【摘 要】 本文论述了主提升立井兼做回风井主要优缺点，及其解决方法，措施。对于井型不大、风压不高、风量较小的矿井，主井兼做回风井可以有效的缩短建设工期，节省投资。
【关键词】 主提升立井兼回风 防尘 防漏风 钢丝绳罐道 侧防爆门
1 引言
主井是连接井下与地面生产系统的主要生产环节。主井按所采用的提升设备的不同，分为箕斗井、罐笼井、箕斗罐笼混合井。主井提升的主要任务是提升煤炭，作业内容较单一，因此大多数矿井选用箕斗为容器提升煤炭。虽然主提升立井兼作回风井具有一井多用、建设工期短、井巷工程量少、建设投资省等优点，但也存在着主井漏风率高、井筒煤尘大、井筒装备腐蚀较严重、设备维护量大、提升容器摆动量大等问题。因此，新建大、中型矿井设计中采用这种开拓方式的比较少。笔者在参与华润天能徐州煤电有限公司沛城煤矿技术改造设计中考虑到本矿井属低瓦斯矿井、矿井井型不大、风压不高、风量较小等具体条件，为了缩短建设工期、节省投资而决定采用主井兼作回风井这一开拓方式。
为了保证设计合理、可靠，尽量减少由于主井回风带来的漏风、粉尘较大等问题。 我们组织了相关专业的技术人员，先后调研了兄弟设计院设计的主井回风开拓方式中做得比较好的矿井，做了充分的前期工作。通过了解在采用主井回风时各环节的布置，降低漏风的措施和经验，解决井筒煤尘大的方法，并根据沛城煤矿李楼井田自身的条件而采取了一系列相应措施，使该井田在主井回风这一开拓方式中取得了较好的效果。
2 井田概况
沛城煤矿李楼井田位于江苏省沛县栖山、王店乡境内，距徐州市约62km。井田设计生产能力为0.45Mt/a，服务年限为16.1a。井田采用立井开拓方式。在井田开拓一对立井至-600m水平（与老区-600m西大巷水平连通），即新主井（兼回风）和新副井。新主井承担煤炭运输和井田回风，新副井承担矿井辅助提升和扩区主要进风，通风方式为机械抽出式。主井兼作进风井时，箕斗井产生的粉尘量大于罐笼井，但罐笼井井口密闭比箕斗井困难。综合考虑决定该矿主井采用箕斗提升方式，井筒直径为5m，为减少通风阻力、减少井筒装备维护量，井筒装设一对钢丝绳罐道4t单绳提煤箕斗。为减少井筒粉尘量系统最大提升速度为5.83m/s。
3 采取封闭措施降低漏风率
主井回风的一个主要缺点就是主井漏风率比较高。据资料介绍，国外一般漏风率能控制在5%以内。国内《煤矿安全规程》规定“有提升设备时不得超过15%”。但实际大部分矿井的漏风率都超过该值。造成漏风高的原因主要有以下几方面：①设计上的不尽完善；②生产制造单位的加工质量存在缺陷；③现场安装过程中存有问题；④现场使用单位管理的混乱。另外造成漏风的主要因素有：（1）密闭井筒井上、下口的受煤仓放空使得主井回风时漏风率增加。有些矿井在选用γ射线煤位计时，由于时间长久生产使用中发生煤堵住γ射线孔，因而造成人为的误动作将井上、下煤仓放空。为了解决煤仓放空造成漏风的问题，我们主要做了以下几方面的工作：①在密闭井筒的受煤仓容积为箕斗容积的3倍外，留有3.5m高的密闭段，并设煤位信号；②选用带有活动密闭门的卸煤仓下给煤机，一旦当井口煤仓放空时，活动的密闭门可将给煤机堵住，切断风流；③选用较为可靠的煤位计；④加强操纵工人的工作责任性，减少煤仓放空的误操作。（2）混凝土井塔封闭不好，造成大量漏风。混凝土井塔上安设有多道门及窗户，门扇与门框之间如存在较大缝隙将造成漏风，故此在设计过程中我们在门扇及门框四周装设胶皮，增大了门扇与门框之间的接触面积，大大减少了漏风现象的发生；为避免在回风运行时风硐产生的负压使窗户变形而形成间隙造成漏风现象，设计过程中窗户装设了双玻中空断桥铝合金窗，窗口处基本无任何漏风且增加了室内的自然采光。这样就提高了井塔整体的密闭性，从而减少了主井井口的漏风。（3）风门制作质量不高，密封不严。