风井防爆盖反风作用,立风井防爆盖特点

     风井防爆盖作 为矿井主要通风机 的附属装置 ，具有 在 发生爆炸事故 时保护 主扇 以及在 主要通风机 意外停止 运 行时能 自动打开 以便充分利用 自然风压进行 通风 的作 用，因而立风井防爆盖的合理设置关系到矿井的安全生产 。 《煤矿安全规程》第一百二十四条规定主要通风机停止运 转期间 ，对 由 1台主要通风机担 负全矿通风 的矿 井 ，必须 打 开井 口防爆 门和 有关风 门，利用 自然风压通 风 ；对由多 台主要通风机联 合通风 的矿 井，必须正确控制 风流 ，防止 风流紊乱网。

     但在 实际 的设计、安装及使用过 程中 ，有一些 问题往往被人 忽略，造成防爆盖不能 自行运行。本文就单 台主要通风机担 负全矿通风 的情况 ，针对防爆井盖的合理 安 设 提 出一 些 建 议 及 处理 方法 。 1 防爆 盖平衡状态下的受力分析 1．1防爆盖关 闭状态下 的平衡 受力 防爆盖在 关 闭状 态下其作用力主要有以下几 方面 ：防爆盖 内外 的气压差 的 作用 力(负压通风情 况下 ，该力与防 爆盖重力作 用同 向 )、 平衡锤 的拉力、防爆盖 自身的重力、支座 的支承力、密封槽 作者简介 ：王岸泓(1969一)，男 ，河北 滦县人 ，工程 师，从事矿井通 风 的管理工作 ，现就 职于鄂尔多斯市 国源矿业开发 有 限责任公司。 密封 油 的浮 力 。 防 爆 井 盖 示 意 图如 图 1。 平 衡 锤 图 1 防爆盖关 闭状态下的示意图 根据 示 意图给 出受力分析 图 ，如 图 2，忽略 密封油 的 浮 力 ，则大气压、主 扇负压 二者作 用下 的防 爆盖 内外压 差 F。一F、防爆盖 的所 受的重力 G、密封槽对 防爆盖 的支承 力 f、平衡锤 的拉力 F之间是平衡的 ： f+F=(F旷_F1)+G (1) F=nmgcosd~ (2) 总表 皮系数 ：但偏离理想渗流的各种 因素均会 引起表 皮效 应 ，用 它来预 测增 产率和措施后 的产量 ，会 出现较大 的偏 差。         因此这个总的表皮系数不能为增产措施实施效果提供 依 据 ：3．2在计 算油 井地层污染程度 时 ，须对表皮系数进行 分解 ，把与地层 伤害无关 的拟表皮 系数从 中扣除 ，求 出地 层真实伤害表皮 系数 ： 3．3通 过对油 田各拟表皮 系数的分解分析 ，可研 究出 油 田在钻 井完井过程 中的主 要损害 因素 ，从 而 改进钻 井 液、完井液 性能，为加强油层保护措施提供科 学依据 ； 3．4表皮 系数的分解 分析 方法对合理进行钻 井、完井 作 业、改进相应 措施提供 了科学依 据 ，对油 气层保 护从而 解放油层 生产力具有重要意义。

