3矿井通风时文玉解析.pptx

矿井通风矿井通风 新疆煤矿总工程师培训新疆煤矿总工程师培训 时文玉时文玉 新疆煤矿安全技术培训中心新疆煤矿安全技术培训中心主要内容主要内容1 1前言前言前言前言2 2矿井通风基础矿井通风基础矿井通风基础矿井通风基础3 3构建可靠通风系统构建可靠通风系统4 4通风系统常见隐患通风系统常见隐患5 5典型事故案例剖析典型事故案例剖析6 6总结总结“国国务务院院关关于于进进一一步步加加强强企企业业安安全全生生产产工工作作的的通通知知”（国国发发201020102323号号）要要求求全全面面加加强强企企业业安安全全生生产产工工作作，坚坚决决遏遏制制重重特特大大事事故故。矿矿井井通通风风知知识识是是防防治治煤煤矿矿重重特特大大事事故故的的有有力力武武器器，本本讲讲座座重重点点讲讲述述矿矿井井通通风风与与重重特特大大事事故的关系。故的关系。一、前言一、前言 矿矿井井是是地地下下作作业业，矿矿井井通通风风是是保保证证矿矿井井生生产产的的基基本本前前提提，又又是是防防灾灾的的基基本本手手段段。“一一通三防通三防”构成了矿井安全生产的主要内容。构成了矿井安全生产的主要内容。一、前言一、前言通风是煤矿安全的主要内容之一通风是煤矿安全的主要内容之一p 为为了了深深入入贯贯彻彻落落实实科科学学发发展展观观，促促进进安安全全生生产产理理论论和和实实践践的的创创新新发发展展，国国家家安安监监总总局局提提出出了了“通通风风可可靠靠、抽抽采采达达标标、监监控控有效、管理到位有效、管理到位”的瓦斯综合治理工作体系。的瓦斯综合治理工作体系。p “通通风风可可靠靠”是是煤煤矿矿灾灾害害防防治治工工作作的的基基础础，构构建建安安全全可可靠靠的的通通风风系系统统是是保保障障矿矿井井安安全全生生产产、提提高高矿矿井井抗抗灾灾能能力力和和防防治治煤煤矿矿重特大事故的一项标本兼治、重在治本的关键之策。重特大事故的一项标本兼治、重在治本的关键之策。通风可靠是防治重特大事故的基础通风可靠是防治重特大事故的基础一、前言一、前言 建建国国后后死死亡亡百百人人以以上上煤煤矿矿事事故故共共发发生生了了2525起起，其其中中2121起瓦斯、煤尘爆炸事故，起瓦斯、煤尘爆炸事故，1 1起火灾事故，起火灾事故，2 2起透水事故。起透水事故。不可靠的通风系统是产生重特大事故的温床不可靠的通风系统是产生重特大事故的温床一、前言一、前言 通通过过对对我我国国煤煤矿矿近近年年来来发发生生的的重重特特大大事事故故原原因因进进行行分分析析，重重大大事事故故都都与与通通风风系系统统的的缺缺陷陷有有关关。不不可可靠靠的的通通风风系系统统是是产产生生重重特特大大事事故故的的温温床床，是是使使事事故故扩扩大大、造造成成重重大大人人员员伤伤亡亡的的主要原因。主要原因。矿内空气及流动规律矿内空气及流动规律 矿井通风阻力矿井通风阻力 矿井通风动力矿井通风动力 矿井通风网络矿井通风网络 矿井通风系统优化矿井通风系统优化p 矿井通风基本内容矿井通风基本内容二、矿井通风基础二、矿井通风基础p 矿井通风的任务矿井通风的任务p 向井下各作业地点提供适量的新鲜空气，以供给人员呼向井下各作业地点提供适量的新鲜空气，以供给人员呼吸、稀释和排出井下各种有毒有害气体及粉尘和创造良好吸、稀释和排出井下各种有毒有害气体及粉尘和创造良好的工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。的工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。p 确保采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于确保采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20%20%；采；采掘工作面和采区的回风流中掘工作面和采区的回风流中CHCH4 4的浓度不能大于的浓度不能大于1.0%1.0%，总，总回风流中回风流中CHCH4 4最高容许浓度为最高容许浓度为0.75%0.75%。pCOCO不同浓度及作用时间对人的影响不同浓度及作用时间对人的影响p 矿井中主要有害气体对人的影响矿井中主要有害气体对人的影响p 矿井通风系统组成矿井通风系统组成 矿井通风系统是由通风方式、通风动力装置、井巷通风网矿井通风系统是由通风方式、通风动力装置、井巷通风网络和风流控制设施组成。