浅谈立井防爆门的改造设计

兴源矿隶属于开滦 (集团) 蔚州矿业公司, 年产30万吨/年, 本矿井田为近水平煤层, 采用立井单水平上下山开拓, 布置一条开采水平, 即+782m水平, 开采5#煤、6#煤, 矿井采用中央并列抽出式通风, 副井进风, 主井回风, 主井井筒直径3.8米, 主井地面安装有BDK-6-NO18.5型2×55kw对旋轴流式主要通风机两台, 一台工作, 一台备用, 采用风机反转实现反风。主井井架全部用铁皮封闭, 为防止井下发生瓦斯或煤尘爆炸后产生的冲击波破坏主要通风机, 在井架侧面设计了防爆门, 但断面未满足要求且漏风严重, 经常被封闭死, 起不到防爆门的作用。为消除这一隐患, 确保防爆门能够在井下发生灾害时起到作用, 达到保护主要通风机的目的, 减少事故的扩大, 我重新对防爆门进行了改造设计和安装, 满足《煤矿安全规程》要求。

1 防爆门设计要求

根据《煤矿安全规程》有关要求, 防爆门的更新设计应满足下列要求。

(1) 井下产生的冲击波能够将其冲开, 以释放能量。

(2) 防爆门距井筒位置应小于主要通风机距井筒位置10米以上。断面不小于井筒或风峒断面。

(3) 防爆门必须严密, 保证井筒漏风率不超过15%。

(4) 反风时, 防爆门不被冲开。

2 主要通风机的性能参数

型号:BDK-6-NO18.5

功率:2*55kw

风量:1320m3/min~5280m3/min

静压:670Pa~1950Pa

3 防爆门改造设计方案

通过查阅有关资料, 对装有摩擦轮提升设备井楼的立井, 防爆门设计主要在井筒两侧设向外开的密闭门, 靠风机负压吸合, 在冲击波作用下能够打开释放能量, 但是这种方法产生许多弊端, 难以封闭严密, 再加上井楼漏风, 若管理不善, 将导致外部漏风率高于《煤矿安全规程》要求, 同时, 扩大防爆门断面必须停产, 施工也不方便, 能否有其它方法, 既能无漏风又符合有关要求, 而且施工容易, 通过分析研究决定采用如下方法:在靠近井筒的风峒上掘一立井, 再用防爆盖封闭, 在冲击波的作用下能够打开释放能量如图一所示。它有如下优点:由于风峒离地面距离近, 在施工过程中不影响生产, 施工容易、方便;用水或防冻液封口严密不漏风;日常管理比较简单。见图1。

4 立井防爆门设计

4.1 防爆盖重量、形状设计

防爆盖重要要求达到:反风时, 在取掉防爆盖配重时, 风压不能吹开防爆盖。兴源矿主要通风机最大风压为1950Pa, 风峒断面3×2.2=6.6m2, 则防爆盖面积不小于6.6m2, 取7m2。

7m2×1950Pa=13650N≈1365kg

防爆盖重量必须大于1365kg才能保证反风时要求, 因此, 防爆盖重量选为1380kg。

由于从地面向风峒掘小立井时, 为圆形断面, 因此防爆盖设计为圆形, 直径为3m, 顶部设计为拱形, 防止积存雨水和杂物。

4.2 防爆盖配重要求及设计

为保证井下冲击波能够首先冲开防爆盖释放能量, 必须为防爆盖设置配重, 将防爆盖重量降到约10kg~25kg左右。

因此, 在防爆盖四角均匀设置配重, 与防爆盖通过钢丝绳连接, 不仅保证了冲击波能够冲开防爆盖, 而且有效防止冲击波将防爆盖抛出。

配重重量由防爆盖自身重量与风机负压产生重量之和。

风机在正常工作时负压为8 0 0 P a~1100Pa, 取最大值110Pa, 负压产生重量为:1100×7=7700N=770kg≈800kg。

防爆盖自重为1380kg, 则, 总配重重量为:800+1380=2180kg, 因配重均匀分布在防爆盖四角, 所以每个配重应为:2 1 8 0/4=545kg。

为保证配重便于悬挂或更换, 将配重制成10kg、20kg、50kg及100kg标准重量, 即法码形状, 通过吊钩互相连接, 容易适时调整配重。

4.3 密封槽要求

密封槽深度必须高于主要通风机最大静压毫米水柱高度, 所以密封槽高度不得低于195mm, 取200mm。

密封槽可用水或防冻液进行封闭, 并定期清理槽内杂物。

5 使用情况

按照设计要求, 防爆门改造施工不到10天就竣工, 基本未影响生产而且防爆门严密不漏风, 各项指标符合《煤矿安全规程》要求。

摘要：查阅有关资料, 对装有摩擦轮提升设备井楼的立井, 防爆门设计主要在井筒两侧设向外开的密闭门, 靠风机负压吸合, 在冲击波作用下能够打开释放能量, 但是这种方法产生许多弊端, 施工也不方便。通过分析研究决定采用如下方法:在靠近井筒的风峒上掘一立井, 再用防爆盖封闭, 在冲击波的作用下能够打开释放能量, 它的优点:由于风峒离地面距离近, 在施工过程中不影响生产, 施工容易、方便, 用水或防冻液封口严密不漏风, 日常管理比较简单。

关键词：矿井,立井防爆门,改造设计