在主井的井上、下口由于人员、矿车、设备的频繁出入，造成风门的密封性能恶化，因此造成主井漏风增加。为解决这一问题设计上增加了风门的数量，由一道风门增为二道风门，且在风门四周固定胶皮，增加风门与门框间的接触面积，减少漏风。另外要求现场加强管理，风门漏风较大时做到及时修理或更换。（4）井塔上钢丝绳孔的密封。井塔上布置有罐道钢丝绳和提升钢丝绳。罐道钢丝绳张紧选用的是液压螺杆拉紧式钢丝绳罐道装置，拉紧装置布置在天轮装置的下面一层，同时井上口防撞梁也设在该层，设计中考虑此处的密闭较为困难，故在该层拉紧装置上方约2.5m处设一密闭房顶，从而大大减少了井上口防撞梁及钢丝绳罐道处的漏风。对于提升钢丝绳设计上采用耐磨材料尼龙制成两个半圆环，圆环的内径比提升钢丝绳直径稍大，圆环的外圆做成槽形，安装时用钢板卡住圆环外圆的槽口，并将钢板与井塔上的密闭房顶相连即可。（5）防爆门的选择。对于有专用回风立井的矿井中，当采用立井抽出式通风时，在风井锁口盘上安设有防爆门，它是为了保护通风机而设置的一个重要的安全设施。正常情况下，防爆门放置在风井锁口盘上的油槽里，油槽里有密封液，回风形成的负压使防爆门钢板内侧的密封液高度高于外侧的密封液高度，形成压差，液封保证了防爆门的密闭不漏风。当风机停止运转时，防爆门能够自动升起。当井下发生瓦斯或煤尘爆炸事故时，冲击波将该防爆门向上冲开，起到释放并缓解风井冲击波的作用，从而保护通风机不受损坏。对于主提升立井兼回风井的防爆门设计选择了侧防爆门，该防爆门安装于井塔两侧侧墙上，开启形式为从两侧向中间开启，防爆门门框、门扇骨架采用钢制型材，面板采用钢板。门框和门扇之间安装有胶皮，能缓解关门时门扇与门框碰撞时产生的火花与噪音，保证了门框与门扇之间配合紧密，不漏风。
4 正确选择合理的罐道形式，减小矿井通风阻力
该矿选择钢丝绳罐道，该种罐道形式可有效减小风阻，缩短检修、更换时间。绳罐道横断面比钢罐道小很多，可有效减小矿井通风阻力，降低通风机配用电动机的使用功率，节约能源。主井兼回风在使用过程中井筒装备维护较困难。造成维护困难的原因主要有以下几点：主井回风时，在回风流中含有各种有害气体，加之井筒淋水的成份一般都是弱碱或弱酸性。所以井筒装备的腐蚀较严重，维修时基本都是采用电焊或气焊，使维修困难而复杂。由于井筒内可见度低，并且有回风风流、粉尘等，所以检修井筒装备有诸多不便。据资料介绍，相同的井筒装备用于回风主井中时其使用寿命要缩短。矿井罐道形式时要根据矿井的不同条件进行选择，目的在于减少维护时间和维护工作量。虽然钢罐道的寿命较长，但是更换钢罐道的时间要较更换绳罐道的时间长的多。平时绳罐道的维护工作量也较钢罐道少很多。所以该矿设计中主井的罐道形式为钢丝绳罐道。
5 降低粉尘危害采取的措施
主井提升兼回风时，为防止煤尘过大、降低粉尘危害，防止煤尘爆炸事故的发生，为保护职工的安全和身体健康，为确保矿井的安全生产，结合矿井的实际情况，制定了相应的防尘措施：（1）在矿井地面建有防尘水池，保证防尘洒水的供应。（2）矿井主要运输环节设有自动喷雾洒水的设施。（3）风硐内设置铺尘网，铺尘网上方设置喷雾洒水装置冲刷铺尘网上的煤尘。（4）使用清扫或冲洗的方法清除设备、巷道、风硐中的粉尘，防止粉尘积聚，增加有效通风断面。（5）加强现场管理，当各地点的防尘设施（如：供水管路及三通、闸阀、连接过道的软管等）需要更换或出现故障时，能及时进行维护。（6）井筒中装设有自动报警灭火装置和敷设消防管路。（7）定期检查井筒壁是否出现离层、脱皮、变形现象，定期清理浮煤保证通风断面。
6 结语
通过这次沛城煤矿李楼井田主井回风的设计，使我们对如何减少主井漏风，合理选择罐道形式，降低粉尘危害等问题有了一定的了解。在矿井产量适中，风量、负压都不大的情况下利用主井回风，是一条缩短建设工期、节约投资的一项合理选择。