络和风流控制设施组成。三、构建可靠通风系统三、构建可靠通风系统p 矿井通风系统可靠性评价指标矿井通风系统可靠性评价指标主要通风机总效率主要通风机总效率多风机运行稳定性多风机运行稳定性通风网络的复杂度通风网络的复杂度采区的通风均衡度采区的通风均衡度矿井回风段阻力比矿井回风段阻力比矿井开采集中度矿井开采集中度等积孔等积孔矿井通风总阻力矿井通风总阻力回风流瓦斯浓度回风流瓦斯浓度风量供需综合指数风量供需综合指数采区的通风设施数采区的通风设施数网络结构合理网络结构合理系统简单系统简单煤煤矿矿通通风风系系统统可可靠靠性性设施可靠设施可靠风量风质达标风量风质达标抗灾能力强抗灾能力强采区内部漏风率采区内部漏风率风流逆转危险度风流逆转危险度 可可靠靠通通风风系系统统的的首首要要特特征征是是系系统统简简单单，即即要要求求矿矿井井用用风风地地点点少少且且分分布布合合理理、通通风风方方式式和和生生产产布布局局简简单单。通通风风系系统统越越简简单单，井井下下风风流流的的稳稳定定性性和和可可控控性性越越好好，系系统统的的抗抗灾灾能能力力越越强强。采采用用矿矿井井通通风风总总阻阻力力和和通通风风网网络络节节点点数数作作为为评评价价通通风风系系统统是是否简单的指标，易行、便于操作。否简单的指标，易行、便于操作。p矿井通风系统简单矿井通风系统简单131阶段运输大巷；2阶段回风石门；3采区下部车场；4采区轨道上山；5采区运输机上山；6采区回风上山；7采区上部车场；8采区中部车场；9区段轨道巷；10区段运输巷；11区段回风巷；12联络巷；13采区煤仓；14采区变电所；15绞车房；16阶段回风巷采区两进一回通风方式14进风进风回风首采工作面采空区高浓瓦斯富集区出煤沿空留巷瓦斯抽采钻孔回风Y型通风首采工作面平面图采区工作面的采区工作面的U U 型或型或Y Y型通风方式型通风方式传统的U型工作面通风方式15通风系统不合理实例通风系统不合理实例通风阻力通风阻力 完全紊流状态下的摩擦阻力完完全全紊紊流流状状态态下下，风风流流的的摩摩擦擦阻阻力力与与风风量量的的平平方方成正比。成正比。此式称为完全紊流状态下的摩擦阻力定律。巷道的摩擦风阻计算：矿井通风阻力要求矿井通风阻力要求矿井通风系统风量（m3/min）对应的通风阻力（Pa）（1）3000 1500 （2）30005000 2000 （3）500010000 2500 （4）1000020000 2940 （5）20000 3920 通通风风阻阻力力小小 1500-2000 1500-2000 Pa Pa 为为理理想想通通风风阻阻力力，不不应应超超过过3000Pa3000Pa。通通风风阻阻力力分分布布合合理理 矿矿井井最最大大阻阻力力路路线线上上的的回回风风段段阻阻力力占占全全矿井总阻力的百分比矿井总阻力的百分比30-50%30-50%。系统均衡系统均衡 各采区供风量和通风阻力应尽量均衡。各采区供风量和通风阻力应尽量均衡。p 网络结构合理网络结构合理p矿井通风阻力分布矿井通风阻力分布 通风系统可分为进风段、用风段、回风段。三段的阻力分布通风系统可分为进风段、用风段、回风段。三段的阻力分布（比例）是反映矿井通风系统的抗灾能力的一个标志。（比例）是反映矿井通风系统的抗灾能力的一个标志。进风段进风段 从进风井口到采区石门之间的巷道；从进风井口到采区石门之间的巷道；用风段用风段 从采区进风石门到采区回风石门之间的巷道；从采区进风石门到采区回风石门之间的巷道；回风段回风段 从回风石门到排风井口。从回风石门到排风井口。新设计矿井一般进风段阻力占总阻力新设计矿井一般进风段阻力占总阻力25%25%、用风段占、用风段占45%45%、回风段、回风段占占30%30%为宜。随着矿井服务年限的增加，回风段的阻力会有所增大，为宜。随着矿井服务年限的增加，回风段的阻力会有所增大，但回风段的阻力应不超过总阻力的但回风段的阻力应不超过总阻力的60%60%。p矿井通风阻力分布矿井通风阻力分布20 某矿2-2煤系统过三盘区综采面风路通风阻力分布规律（A-B 进风段，B-C用风段，C-D回风段,2008年实测结果）某矿1-2煤系统过四盘区综采面风路通风阻力分布规律（A-B 进风段，B-C用风段，C-D回风段,2008年实测结果）矿井通风阻力分布不合理实例矿井通风阻力分布不合理实例 主主通通风风机机效效率率高高 主主要要通通风风机机效效率率 70%时时，风风机机的的工工况况点点在在稳定范围内，运行稳定可靠、经济性好。