防爆泄压密闭器在煤矿抢险救灾中的应用

阳泉市新鑫科技研究所有限责任公司  杜志刚

摘要： 防爆泄压密闭器是煤矿“一通三防”工作中必备的基本设备之一，在日常调改风过程中可快速完成和拆除巷道闭墙，由过去建一座永久闭墙的几天，现在仅用二小时或几十分钟，就可建完或拆除，工作效率和安全性提高了几十倍，特别是在抢险救灾中发挥了其快速、安全、防爆、隔火、泄压等独特的专有作用，为煤矿安全做出了重大贡献。

关键词： 煤矿；防爆；密闭器

一、概述

当采掘工作面着火或有瓦斯煤尘爆炸时封闭工作面是一项危险但必须去做的事情。如何保障救护队员和煤矿工人在实施有瓦斯煤尘爆炸危险火区封闭工作面的安全。历来是广大煤矿安全科技工作者急需解决的重大课题。在《煤矿安全规程》和《矿山救护队操作规程》有明确规定“有瓦斯、煤尘爆炸危险时，应设置防爆墙，在防爆墙的掩护下建立永久密闭墙”。在抢险救灾时期，什么样的防爆墙，设置在什么位置，设置几道，怎样设置，并没有详细具体的规定，而且设置防爆墙的过程同样也是非常危险的。事实上在设置防爆墙的过程和封闭火区的过程道理是一样的，同样都很危险，而且防爆墙越坚固，发生煤尘瓦斯爆炸后的威力越大，造成的伤害和损失越大。例如2008年4月8日晚11时到2008年4月9日凌晨01时，长治市某联营煤矿在封闭火区过程发生重大伤亡事故，近5米厚的防爆墙在瓦斯爆炸时的一瞬间将6名工人全部埋入黄土中，窒息而亡。诸如此类的事故在我国煤矿开采历史上不胜枚举。

从1989年至今，用了近20年时间阳泉新鑫科技研究所和相关企业科研院所的工程技术人员，通过不懈努力终于研制出了煤矿井下防爆泄压密闭器，并于2007年4月11日通过国家煤炭工业技术委员会汇同煤科总院、中国矿业大学、中国煤炭能源集团、大同煤矿集团、潞安矿业集团，山东新汶矿业集团、邢台矿业集团共十一家单位专家、教授的联合鉴定“项目成果达到了国际先进水平”，2005年4月并在晋城端氏基建矿井西大巷特大瓦斯着火事故中，安全、高效、快速地封闭了火区。该基建矿井西大巷断面20.1m²，着火巷道由掘进头工作面正前到工作面回风50余m长的巷道南侧，火焰长50余m，宽0.5—2m，采取了多种、多次封堵工作连续作业15天，每封堵一次，火源向外延伸一次，后采用防爆泄压密闭器仅用不到一小时，即安全、高效、快速地控制住着火，使明火即刻熄灭。为保护国家煤炭资源、矿井安全、矿工生命做出了贡献。

    2008年4月在金能集团张家口矿业（集团）有限公司宣东矿业公司三采区—230胶带进风与—230胶带回风之间在同一闭墙上安装了一正一反两道防爆泄压密闭器，从而保证了整个采区进回风之间的安全，无论闭墙两边任何一处发生瓦斯煤尘爆炸事故均能保证该闭墙不被摧毁。例如由于该矿是高瓦斯自燃煤层，同时也是煤尘爆炸矿井，在2006年2月灭火封闭过程发生瓦斯爆炸事故，即未造成人员伤亡，更未造成灾情扩大，也未引起煤尘爆炸，特别是在抢险救灾中发挥了其快速、安全、防爆、隔火、泄压等独特的专用作用，充分说明了该矿应用科学技术，保护矿山安全和保障矿工生命，在同大自然的斗争中取得了胜利。

下面详细介绍煤矿快速防爆泄压密闭器的基本结构、用途、特点、技术指标、工作原理和使用方法，使飞禽走兽老虎机的煤矿工人获益，使飞禽走兽老虎机的矿井获益，使飞禽走兽老虎机的矿山救护队获益。

