立风井防爆井盖自动运行技术探究

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1、立风井防爆井盖自动运行技术探究摘要：针对单主扇矿井，利用力学原理对立风井防爆井盖在关闭和开启两种情况下的受力平衡进行分析，论述了自然风压对平衡锤配重选择的影响，确定了平衡锤配重选择的理论依据和计算方法，该计算方法对矿井在主扇停风期间能保证防爆井盖自动开启从而及时地利用自然通风，确保矿井停风期间的安全具有重要意义。Abstract：Accordingtothecoalminewithonemainfan,themechanicalprincipleisusedtoanalyseforceequilibriumoftheanti-explosionmanholecoverattheco

2、nditionsofcloseandopening・Theinfluenceofthechoiceofbalancehammerqualitybynaturalwindpressurehasbeendiscussedandthethetheoreticalbasisandcalculationmethodofthechoiceofbalancehammerqualityisdetermined.Thiscalculationmethodwillbeveryimportanttoensurethesafetyofthemineduringthetimeofwindstoppingfo

3、ritsfunctionofautomaticallyopenanti-explosionmanholecoverwhenmainfansuddenlystopped.关键词：防爆井盖；平衡锤；自然风压；主扇Keywords：anti-explosionmanholecover；balancehammer；naturalwindpressure；mainfan中图分类号：TD724文献标识码：A文章编号：1006-4311(2012)34-0122-020引言立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

4、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［1,2］。《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［3］。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

5、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、密封槽密封油的浮力。防爆井盖示意图如图1。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FO-F1、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=(F0-F1)+G(1)F=nmgcos?准(2)FO-F1=?驻PS(3)其中：f——密封槽对防爆盖的支承力，N?驻P——防爆盖内外的静压差，PaS——防爆盖的压力有效面积，m2G——防爆盖重力，Nm平衡锤质量，kgn——平衡锤个数，个9重力加速度，N/

6、kg?准——关闭时油绳与垂直方向的夹角把公式(2)、(3)带入公式(1)中化简，得：f+nmgcos?准二？驻PS+G(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：nmgcos?兹二Mg(5)其中：M防爆盖质量，kgm平衡锤质量，kgn——平衡锤个数，个9——重力加速度，N/kg?兹——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

7、，密封槽对防爆盖的支承力f将随AP的变化而变化。当仁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：nmgcos?准？叟APS+G(6)这里需要注意的是AP,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，