稳定范围内，运行稳定可靠、经济性好。通通风风分分区区均均衡衡和和独独立立 各各分分区区的的通通风风机机压压力力差差值值小小，多多风风机机共共同作用的公共段阻力占总阻力的百分比小。同作用的公共段阻力占总阻力的百分比小。采采区区通通风风设设施施数数少少 反反映映通通风风设设施施的的可可靠靠性性，通通风风设设施施越越少少，可靠性越高。可靠性越高。p 通风设施可靠通风设施可靠矿井等积孔矿井等积孔 用用矿矿井井风风阻阻R表表示示通通风风难难易易程程度度不不够够形形象象，所所以以常常用用等等积积孔孔表表示示矿矿井井通通风风的的状状况况。等等积积孔孔与与矿矿井井总风阻之间有如下关系：总风阻之间有如下关系：式式中中A表表示示矿矿井井等等积积孔孔，单单位位m2，R表表示示矿矿井井总总风风阻阻，单位单位/m7。用工程制单位计算时用工程制单位计算时:A=0.38/R;A=0.38/R;其中其中R R单位为单位为:f fs2/m8矿井总风阻与矿井等积孔矿井总风阻与矿井等积孔p矿井通风装备（主通风机）矿井通风装备（主通风机）24英国豪顿主要通风机 通风机装备的可靠性不断提高，对旋式通风机、大型通风机都已通风机装备的可靠性不断提高，对旋式通风机、大型通风机都已在国内广泛使用。在国内广泛使用。24对旋式通对旋式通风机风机 风井防爆门是矿井通风系统风井防爆门是矿井通风系统最主要的安全部件。要求设计合最主要的安全部件。要求设计合理、结构严密、维护良好、动作理、结构严密、维护良好、动作可靠。实际使用中防爆门可能的可靠。实际使用中防爆门可能的安全问题主要有漏风严重、开启安全问题主要有漏风严重、开启困难、冲开后不能自行复位、不困难、冲开后不能自行复位、不满足反风要求等。满足反风要求等。p矿井通风装备（防爆门）矿井通风装备（防爆门）风风量量满满足足要要求求 矿矿井井主主要要用用风风地地点点风风量量供供需需情情况况，用用风风地地点点的的风风量量供供需需比比在在1.21.2左左右右为为佳佳，不不应应过过大大，否否则则会会使使通通风风阻阻力力呈呈平平方方关关系系增增大大，阻阻力力过过大大会会带带来来安安全全隐隐患患，且且在经济上也不合理。在经济上也不合理。风风质质安安全全可可靠靠 “采采区区回回风风流流瓦瓦斯斯浓浓度度”反反映映矿矿井井通通风风系统排放瓦斯的能力与效果。系统排放瓦斯的能力与效果。p风量风质达标风量风质达标作作业业面面与与人人数数少少 “矿矿井井开开采采集集中中度度”包包括括4 4个个参参数数：同同一一采采区区同同一一煤煤层层的的掘掘进进工工作作面面数数、采采煤煤工工作作面面数数、采采区区内内最最多多工工作作人人数数和和矿矿井井采采区区数数，并并据据此此综综合合计计算算出出“矿矿井井开开采采集集中中度度”。对对于于同同一一个个矿矿井井，采采区区、工工作作面面数数越越多多，必必然然造造成成通通风风控控制制设设施施增增多多，系系统统不不稳稳定定，抗抗灾灾能能力力差差；再再加上人员过度集中，管理困难，增大了事故隐患。加上人员过度集中，管理困难，增大了事故隐患。漏漏风风小小 “采采区区内内部部漏漏风风率率”反反映映了了矿矿井井通通风风管管理理的的效效果果和和煤煤自自燃燃的的外外因条件。因条件。风风流流稳稳定定可可靠靠 “采采区区风风流流逆逆转转危危险险度度”是是指指在在灾灾变变时时期期发发生生风风流流逆逆转转的的危危险险度度，根根据据是是否否采采用用下下山山开开采采，下下山山开开采采是是否否完完整整（是是否否采采用用“剃剃头下山头下山”开采）和是否具有局部反风系统进行评价。开采）和是否具有局部反风系统进行评价。p抗灾能力强抗灾能力强四、通风系统常见缺陷四、通风系统常见缺陷通通风风系系统统常常见见缺缺陷陷采区通风系统不合理采区通风系统不合理通风系统风量不足通风系统风量不足抗灾能力薄弱抗灾能力薄弱剃头下山开采剃头下山开采多头多点同时作业多头多点同时作业一巷多用一巷多用独眼井开采独眼井开采缺少专用回风巷缺少专用回风巷超通风能力生产超通风能力生产风流短路风流短路漏风严重漏风严重局部通风管理混乱局部通风管理混乱阻力分布不合理阻力分布不合理通风设施不可靠通风设施不可靠串联通风串联通风29五、典型事故案例剖析五、典型事故案例剖析1.1.1.1.