二、基本结构

防爆泄压密闭器是煤矿“一通三防”工作中必备的基本设备之一，在日常调改风过程中可快速完成和拆除巷道闭墙，由过去建一座永久闭墙的几天，现在仅用二小时或几十分钟，就可建完或拆除，工作效率和安全性提高了几十倍，特别是在抢险救灾中发挥了其快速、安全、防爆、隔火、泄压等独特的专有作用，为煤矿安全做出了重大贡献。

巷道快速防爆泄压闭墙（器）的基本结构由钢管骨架、一端为泄压密闭钢板、另一端为集气罩和防火网三部分构成。其中钢管骨架为穿越闭墙中部的大直径钢管通道。

三、用途

（1）、阻断风流

（2）、隔离不等风压的区域。

（3）、调整通风系统的风量、风压、风向。

（4）、密闭采空区或灾区。

（5）、当灾区内发生爆炸时可自动由巷道快速防爆泄压闭墙（器）钢管通道泄压以保护闭墙不被摧毁和减少其他密闭设施的损坏。

（6）、可与灾区构成联络通道进行检测或实施抢险救灾。

四、特点

本巷道快速防爆泄压闭墙（器）较之全断面石土结构的闭墙有下列特点：

1、能达到永久性闭墙高质量标准。

2、坚固、轻便、可拆装、不漏风、不坍塌、抗水淹、服务寿命长。

3、施工时间短（约石土结构构筑所需时间的1/5～1/10），这一特点对抢险救灾赢得时间有特殊作用。

4、设有大直径钢管联络通道，当灾区发生爆炸时，能泄出冲击波，以保护闭墙不被损坏，也不致把灾害传播到非密闭区。

5、钢管通道可进行开闭控制，平时实现全面密闭，偶尔需要时也可实现开通联络，以施行通风、排水、放水、放气、灌水、灌浆、喷注惰化气雾等，还可对灾区进行检测。

6、可在任何倾角的巷道中设置，适用于现有井下使用的各种密闭墙。

7、使现有密闭墙具有:防止瓦斯、煤尘爆炸后冲毁密闭墙，能防止密闭墙内的各种有害气体大量涌出。

8、防止瓦斯、煤尘爆炸后的高温火烟引燃引爆闭墙另一侧的瓦斯和煤尘，具有防止瓦斯煤尘事故扩大的作用。

9、能提高矿井局部和整体的防灾抗灾能力，保障煤矿安全、保障煤矿工人生命安全。

10、具有施工速度快、拆装方便、可多次重复使用等特点。

11、特别适用于抢险救灾快速封闭，并且有密闭功能、通道功能、日常监测功能和防护功能。

五、技术指标

1、可适用于在各种断面以及环境条件下、各种倾角的巷道中设置任意符合部颁《煤矿通风质量标准》的闭墙。

2、具有防水、阻燃、抗静电性能。

3、设有顺穿密闭区的开闭可控制的大直径钢管通道，既可实现平时全面密闭，又可在需要时与密闭区开通联络，由救护队员进入灾区侦察，探明灾情，以实施抢险救灾。

4、漏风近于零值。

5、一道闭墙的构筑时间，KTQ型一般需1～3小时。

6、钢管通道直径800mm，总长度不低于2000mm，爆炸冲击波最低泄出冲击力不得超过60kg。

六、工作原理

巷道快速防爆泄压闭墙（器）的强度是靠在巷道强力支护形成段落空间中，四周充盈黄土或高分子化学密闭材料所形成的墙体，并由此起到了密不透风的闭墙作用。

在通道钢管的两端颈部各设有一道防护罩、防火金属网和泄压密闭钢板。在非密闭区一侧的端口上设置有泄压密闭钢板，在密闭区一侧安装有气样、温度等探测孔；由此造就了多样功能，其原理分述如下：