    防爆盖关状态下的受力分析图(3) 其 中 ： f_ 密封槽 对防爆盖 的支承力 ，N △P_一 防爆盖内外的静压 差 ，Pa S—— 防爆 盖的压 力有效面积，mz G_一 防爆 盖 重力 ，N m—— 平衡锤质量 ，kg n——平衡 锤个数 ，个 cr．一 重力加 速度 ，N／kg 击— — 关 闭 时油 绳 与 垂 直 方 向 的夹 角 把公式。 (4) 1_2防爆盖打开状态 下的平 衡受力分析 防爆井盖打 开后 ，当其达 到开启平衡 状态时 ，其受力 主要 为平 衡锤在 垂直方向上的拉力与防爆盖 自身的重力(因自然通 风的速 压产生的作用力相对于防爆盖重量而言 非常小 ，故 可以忽 略 )，其作用力满足如下关系 ： nmgcos0=Mg (5) 其 中 ： M—— 防爆盖质量 ， nr 平衡锤质量 ， n—— 平衡锤个数 ，个 q一 重力加速度 ，关 闭时 油 绳 与 垂 直 方 向的 夹 角 2 防爆盖 自动运行中平衡 锤配重计算 2．1主扇停转 时防爆 盖 自动开启 的平衡锤配 重 由公 式(4)可知 ，密封槽对防爆盖 的支承力 f将随 Ap的变化而 变化。 当 f=0时 ，防爆 盖处于开 启 的临界状 态 ，此时一 旦 AP进一步减小 ，防爆盖就会 自动打开 。当主扇 因故突然停 转 时 ，△P将 表 现 为矿 井 自然 风压 的 大 小 ，防 爆 盖 要 自动打 开 ，则此时应满足条件为 ： nmgcosd~ APS+G (6) 这里 需要注 意的是 △P，它的减小有两个 因素 ：一是主 扇停止运转 ，二爆炸事故时产生 的巨大 的冲击波的作 用 ， 这里只 对主扇停 止运转 的情 况进行 分析。 主扇停 止运转 后 ，它对防爆盖产 生 的压力 会在 很短 时间 内消 失 ，当 自然 风压帮助主扇做功 时，△P为正值 ，当 自然风压 不帮助主扇 做功时 ，△P为负值 。 由上式(6)可知 ，一旦矿井防爆井盖安设 完毕 ，即防爆 盖重量、油绳安装角度 、平衡锤个数定 的情况 下 ，平 衡锤 的 重量取决于矿井 自然风压 的大小。 此时，单 个平衡 锤 的质 量 可 以表 示 为 ： m=(△PS+G)／(ngcos6) (7) 2．2 主扇恢复 行 时防 爆 盖 自动 关 闭的 平 衡 锤 配 重 前有所述 ，当防爆 盖 处于 开启平 衡状态 时 ，平衡 锤 的 拉 力与防爆盖的所 受的重力是平衡 的 ，由公 式(5)可知 ，每 个平衡锤的质 量为 ：  (8) 当有 外力 F’破 坏 了这个平衡 时 ，防 爆盖就会 自动 下 降关 闭。这个外力 F’就是主扇启动后产生 的“吸力”，该值 的大小取 决于主扇运行 后 ，防爆盖 内外 的压 差。在该 “吸 力 ”的作 用下 ，防爆盖就 会 自动下 降关 闭，并且在 关闭的过 程 当中，大气压 、自然风压 、主扇“吸力 ”三者 对防爆 盖的关 闭作用力也越来越大 ，且大于 平衡锤 因油绳角度 的变化所 增加 的对防爆盖 的开启作 用力 。 需要说 明的是 ，防爆 盖升起 的高度不是 无限的 ，否则 主扇启动后就不会对其产生“吸力 ”的作用 。

      经现场观察 ， 防爆 盖的底边 与油槽上 沿间 的距离 以 200～400mm为宜 ， 不 能超过 500～600mm，否则 主扇 负压对 它 的“吸力 ”将会 大幅度减少 ，甚至不能克服平衡锤的作用而造成 不能 自动 关 闭。2．3防爆 盖 自动运行 的平衡 锤配 重计 算公式 及 自然 风压影 响分析 根据 上述分析 ，平衡锤 的配重 的上下 限计 算应满足公式(7)和 (8)，化简后如下 ： (APS+G)／ in M／(ncos0) (9) 从上 述公式中可 以看 出，实际 安设防爆 盖时 ，应 考虑 矿 井 自然风压 的影 响 ；同时 ，当对 已安设 的防爆盖也应 该 经 常测定 矿井 自然 风压 ，找 出最 大值 ，以便 及时调整平衡 锤 的质量从而保证平衡锤 的质量满足上述关系式。 3 防爆盖 自动运行中其他设施 的要求 3．1平衡锤 支架上的油轮组数 量、排列 方式 的确定 以 及悬挂绳 的选 择 如 果选用 2个 滑轮的滑轮组 ，及钢性较 大 的钢 丝绳 ，在长 时间不动作 的情况下 ，势 必在平衡锤 一 侧造 成悬挂绳成 “死弯”，从而影 响 自动打 开 ，甚至 不能打 开。所以 ，在 选用油轮组及悬挂 绳时，滑轮组要选择轮数多 且呈 园环 状均布排列 的及柔性 好的钢丝绳 时 ，效 果 比较 好。在实际应用 中也是证实了这一点。 3_2平衡锤 自由移 动的空间 在 保证防爆盖 自动工作 的同时 ，还 要保证平衡 锤 自由移动 的空间 ，以防止其在 升 降过程 中对支架及支架基础的破坏 ： ① 防止在钢丝绳行进过程中脱出滑轮槽 ； ②防止平衡锤在上升过程中对滑轮组及支架的撞击： ③ 防止平衡锤在下降过程中对支架基础 的破坏。 4 结论 平衡 锤配重 的合理 选择是 防爆 井盖 的 自动运行 的关 键 ，其配重应满足公式(9)的要求 ，在 实际工作中应经常测 定 自然风压 的大小 ，以便及时调整平衡锤的重量。在防爆 井盖配重取值范 围 内，应尽量靠 近下 限，以便防爆 井盖在 关闭时操作 方便。