贵州水城木冲沟贵州水城木冲沟贵州水城木冲沟贵州水城木冲沟“2000.9.272000.9.27”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故2.2.2.2.河南郑州大平河南郑州大平河南郑州大平河南郑州大平“2004.10.202004.10.202004.10.202004.10.20”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故3.3.陕西铜川陈家山陕西铜川陈家山“2004.11.28”2004.11.28”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故4.4.辽宁阜新孙家湾辽宁阜新孙家湾“2005.2.142005.2.14”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故5.5.河北唐山刘官屯河北唐山刘官屯“2005.12.7”2005.12.7”特大瓦斯煤尘爆炸事故特大瓦斯煤尘爆炸事故6.6.山西西山屯兰山西西山屯兰“2009.2.222009.2.22”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故1、贵州水城木冲沟煤矿贵州水城木冲沟煤矿“9.27”9.27”事故案例事故案例20002000年年9 9月月2727日，贵州水日，贵州水城木冲沟矿发生瓦斯煤尘城木冲沟矿发生瓦斯煤尘爆炸事故，造成爆炸事故，造成162162人死人死亡，亡，3737人受伤。人受伤。（1 1）生产集中（）生产集中（2 2个生个生产工作面、产工作面、1 1个综采准备个综采准备面和面和6 6个掘进工作面个掘进工作面 ），），通风系统复杂通风系统复杂 ；（2 2）+1813+1813水平石门的三水平石门的三道风门开启频繁道风门开启频繁 （3 3）排放瓦斯影响的区）排放瓦斯影响的区域内没有设置警戒和停电、域内没有设置警戒和停电、撤人。撤人。局部风机局部风机停风积存大量瓦停风积存大量瓦斯巷道，正斯巷道，正 排排 放放 瓦瓦 斯斯 循循 环环 风风新鲜风不够四台局部风机用，产生循新鲜风不够四台局部风机用，产生循环风环风,高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。火源引起爆炸。木冲沟矿因循环风引起木冲沟矿因循环风引起瓦斯爆炸示意图瓦斯爆炸示意图2 2、大平煤矿、大平煤矿“1020”特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故 2004年年10月月20日日，郑郑煤煤大大平平煤煤矿矿井井下下发发生生特特大大型型煤煤与与瓦瓦斯斯突突出出引引发发特特别别重重大瓦斯爆炸事故，造成大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡。人死亡。大平煤矿大平煤矿2121回风上回风上山处的现场照片山处的现场照片 415运顺415回风巷415高位巷1号联络巷四总回四皮下四轨下415灌浆巷415工作面注水、注浆、注凝胶 24日16时起加快工作面的推进度,事故发生前推进27m。28日7时06分,下隅角尾梁后部强制放顶放炮引起瓦斯爆炸.24日12时10 分,上隅角再 次爆燃。23日10时40分,上隅角放炮引起爆燃23日10时50分,85架附近发现明火。24日12时14分53 号尾梁着火,经洒 水火灭。工 作 面 推 进陕西铜川陈家山陕西铜川陈家山415415工作面爆源点工作面爆源点3 3、陕西铜川陈家山煤矿通风系统平面图、陕西铜川陈家山煤矿通风系统平面图226139364923355614 4、辽宁阜新、辽宁阜新“2.142.14”孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故孙家湾煤矿瓦斯爆炸事故 20052005年年2 2月月1414日，日，33163316外风外风道冲击地压造成瓦斯异常涌道冲击地压造成瓦斯异常涌出，出，33163316架子道内，距专用架子道内，距专用回风道回风道8m8m的配电点处，工人的配电点处，工人带电检修照明信号综合装置，带电检修照明信号综合装置，接线腔内产生电火花，引起接线腔内产生电火花，引起了瓦斯爆炸了瓦斯爆炸。