摘要：本文通过对一煤与瓦斯突出矿井多风机联合运转主扇10分钟内更换防爆盖的实例，探索出一种安全而快速的更换防爆盖的方法。
关键词：煤与瓦斯突出,多风机联合运转,主扇,安全快速,更换风井防爆盖,技术研究与应用
风井防爆盖往往因年久腐蚀或井壁变形等原因出现不能正常使用的情况，就必须更换新防爆盖。对于多风机联合运转条件下的煤与瓦斯突出矿井，更换防爆盖势必造成井下大范围停风和瓦斯超限现象，威胁矿井的安全生产。探索一种安全而快速地更换防爆盖技术，对矿井的安全生产有重要意义。
1 矿井概况
平煤股份八矿位于平顶山市区东部，设计生产能力300万t/a， 矿井为立井多水平开拓方式，采用走向长壁后退式顶板全部垮落采煤法，为煤与瓦斯突出矿井。
矿井采用混合式通风方式，抽出式通风方法，通风系统复杂，共有四个进风井和四个回风井，即在井田中央并列布置有主井、副井、新副井和丁一风回风井，在矿井东、西翼对角布置有西二进风井、东风井和西一回风井，井田西翼深部布置有北回风井,各回风井均安装有两台同型号主扇，主扇类型不同，运行参数相差较大。
2 北回风井防爆盖倾斜处理方案
该矿北回风井出现表土层下陷，井壁上口倾斜，角度约为150，主扇倒台时防爆盖会自动开启无法复位，四周采用螺栓固定，主扇运行存在重大安全隐患。
所以，必须对北回风井防爆盖进行矫正。根据现场实际情况，拟在井壁外施工新防爆盖基础，更换大直径防爆盖，防爆盖直径由原来的6.5m增加到8m，新基础内设200mm宽的油槽，确保新防爆盖一安装到位，即严密不漏风，投入正常运行，缩短矿井停产时间。
3 更换防爆盖施工方案研究
方案一：北回风井主扇停止运转，其它风井主扇正常运转条件下更换防爆盖。
方案二：矿井所有风井主扇停止运转条件下更换防爆盖。
以上两个方案的优劣关键取决于二个因素：一是矿井停风时间和瓦斯超限范围;二是更换防爆盖操作的可行性和难易程度。
3.1 方案一可行性研究
(1)矿井通风情况
在北回风井主扇停止运转，矿井其它三个风井主扇正常运转条件下，通过计算机模拟解算，北回风井受自然风压和其它三个风井主扇负压的影响，井筒内风流方向发生改变，由回风变为进风，风量为2210m3/min，对其它风井主扇负压和风量影响较小。如果长时间停风，北回风井区域的采掘工作面涌出的高浓度瓦斯会沿大巷进入其它风井系统进风巷道，使瓦斯超限范围扩大。
(2)更换防爆盖时，吊机受力情况和安装难易程度分析
北回风井停止运转时，吊机受力等于防爆盖自身重力和其它主扇运转时产生的负压作用力之合减去由自然风压产生的向上的浮力，根据公式
f—吊机受力，N;
G—防爆盖重力，N;
p—防爆盖所受向下的静压，pa;
s—防爆盖面积，m2;
d—防爆盖直径，m;
h1—自然风压，pa;
h2—其它主扇作用于防爆盖上的静压，pa;
起吊时，旧防爆盖受其它风井主扇运行负压作用产生550pa向下的压力，自身重力3.5t，自然风压180pa，吊机受力4.8t。 起吊瞬间受力最大，起吊后静压作用消失，吊机受力突然发生变化，防爆盖会发生摆动，容易破坏新防爆盖基础和油槽。
安装过程中，一方面，当新防爆盖接近油槽时，受其它风井主扇运行负压作用，吊机受力最大，达到6.6t，会出现防爆盖突然下降的情况，对吊机产生冲击力，会破坏新防爆盖基础和油槽;另一方面，井筒为进风状态，受风流作用，防爆盖会出现摆动，很难准确安装到位。
3.2 方案二可行性分析
(1)矿井通风情况
在矿井所有主扇停止运转条件下更换防爆盖，受自然风压作用，北回风井风量1120m3/min，虽然风量较小，但风流方向保持不变，如果主扇停风时间较长，不会引起井下风流紊乱，瓦斯超限范围扩大。
(2)防爆盖的受力和安装难易程度分析
在矿井所有主扇停止运转条件下，北回风井旧防爆盖起吊时，吊机受力等于防爆盖自身的重力减去由自然风压产生的向上的浮力，吊机受力2.6吨。
安装过程中，一方面，因下落过程中自然风压增加，防爆盖落到油槽瞬间受力最小，达到3.6t，吊机所受冲击力小，不容易破坏基础、油槽和防爆盖;另一方面，北回风井为出风状态，防爆盖受风流作用会出现摆动，但相对进风时风量小，摆动容易控制，便于防爆盖准确、快速安装到位。
3.3 结论
根据以上分析，认为方案二对于控制井下瓦斯超限范围和防爆盖更换操作都优于方案一，故采用方案二。
4 应用情况
按照上述方案，北回风井主扇防爆盖于2009年10月31日进行了更换，操作顺序是同时停止矿井所有主扇运转--起吊北回风井旧防爆盖—盖上北回风井新防爆盖—矿井所有主扇同时启动--安装北回风井防爆盖配重。为了缩短井下停风时间和防止瓦斯超限，矿井制定了严密的安全技术措施和应急预案，施工时采用2台吊机施工，一台吊机起吊新防爆盖到指定位置静止，另一台起吊旧防爆盖，做好随时起吊准备，此次更换防爆盖历时8分钟，井下没有发生瓦斯超限，减少了矿井停产时间。