1、密闭功能。在充填物和密闭（器）装置的阻隔和泄压密闭钢板的阻挡下，形成了可靠的多重密闭作用，从而在正常的情况下实现了闭墙的密闭作用。

2、通道功能。当打开防火网密闭板和泄压密闭钢板后，即在密闭区与非密闭区之间形成了沟通通道，并可供人员匍匐通行。可由此通道直接观察检测密闭区的有关情况，并由此通道实施预防或抢险救灾的措施，如检测、通风、排水、灌水、灌浆、输入惰化气等。

3、日常监测功能。在通道密闭（器）端头装设的各类探测孔，可对密闭区实现平时监测和管理。

4、防护功能。防护罩可对密闭（器）上的防火网装置实施外部保护作用，以防淋水、冲击波中的杂物造成损害。

七、构筑方法

构筑闭墙的方法与步骤如下：

1、选择墙址。根据工程需要和巷道条件选择闭墙位置，并测量通风情况，可否满足施工的要求。

2、对巷道进行清理整修和增补支架。

3、开凿巷道周边环形口槽、砌筑或安装自流水沟等。

4、搭设钢管通道。先搭设两端墙的骨架。并应考虑能容纳下通道钢管。钢管应安装在管窝内并用螺母调紧装置撑紧在巷道两壁间，然后固定牢靠，并应在下部用垫石支垫牢稳。两端探出长度约为0.1～0.7m之间。通道钢管在安装前应将泄压密闭钢板、防火网、防护罩装配完整。

搭建的整体质量水平应达到平、直、紧、稳的要求。与巷道中线平直度的偏差不得超过±500mm。

5、充填密闭材料。充填的基本方法是灌注和自动膨胀，操作的基本要领是将充填材料的甲、乙两组分按照对半的比例搅拌混合后迅速充入闭墙框架内，使其发泡膨胀、凝固以形成塑性墙体。其充填的手段可有多种：如混合溜槽法、小容器混合后拋掷法、喷枪注射法或直接将黄土填入四周并夯实。应因时、因地制宜地施行。

充填的质量标准是填满、填实、均匀、完全密闭。

1. 检测漏风情况按部颁《煤矿通风质量标准》进行验收。事先将自流水沟或排水管堵死，关闭通道钢管上的泄压密闭钢板，手触无感觉，耳听无声音或用测风表测量，如漏风量近乎零、其他仪表参数亦指示正常即为施工合格。清理现场之后按正常通风设施进行管理即可。

       7、在距闭墙盲峒口2～3m处装设一道防护栅栏，以防人员误入。

       在同一处闭墙上，相向安装两套通道钢管泄压密闭（器）可起到闭墙两侧防爆护墙的功能。

   参考文献

       1、AQ《煤矿瓦斯抽放规范》2006-11-02

       2、《煤矿安全规程》2006

       3、AQ《煤矿用高低浓度甲烷传感器》2006-11-02

   4、《煤矿瓦斯监测监控规范》2002

   5、《矿山救护队操作规程》2008－03

    

   作者简介：杜志刚，男，1963年4月26日生，山西阳泉人，高级工程师，现任阳泉新鑫科技研究所（有限责任公司）所长，从事煤矿通风与安全专业领域，发明专利60余项，国内外发表专业论文90余篇，著有专业著作四部，被选为中国煤炭工业劳动保护科学技术学会理事、煤矿安全管理系统工程专业委员会常委、矿山救护专业委员会委员、煤矿通风安全专业委员会委员、飞禽走兽老虎机：煤矿事故技术鉴定专家、飞禽走兽老虎机：政策研究室特邀研究员、飞禽走兽老虎机：委组织部联系的高级专家、阳泉市发明协会副理事长、阳泉市工商联合会执行委员会委员、阳泉市矿区政协委员、阳泉市矿区人大代表、被市委、市政府授予“阳泉市十大杰出科技青年”、“煤矿安全卫士”、“阳泉市有突出贡献的优秀人才”、“享受市政府特殊津贴的拔尖人才”，并荣立“飞禽走兽老虎机：二等功”。