靠性，實現遠距離控制，操作方便。

（4）充分利用空氣動力學原理，當礦井發生爆炸時，防爆蓋輕而易舉地打開，且防爆蓋完好無損。在需要恢復礦井正常通風時防爆蓋能夠及時正確復位。且增設的緩沖裝置可以吸收爆炸沖擊慣性力及減少檢修維護時防爆蓋的變形，進一步保證防爆蓋的氣密性。

（5）改進后的防爆蓋制作簡單、維護方便、氣密性好、易檢查、易操作，維護工作量小。

（6）廣泛使用電器元件控制，實現遠距離自動控制，自動化程度高。

[1] 陳世建.煤礦風井防爆蓋改進[J].煤礦機械，2007（6）

[2] 王永.淺談煤礦立井通風機自卸式防爆門設計[J].科技情報開發與經濟，2010（30）

Improvement of explosion－proof door for return shaft in coal mine

Xun Hongfei

（Lu′an Group，Changzhi，Shanxi 046204，China）

Aimed at existing problems on explosion－proof door for the return shaft in coal mine，such as air leakage，difficulty in selection of liquid sealants and inconvenience of opening and closing，its structure was improved in design to enhance its safety and reliability.

coal mine，explosion－proof door，improvement

TD726

B

荀洪菲（1982－），女，遼寧鞍山人，工程師，碩士研究生，2009年7月畢業于太原理工大學，現工作于潞安集團機電處，從事機電技術管理工作。

（責任編輯 張艷華）