寒冷地區(qū)礦井基建井筒結冰的危害與預防

杜彬彬

摘 要：為有效防范我國北方寒冷地區(qū)礦井基建井筒存在的結冰問題，本文分析了礦井井筒結冰的危害，提出了處理礦井井筒結冰的措施，并總結了一系列預防礦井井筒結冰的策略，實際應用結果表明，通過科學合理的應用這些措施和策略，能更好的防治礦井井筒結冰問題，更好的保障礦井基建工作的順利進行。

關鍵詞：礦井;基建;井筒結冰;處理措施;預防

文章編號：2095-4085（2020）04-0131-02

在冬季，位于我國北方區(qū)域礦井的井筒都將產(chǎn)生不同程度的結冰問題，特別是在基建過程中，因為其不具有良好的供暖及通風系統(tǒng)。在開展基建工作的過程中，當進到冬季之后，氣溫會出現(xiàn)明顯地降低，若入風井筒沒有采取有效的措施來進行防凍，井筒淋水將會在井筒內某些部位結冰。在結冰之后，一方面會影響井筒的提升，對基建的進展造成影響。另一方面還會導致防墜器失效，更有甚者會導致塊冰的塌落，進而使井筒設備及人員受到嚴重損傷，對礦井的建設造成威脅。

1 井筒結冰的危害

（1）對于提升容器而言，將會導致其與井壁之間的距離不斷減小，并與井壁上出現(xiàn)的冰層產(chǎn)生摩擦，甚至會出現(xiàn)卡罐問題，進而對提升造成抑制。

（2）各個梯子之間結冰，安全出口受堵，在發(fā)生緊急事件時，工作人員不能安全升井。

（3）井筒中提升容器及鋼絲繩連接設備出現(xiàn)結冰，強度持續(xù)減小，安全系數(shù)無法得到保障，存在較大的風險問題。井筒所設置的通訊及供電電纜出現(xiàn)結冰，隨著冰層厚度的持續(xù)增加，導致電纜及其支架出現(xiàn)斷裂問題，進而使礦井的通訊及供電出現(xiàn)中斷，極大阻礙了礦井建設的安全性。

（4）井筒中提升設備所安裝的防墜器出現(xiàn)結冰，導致捕捉機構失效，一旦發(fā)現(xiàn)鋼絲繩或者罐籠連接設備產(chǎn)生斷裂問題，防墜器無法開展有效的抓捕作業(yè)，進而導致墜罐故障的發(fā)生。

（5）最大的危害就是在結冰逐漸融化時，其冰層將會不斷掉落，輕則將會使井筒裝置受到破壞，重則將會導致提升容器出現(xiàn)墜落問題，進而對人員及經(jīng)濟的安全造成威脅。

（6）井筒及其內部設備一旦出現(xiàn)結冰問題，將難以除冰，并且除冰作業(yè)屬于高空作業(yè)，稍有疏忽就會造成墜井或跌落事故。除冰產(chǎn)生的落冰還會對井筒內部的電纜和管道等設備造成嚴重影響。

2 井筒結冰的處理

在基建階段應根據(jù)相關的經(jīng)驗，提出有效的措施來處理結冰。

（1）制定有效的應急措施，確保結冰得到徹底處理。

（2）一旦出現(xiàn)結冰問題且程度較輕時，可以為井架穿上塔衣，安裝熱風幕，提升進風口的溫度，在結冰程度不高時，可以將結冰問題進行有效地處理。

（3）通常情況下，除冰作業(yè)大多在白天進行，在溫度較低的夜晚時提升機應當定期運作，并安排特定人員檢查結冰狀況。必要時應加以簡化，確保提升容器與井壁保持有效距離，從而在除冰時確保提升容器的正常運作。

（4）除冰過程中工作人員應當在吊桶中開展作業(yè)，其上方需要設置保險傘，從上至下清除冰塊，作業(yè)人員必須佩戴保險繩，必要之時應當運用多重保險，以避免井筒出現(xiàn)大區(qū)域的落冰問題，進而導致工作人員出現(xiàn)墜落情況。

（5）井筒內部存在電纜時，除冰之時應當輕輕敲除，保證電纜不受損，并安排專人來接落冰，將其置于編織袋中，避免出現(xiàn)大區(qū)域破冰，從而對井筒下方的電纜及其設備起到保護作用。

3 井筒結冰的預防措施

根據(jù)《煤礦設計規(guī)范》中的要求，與井內風壓發(fā)生變化的特點相結合，提出下列幾點防治措施。

（1）對于存在結冰隱患的礦井，在基建階段必須在井口設置有效的空氣加熱設施，并對入井空氣的溫度及流動速度進行適當調整，確保入風溫度及自然風壓維持在合理的范圍之內。當冬季的氣溫過低時，在礦井進風口配置臨時的井口房及空氣加熱室，將加熱之后的空氣送入井下。這種加熱形式會損耗較大的熱量，但是系統(tǒng)較為簡單，因此在基建階段一般會采用這種方法。

（2）對井筒淋水加以處理也是避免結冰的關鍵措施。目前，我國采取的堵水技術已十分成熟，采取各個材料及方法來堵塞井筒內部的滲水部位，可以有效防止井筒出現(xiàn)淋水或結冰。

（3）在礦井設計時，應當對地形及所在區(qū)域的氣候特征加以綜合考慮來選擇最佳的方案及制定通風系統(tǒng)，確保自然風壓發(fā)生作用的方向與機械通風的風壓保持相同的方向，確保自然風壓得到充分應用，并有效利用事先制定的防凍策略，避免凍井故障突然發(fā)生。

（4）在基建過程中，應當對巷道施工的工序進行適當調整，對通風系統(tǒng)進行優(yōu)化改良。根據(jù)礦井的實際特征來利用及控制自然風壓進行通風，例如在對表土進行施工時，可以運用自然通風，在主副井與風井形成聯(lián)通之后，運用回風井的氣溫差進行人為調整，添加電暖氣，熱風幕或配置局部通風來進行有效調節(jié)。當條件適宜時，可以運用鉆孔進行來回的調整，確保通風系統(tǒng)保持穩(wěn)定，避免井筒因通風系統(tǒng)混亂而受到危害。

（5）增加臨時風門，并將其設置在主進風巷或者主副井的聯(lián)絡巷道內，同時保留相應的窗口。在結冰時應當將風門進行關閉，并通過風窗來調整風流的大小，在確定生產(chǎn)所需的風量后，減少進風量，增加進風的溫度。

4 結 語

目前，我國北方嚴寒區(qū)域礦井所面臨的共同問題就是基建期間井筒的結冰問題，為了有效避免井筒在冬季出現(xiàn)結冰問題，專業(yè)人員應當依據(jù)溫度控制和通風系統(tǒng)改良等方面來進行研究，基于自身的條件來選擇最佳方案，尤其要關注自然風壓產(chǎn)生的影響。只要對實際狀況進行分析，事先制定有效的防治措施，就可以有效避免凍井問題的產(chǎn)生。

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