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自复式防爆门在矿井中应用

文章通过对防爆门(防爆盖)功能的介绍、煤矿相关规程的规定阐述,论述现有的防爆门类型及存在问题以及事故造成的后果;重点介绍自复式防爆门组成及在矿井中应用的优点,通过改造前和改造后效果对比,来看应用效果。

1 矿井防爆门的概况
1.1 防爆门的功能

防爆门(防爆盖,下同)是安装在装有主通风机的排风井口上的特殊密封井盖。在采用负压式通风的矿井中,防爆门自由搁置在风井井口上部的锁口盘上,位置正对井口,覆盖井口全断面。

①在正常通风时,保持气密性,用来隔离井下气流与地面大气,防止风流短路,保持通风系统正常。②当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸事故时,防爆门被爆炸的气流冲击波打开,从而爆炸气流直接排放到地面大气,降低矿井中气流的压力,起到泄压的作用,防止主要通风机因爆炸气流冲击而造成损坏。③当主要通风机停止运行时,可以打开防爆门,以利用自然风压通风,最大限度地为井下提供新鲜风流,保证井下人员的需要。

目前煤矿常用防爆盖示意图

1.2 相关规程规范

防爆门是通风设施的重要组成部分,对于矿井安全非常重要,所以,《煤矿安全规程》规定:除要求每年至少进行一次反风演习之外,对于包括防爆门在内的反风设施也要求每季度必须检查一次,以确保反风设施的安全可靠;同时装有主要通风机的出风井口应安装防爆门,防爆门每6个月检查维修一次。它的作用是当井下一旦发生瓦斯、煤尘爆炸时,爆炸气浪将防爆门掀起,防止毁坏通风机,从而起到保护通风机的作用。

2 防爆门类型及存在问题

2.1 类型

常用的水平防爆盖、新式为自复式防爆门。

2.2 目前煤矿常用防爆盖存在主要问题

目前防爆门的结构存在着漏风、开启关闭困难与密封液管理困难等问题,不能满足《煤矿安全规程》和防爆门的设计要求,因此需要对其加以改进。

①防爆盖无法复位或者复位困难:这种通过拆卸和安装重锤数量、调整重锤组和防爆盖盖体重量关系的操作方法,从理论上可以实现。但是,在现场实际操作中却存在着以下诸多无法逾越的障碍。②锁扣防爆盖耗时多,占用人员多。③防爆门不能平稳、同步升降。

2.3 造成的后果
当发生瓦斯爆炸后,由于回风井防爆盖被炸飞,通风系统不能在第一时间恢复,加剧了人员的伤亡情况。绝大多数伤亡矿工并不是由爆炸直接致死,而是吸入爆炸释所放出的有毒气体窒息而死。如果发生爆炸后,防爆门及时复位,通风机反转反风,将有害气体尽快排除,那无疑会将事故的伤亡人数大大降低。

3 自复式防爆门
3.1 优点
①瓦斯爆炸后,防爆门能及时复位,确保井下通风系统正常工作。②反风时,防爆门应在最短的时间内锁紧,以满足10min内实现巷道内反风的要求。防爆门的反风装置采用能远程控制的电动推杆,能对防爆门实现自动锁紧,快速实现防爆门的锁紧,自动锁紧和解锁时间均为5s,满足巷道反风的时间要求。③防爆门的结构有足够的强度,并有防抛出的设施。④防爆门靠主要通风机的负压保持关闭状态,并为防爆门安装平衡重物或采取其他措施,以便于防爆门容易开启。⑤防爆门严密不漏风,采用密封条结构密封。

改造后的自复式防爆门

3.2 结构组成
自动复位防爆门结构由基本主体设施和自动复位设施两大部分组成。
主体设施包括:防爆门底部框架、配重装置、密封装置等。
自动复位设施包括:防爆电动推杆和限位装置等。


4 总结
自复式防爆门的安装改造,给高瓦斯矿井的安全问题带来一定保证。其中防爆门的密封设计,采用新型密封胶皮设计,克服了液体密封的液体挥发和冬季结冻的问题,使季节对密封影响小,也不需要补充液体;通过防爆门的受力分析,对防爆门的配重进行了计算,使之更为准确合理;实现了防爆门反风时的自动快速锁紧;防爆门在爆炸冲击波的作用下开启后,通过自动复位设施包括限位装置和电动推杆自动闭合装置,实现防爆门的自动复位功能。

自复式防爆门属国内外首次采用的新型结构和装置,完全克服了原有防爆盖的缺点。

五阳煤矿首次采用自复式防爆门,在矿井反风试验中效果良好。从改造完成后至今的6个月时间里,自复式防爆门运行情况良好同时操作简单,方便,所用时间短。由此证明,自复式防爆门值得对各个矿井全面大力推广。

西风井担负着五阳煤矿七三、七四和七五采区供风。在西风井自复式防爆门的改造中,五阳煤矿掌握了大量设计与现场施工的经验,对丰富和发展高瓦斯矿井通风系统的安全提供有力的保证,同时具有很高的实用价值,对五阳煤矿通风系统甚至集团公司以后风井防爆门改造具有很强的指导意义。

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