寒冷地区矿井基建井筒结冰的危害与预防

    杜彬彬

    摘 要：为有效防范我国北方寒冷地区矿井基建井筒存在的结冰问题，本文分析了矿井井筒结冰的危害，提出了处理矿井井筒结冰的措施，并总结了一系列预防矿井井筒结冰的策略，实际应用结果表明，通过科学合理的应用这些措施和策略，能更好的防治矿井井筒结冰问题，更好的保障矿井基建工作的顺利进行。

    关键词：矿井;基建;井筒结冰;处理措施;预防

    文章编号：2095-4085（2020）04-0131-02

    在冬季，位于我国北方区域矿井的井筒都将产生不同程度的结冰问题，特别是在基建过程中，因为其不具有良好的供暖及通风系统。在开展基建工作的过程中，当进到冬季之后，气温会出现明显地降低，若入風井筒没有采取有效的措施来进行防冻，井筒淋水将会在井筒内某些部位结冰。在结冰之后，一方面会影响井筒的提升，对基建的进展造成影响。另一方面还会导致防坠器失效，更有甚者会导致块冰的塌落，进而使井筒设备及人员受到严重损伤，对矿井的建设造成威胁。

    1 井筒结冰的危害

    （1）对于提升容器而言，将会导致其与井壁之间的距离不断减小，并与井壁上出现的冰层产生摩擦，甚至会出现卡罐问题，进而对提升造成抑制。

    （2）各个梯子之间结冰，安全出口受堵，在发生紧急事件时，工作人员不能安全升井。

    （3）井筒中提升容器及钢丝绳连接设备出现结冰，强度持续减小，安全系数无法得到保障，存在较大的风险问题。井筒所设置的通讯及供电电缆出现结冰，随着冰层厚度的持续增加，导致电缆及其支架出现断裂问题，进而使矿井的通讯及供电出现中断，极大阻碍了矿井建设的安全性。

    （4）井筒中提升设备所安装的防坠器出现结冰，导致捕捉机构失效，一旦发现钢丝绳或者罐笼连接设备产生断裂问题，防坠器无法开展有效的抓捕作业，进而导致坠罐故障的发生。

    （5）最大的危害就是在结冰逐渐融化时，其冰层将会不断掉落，轻则将会使井筒装置受到破坏，重则将会导致提升容器出现坠落问题，进而对人员及经济的安全造成威胁。

    （6）井筒及其内部设备一旦出现结冰问题，将难以除冰，并且除冰作业属于高空作业，稍有疏忽就会造成坠井或跌落事故。除冰产生的落冰还会对井筒内部的电缆和管道等设备造成严重影响。

    2 井筒结冰的处理

    在基建阶段应根据相关的经验，提出有效的措施来处理结冰。

    （1）制定有效的应急措施，确保结冰得到彻底处理。

    （2）一旦出现结冰问题且程度较轻时，可以为井架穿上塔衣，安装热风幕，提升进风口的温度，在结冰程度不高时，可以将结冰问题进行有效地处理。

    （3）通常情况下，除冰作业大多在白天进行，在温度较低的夜晚时提升机应当定期运作，并安排特定人员检查结冰状况。必要时应加以简化，确保提升容器与井壁保持有效距离，从而在除冰时确保提升容器的正常运作。

    （4）除冰过程中工作人员应当在吊桶中开展作业，其上方需要设置保险伞，从上至下清除冰块，作业人员必须佩戴保险绳，必要之时应当运用多重保险，以避免井筒出现大区域的落冰问题，进而导致工作人员出现坠落情况。

    （5）井筒内部存在电缆时，除冰之时应当轻轻敲除，保证电缆不受损，并安排专人来接落冰，将其置于编织袋中，避免出现大区域破冰，从而对井筒下方的电缆及其设备起到保护作用。

    3 井筒结冰的预防措施

    根据《煤矿设计规范》中的要求，与井内风压发生变化的特点相结合，提出下列几点防治措施。

    （1）对于存在结冰隐患的矿井，在基建阶段必须在井口设置有效的空气加热设施，并对入井空气的温度及流动速度进行适当调整，确保入风温度及自然风压维持在合理的范围之内。当冬季的气温过低时，在矿井进风口配置临时的井口房及空气加热室，将加热之后的空气送入井下。这种加热形式会损耗较大的热量，但是系统较为简单，因此在基建阶段一般会采用这种方法。

    （2）对井筒淋水加以处理也是避免结冰的关键措施。目前，我国采取的堵水技术已十分成熟，采取各个材料及方法来堵塞井筒内部的渗水部位，可以有效防止井筒出现淋水或结冰。

    （3）在矿井设计时，应当对地形及所在区域的气候特征加以综合考虑来选择最佳的方案及制定通风系统，确保自然风压发生作用的方向与机械通风的风压保持相同的方向，确保自然风压得到充分应用，并有效利用事先制定的防冻策略，避免冻井故障突然发生。

    （4）在基建过程中，应当对巷道施工的工序进行适当调整，对通风系统进行优化改良。根据矿井的实际特征来利用及控制自然风压进行通风，例如在对表土进行施工时，可以运用自然通风，在主副井与风井形成联通之后，运用回风井的气温差进行人为调整，添加电暖气，热风幕或配置局部通风来进行有效调节。当条件适宜时，可以运用钻孔进行来回的调整，确保通风系统保持稳定，避免井筒因通风系统混乱而受到危害。

    （5）增加临时风门，并将其设置在主进风巷或者主副井的联络巷道内，同时保留相应的窗口。在结冰时应当将风门进行关闭，并通过风窗来调整风流的大小，在确定生产所需的风量后，减少进风量，增加进风的温度。

    4 结 语

    目前，我国北方严寒区域矿井所面临的共同问题就是基建期间井筒的结冰问题，为了有效避免井筒在冬季出现结冰问题，专业人员应当依据温度控制和通风系统改良等方面来进行研究，基于自身的条件来选择最佳方案，尤其要关注自然风压产生的影响。只要对实际状况进行分析，事先制定有效的防治措施，就可以有效避免冻井问题的产生。

    参考文献：

    [1]卫功柱，陈运.基于永临结合的基建矿井井筒防冻设计[J]内蒙古煤炭经济，2017，（11）：33-35.

    [2]符志琰，刘灿浩，单绍磊.基于高温矿井水的节能型井口防冻技术研究及应用[J].山东煤炭科技，2018，（06）：44-46.

    [3]白天琪.如何加强基建矿井向生产矿井转型期间的安全管理[J].内蒙古煤炭经济，2018，（10）：33-35.

    [4]刘富道，张修峰，杨扬.基建矿井矿建工程施工组织管理探究[J].煤炭科技，2016，（02）：90-92.