樊铁山
【摘 要】从一起特别重大煤矿事故的惨痛教训入手,分析煤矿现使用的回风井防爆装置存在的技术缺陷,介绍在煤矿回风井防爆装置自动复位技术方面的研究成果,着重对防爆装置自动复位技术的导向、限位和复位的关键技术点进行分析,提出技术标准的基本要求. 【期刊名称】《河南科技》
【年(卷),期】2017(000)003
【总页数】3页(P91-93)
【关键词】煤矿;防爆装置;自动复位技术;标准
【作 者】樊铁山
【作者单位】山西煤矿安全监察局吕梁监察分局,山西吕梁033000
【正文语种】中 文
【中图分类】TD723
2009年2月22日2 :23，山西西山煤电集团屯兰煤矿南2采区发生特别重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡，114人受伤。事故发生以后，事故采区回风井的防爆盖被爆炸冲击波打开，没有及时闭合，事故采区的回风立井变为进风井，导致事故采区产生的有害气体流入其他采区，酿成其他采区无辜工人中毒的事故扩大的悲剧。这起事故充分暴露出我国煤矿现使用的防爆装置技术规范存在不合理、不完善之处，已经引起国内许多专家和工程技术人员的高度重视。
2009年3月15日，在屯兰煤矿事故后不到一个月的时间，笔者和他人向国家知识产权局专利局递交了《煤矿防爆盖、门被爆炸冲击波打开后的自动闭合装置》实用新型和《煤矿防爆盖、门被爆炸冲击波打开后自动闭合的方法》发明2项专利申请，其中实用新型申请号为200920008461.8，发明专利申请号为200910127573.X，均已授权。
通过可行性论证，进一步改进了技术方案。2010年4月25日，笔者和他人向国家知识产权局
专利局递交了《煤矿防爆盖被爆炸冲击波打开后甩配重自动闭合的装置》实用新型和《煤矿防爆盖被爆炸冲击波打开后甩配重自动闭合的装置》发明2项专利申请，其中实用新型申请号为201020185506.1，发明专利申请号为201010169366.3，均已授权。
改进的技术方案，增大了防爆盖的限位装置的抗冲击强度；彻底改变了原方案提出的在井筒内增加自动闭合装置的方式；提出了增加甩配重质量的自动闭合装置的方案。新的技术方案更容易实施。
2013年5月15日，山西同辉重工有限责任公司与专利权人签订了《专利实施许可合同》，并在国家知识产权局备案，获得专利许可使用权。2014年，山西省科技厅批准山西同辉重工有限责任公司该项目为山西省科技创新项目计划，项目编号为201410101，项目名称为“煤矿防爆盖被爆炸冲击波打开后甩配重自动闭合的装置研究及应用”。目前，该新型自动复位防爆盖在山西吕梁离石西山晋邦德煤业有限公司进行了应用。
煤矿防爆盖被爆炸冲击波打开后甩配重自动闭合的装置采取的技术方案是：包括现有风井防爆盖、密封槽和反风装置等附属设施基本不改变的结构及功能，增加防爆盖的由直线轴承或滚珠导套配合的导向装置、防爆盖的带减压装置的限位装置，防爆盖的甩配重的自动闭合装
置［1］，见图1。基础上基本满足上述①②条件；为满足条件③，需要增加特别条款予以明确。目前立井防爆盖没有导向装置，对于上述3个条件必须予以明确。
立项的技术方案提出的导向装置：在井口井壁上，沿底圈圆周，均匀垂直设置4根导向立杆与4根配重装置立杆；导向环自然套在导向立杆或配重装置立杆上，由直线轴承或滚珠导套配合，使防爆盖只能在垂直方向上开启或闭合。导向立杆，结构为实体圆形，释压高度为至少在立井净圆断面直径的2/3以上，使爆炸冲击波得到足够释放；配重装置立杆，改变下半部分结构为导向立杆的结构，上半部分可拆卸，并能与防爆盖带减压装置的限位装置匹配安装。在标准制订时，至少对导向立杆的有效长度、导向立杆或配重装置立杆与直线轴承或滚珠导套之间的摩擦系数、导向装置的强度作出明确的规定，见图2。
我国关于煤矿防爆装置自动闭合的规定正准备修订到煤矿安全质量标准化的瓦斯专业标准。
煤矿回风井防爆装置主要有2种，一种是回风立井使用的防爆盖；另一种是回风斜井使用的防爆门。标准制定的原则是：保证标准的适用性；保持标准的先进性；注意标准的统一性和协调性；注意标准的经济性和社会效益；结合我国国情积极采用国际标准和国外先进标准；在确定标准项目时首先要注意标准的适用范围，既不要让标准所涵盖的领域过宽，使编制的
标准没有实际技术内容，也不要让标准所涵盖的领域过窄，造成对标准的肢解，无谓地增加标准项目［2］。煤矿回风井防爆装置自动复位技术标准必须从以下几个技术角度予以考虑。
3.1 导向
由于在受到爆炸冲击波时，目前的防爆装置尤其是立井的防爆装置，处于一种自由运动的状态。也就是说在增加复位技术装置时，首先保证防爆装置的运动是一种可逆的运动状态。因此，导向装置应保证：①防爆装置有足够的运动距离，以保证防爆装置打开后冲击波可以充分地释放；②防爆装置受到冲击波作用打开时能顺利地打开，自动闭合时能顺利地闭合；③导向装置在受到爆炸冲击波时不受损坏。
目前斜井防爆门的导向装置为门轴，在将其加固的
3.2 限位
在满足冲击波压力释放要求的情况下，防爆装置不能无限制地打开而是达到自动复位极限位置必须停留下来，即到达极限位置应该限位。因此，限位装置应保证：①防爆装置有足够的
强度，以保证防爆装置在到达限位位置后不被损坏；②限位装置具有缓冲功能，以保证防爆装置到达极限位置过程中不受损坏；③限位装置具有一定的强度，在防爆装置与限位装置冲撞时不受损坏。
目前斜井防爆门的限位装置为井壁，基本满足上述条件①；为满足②③条件，需要增加特别条款予以明确。目前立井防爆盖没有限位装置，对于上述3个条件必须予以明确。
立项的技术方案提出的限位装置：由横向限位减压装置和纵向限位减压装置组成，根据防爆盖的高度和所受设计最大减压冲击速度，选择纵向限位减压装置的固定套、减压弹簧和滑动套的长度。横向限位减压装置固定在导向立杆和配重装置立杆的一个水平面上，为防爆盖上升的终止限位装置。纵向限位减压装置，在导向立杆和配重装置立杆上，在横向限位减压装置下面，为防爆盖到达终止位置前的减压装置。在标准制订时，至少对防爆盖的强度、横向限位减压装置和纵向限位减压装置的缓冲参数和强度参数作出明确的规定，见图3、4。
3.3 复位
在冲击波压力释放后，防爆装置在外力或自重作用下自动复位，最后实现自动闭合。因此，
复位装置应该保证：①复位装置具有打破原防爆装置的配重、负压和防爆本身质量之间的平衡的能力；②在到达极限位置且爆炸冲击波释放后，防爆装置受到的作用力足以使其自动闭合复位；③复位装置具有一定的强度，在矿井发生爆炸时不受损坏，鼓励使用机械自动复位技术。
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