摘要：本文通過對一煤與瓦斯突出礦井多風機聯合運轉主扇10分鐘內更換防爆蓋的實例，探索出一種安全而快速的更換防爆蓋的方法。

　　關鍵詞：煤與瓦斯突出,多風機聯合運轉,主扇,安全快速,更換風井防爆蓋,技術研究與應用

　　風井防爆蓋往往因年久腐蝕或井壁變形等原因出現不能正常使用的情況，就必須更換新防爆蓋。對于多風機聯合運轉條件下的煤與瓦斯突出礦井，更換防爆蓋勢必造成井下大范圍停風和瓦斯超限現象，威脅礦井的安全生產。探索一種安全而快速地更換防爆蓋技術，對礦井的安全生產有重要意義。

　　1　礦井概況

　　平煤股份八礦位于平頂山市區東部，設計生產能力300萬t/a， 礦井為立井多水平開拓方式，采用走向長壁后退式頂板全部垮落采煤法，為煤與瓦斯突出礦井。

　　礦井采用混合式通風方式，抽出式通風方法，通風系統復雜，共有四個進風井和四個回風井，即在井田中央并列布置有主井、副井、新副井和丁一風回風井，在礦井東、西翼對角布置有西二進風井、東風井和西一回風井，井田西翼深部布置有北回風井,各回風井均安裝有兩臺同型號主扇，主扇類型不同，運行參數相差較大。

　　2　北回風井防爆蓋傾斜處理方案

　　該礦北回風井出現表土層下陷，井壁上口傾斜，角度約為150，主扇倒臺時防爆蓋會自動開啟無法復位，四周采用螺栓固定，主扇運行存在重大安全隱患。

　　所以，必須對北回風井防爆蓋進行矯正。根據現場實際情況，擬在井壁外施工新防爆蓋基礎，更換大直徑防爆蓋，防爆蓋直徑由原來的6.5m增加到8m，新基礎內設200mm寬的油槽，確保新防爆蓋一安裝到位，即嚴密不漏風，投入正常運行，縮短礦井停產時間。

　　3　更換防爆蓋施工方案研究

　　方案一：北回風井主扇停止運轉，其它風井主扇正常運轉條件下更換防爆蓋。

　　方案二：礦井所有風井主扇停止運轉條件下更換防爆蓋。

　　以上兩個方案的優劣關鍵取決于二個因素：一是礦井停風時間和瓦斯超限范圍;二是更換防爆蓋操作的可行性和難易程度。

　　3.1 方案一可行性研究

　　(1)礦井通風情況

　　在北回風井主扇停止運轉，礦井其它三個風井主扇正常運轉條件下，通過計算機模擬解算，北回風井受自然風壓和其它三個風井主扇負壓的影響，井筒內風流方向發生改變，由回風變為進風，風量為2210m3/min，對其它風井主扇負壓和風量影響較小。如果長時間停風，北回風井區域的采掘工作面涌出的高濃度瓦斯會沿大巷進入其它風井系統進風巷道，使瓦斯超限范圍擴大。

　　(2)更換防爆蓋時，吊機受力情況和安裝難易程度分析

　　北回風井停止運轉時，吊機受力等于防爆蓋自身重力和其它主扇運轉時產生的負壓作用力之合減去由自然風壓產生的向上的浮力，根據公式

　　f—吊機受力，N;

　　G—防爆蓋重力，N;

　　p—防爆蓋所受向下的靜壓，pa;

　　s—防爆蓋面積，m2;

　　d—防爆蓋直徑，m;

　　h1—自然風壓，pa;

　　h2—其它主扇作用于防爆蓋上的靜壓，pa;

　　起吊時，舊防爆蓋受其它風井主扇運行負壓作用產生550pa向下的壓力，自身重力3.5t，自然風壓180pa，吊機受力4.8t。 起吊瞬間受力最大，起吊后靜壓作用消失，吊機受力突然發生變化，防爆蓋會發生擺動，容易破壞新防爆蓋基礎和油槽。

　　安裝過程中，一方面，當新防爆蓋接近油槽時，受其它風井主扇運行負壓作用，吊機受力最大，達到6.6t，會出現防爆蓋突然下降的情況，對吊機產生沖擊力，會破壞新防爆蓋基礎和油槽;另一方面，井筒為進風狀態，受風流作用，防爆蓋會出現擺動，很難準確安裝到位。

　　3.2 方案二可行性分析

　　(1)礦井通風情況

　　在礦井所有主扇停止運轉條件下更換防爆蓋，受自然風壓作用，北回風井風量1120m3/min，雖然風量較小，但風流方向保持不變，如果主扇停風時間較長，不會引起井下風流紊亂，瓦斯超限范圍擴大。

　　(2)防爆蓋的受力和安裝難易程度分析

　　在礦井所有主扇停止運轉條件下，北回風井舊防爆蓋起吊時，吊機受力等于防爆蓋自身的重力減去由自然風壓產生的向上的浮力，吊機受力2.6噸。

　　安裝過程中，一方面，因下落過程中自然風壓增加，防爆蓋落到油槽瞬間受力最小，達到3.6t，吊機所受沖擊力小，不容易破壞基礎、油槽和防爆蓋;另一方面，北回風井為出風狀態，防爆蓋受風流作用會出現擺動，但相對進風時風量小，擺動容易控制，便于防爆蓋準確、快速安裝到位。

　　3.3 結論

　　根據以上分析，認為方案二對于控制井下瓦斯超限范圍和防爆蓋更換操作都優于方案一，故采用方案二。

　　4 應用情況

　　按照上述方案，北回風井主扇防爆蓋于2009年10月31日進行了更換，操作順序是同時停止礦井所有主扇運轉--起吊北回風井舊防爆蓋—蓋上北回風井新防爆蓋—礦井所有主扇同時啟動--安裝北回風井防爆蓋配重。為了縮短井下停風時間和防止瓦斯超限，礦井制定了嚴密的安全技術措施和應急預案，施工時采用2臺吊機施工，一臺吊機起吊新防爆蓋到指定位置靜止，另一臺起吊舊防爆蓋，做好隨時起吊準備，此次更換防爆蓋歷時8分鐘，井下沒有發生瓦斯超限，減少了礦井停產時間。