5、河北唐山刘官屯煤矿河北唐山刘官屯煤矿“12.7”12.7”瓦斯煤尘爆炸事故瓦斯煤尘爆炸事故事故发生于事故发生于20052005年年1212月月7 7日日1515时时1414分，死亡分，死亡108108人；人；其爆源位于其爆源位于11931193（下）工作面切眼；（下）工作面切眼；回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参回风下山风门打开风流短路，工作面瓦斯积聚，回柱火花引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。与爆炸。1193 1193（下）工作面切眼示意图（下）工作面切眼示意图6 6、山西西山屯兰煤矿特大瓦斯爆炸事故、山西西山屯兰煤矿特大瓦斯爆炸事故20092009年年2 2月月2222日日，山山西西西西山山屯屯兰兰煤煤矿矿发发生生的的死死亡亡7878人人的的特特大大瓦瓦斯斯爆爆炸炸事事故故，局局部部通通风风机机安安设设在在一一个个处处于于微微风风或或无无风风的的联联络络巷巷中，此外将排瓦斯巷代替采煤工作面通风系统应有的回风巷中，此外将排瓦斯巷代替采煤工作面通风系统应有的回风巷。38六、总结六、总结1 1、矿井通风的基本作用？、矿井通风的基本作用？向井下各作业地点提供适量的新鲜空气，以供给人员呼吸、向井下各作业地点提供适量的新鲜空气，以供给人员呼吸、稀释和排出井下各种有毒有害气体及粉尘和创造良好的工作环稀释和排出井下各种有毒有害气体及粉尘和创造良好的工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。2 2、矿井通风系统的组成？、矿井通风系统的组成？矿井通风系统由通风方式、通风动力装置、网络巷道和控矿井通风系统由通风方式、通风动力装置、网络巷道和控风设施所组成。风设施所组成。39六、总结六、总结3 3、分区通风及其优点？、分区通风及其优点？分区通风也称独立通风，是指采掘面、采区和生产水平以及其他用分区通风也称独立通风，是指采掘面、采区和生产水平以及其他用风地点，都有自己的进、回风巷道，其回风都各自排入采区回风巷或总风地点，都有自己的进、回风巷道，其回风都各自排入采区回风巷或总回风巷。分区通风的主要优点是（回风巷。分区通风的主要优点是（1 1）通风阻力小；（）通风阻力小；（2 2）各用风地点都）各用风地点都保持新鲜风流，作业环境好；（保持新鲜风流，作业环境好；（3 3）在灾变时期受影响小，安全可靠。）在灾变时期受影响小，安全可靠。4 4、专用回风巷？、专用回风巷？专用回风巷是指在采区的巷道布置中，专门用于回风而不得用于运专用回风巷是指在采区的巷道布置中，专门用于回风而不得用于运料或安设电器设备的巷道。在有煤与瓦斯突出的专用回风巷还不得行人。料或安设电器设备的巷道。在有煤与瓦斯突出的专用回风巷还不得行人。40六、总结六、总结5 5、如何实现通风可靠？、如何实现通风可靠？（1 1）简化通风系统；）简化通风系统；（2 2）采用分区通风；）采用分区通风；（3 3）提高矿井抗灾能力（风机与网络匹配；网络结构合理均衡；）提高矿井抗灾能力（风机与网络匹配；网络结构合理均衡；通风压力适当，回风段阻力满足要求。）通风压力适当，回风段阻力满足要求。）6 6、通风与重大事故之间的关系？、通风与重大事故之间的关系？（1 1）风量不足或通风不畅，使灾害气体聚集，易导致重大事故；）风量不足或通风不畅，使灾害气体聚集，易导致重大事故；（2 2）发生灾变后，通风不能及时将灾害气体排出，使灾害区域扩）发生灾变后，通风不能及时将灾害气体排出，使灾害区域扩大。大。七、结束语七、结束语我国当前煤矿安全形势好的基本原因：我国当前煤矿安全形势好的基本原因：l通风工作及人才得到了重视；通风工作及人才得到了重视；l安全投入增加；安全投入增加；l煤矿经济形势好转，提高了人的积极性。煤矿经济形势好转，提高了人的积极性。煤矿安全重在预防，通风可靠就可避免重特大事故。煤矿安全重在预防，通风可靠就可避免重特大事故。强化生产过程的领导责任，领导带班人必须懂通风。强化生产过程的领导责任，领导带班人必须懂通风。“人人都是通风员人人都是通风员”。