矿井通风教案.doc

矿井通风管理
第一节 矿井通风的重要意义
1、矿井通风的目的与任务
矿井通风就是为井下生产工作面（或工作场所）源源不断地供给新鲜空气，排出有害气体的过程。矿井通风的任务是：
1）供给井下足够的新鲜空气；
2）排出井下有害气体及浮尘；
3）给井下创造良好的气候条件。
矿井通风的目的就是为了搞好矿井通风，为井下创造一个良好的气候条件：风速适宜、有害气体不超限、氧气充足且温度湿度适宜。防止由于通风不良面造成的瓦斯、火灾、煤尘以及人员中毒的事故的发生。矿井通风工作的好与坏直接关系着矿井安全程度；当矿井出现一通三防事故后，要利用通风手段创造条件、安全迅速的处理事故。
2、空气性质的变化
地面空气的主要成份是氮气和氧气。空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分就会发生变化。地面空气进入井下，在没有到达采掘工作面之前，其成分变化不大，这种井下空气称为新风或真风；井下风流通过工作面后，其成分发生较大的变化，有害气体增加、温度升高、湿度也变化，这种空气称为乏风或污风。井下空气的成分与地面基本相同，只是二氧化碳等有害气体含量增大，空气的湿度和温度也有变化而已。
3、井下空气中的主要有害气体
井下空气中常见的有害气体有一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2），硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、甲烷（CH4）、氢气（H2）、乙烷（C2H6）、乙烯（C2H4）等等。
一氧化碳（CO）
性质：是无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水，能燃烧，有剧毒。当体积浓度达到13%~75%时，遇火可以爆炸。
危害：当空气中的CO浓度在0.016%时，经数小时会头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状；浓度达到0.048%，1小时即引起上述症状；浓度达0.128%时，经半小时能严重中毒，四肢无力，呕吐、意识迟钝，丧失行动能力；达0.4%时，短时间即失去知觉、抽筋、呼吸停顿、假死，如果不即时抢救，就会真的死亡。《煤矿安全》规程中规定的空气中最高允许浓度为0.0024%。
来源：炮烟、火灾、瓦斯及煤尘爆炸。
二氧化氮（NO2）
性质：是一种红褐色气体，相对密度1.59。易溶于水而生成腐蚀性很强的硝酸，所以它剧毒，对人的眼、鼻、呼吸道及肺有强烈刺激及腐蚀作用，可引起肺气肿。
危害：空气中二氧化氮（NO2）的浓度达到0.004%时，2~4小时尚不致显著中毒；达到0.006%时，短时间内喉咙就感到刺激、咳嗽、胸痛；达0.01%时，强烈刺激呼吸器官，严重咳嗽，声带痉挛，呕吐、腹泻，神经麻木；达0.025%时，短时间可致死。《煤矿安全》规程中规定空气中允许的最大浓度是0.00025%(5 mg/m3)。
中毒人员会出现眼红肿、流泪、喉咙痛及手指、头发呈黄褐色现象。
来源：炸药爆炸时产生的一系列氮氧化合物，如NO、NO2 。NO遇空气中的氧气即氧化为二氧化氮。
硫化氢（H2S）
性质：是一种无色、带有臭鸡蛋味的剧毒性气体，相对密度为1.19，易溶于水。浓度在4.3%~4.6%时，遇火能够爆炸。
危害：浓度达到0.0001%时，就能嗅到臭鸡蛋味；达0.02%时，强烈刺激眼睛及喉咙黏膜，并感到头痛、呕吐、乏力；达0.05%时，以半小时严重中毒，失去知觉、抽筋、瞳孔放大，甚至死亡。《煤矿安全规程》中规定：空气中的硫化氢（H2S）最大允许浓度是0.00066%。
来源：坑木等有机物腐烂和含硫矿物的水化所产生；老空区积水积存硫化氢，在受到搅动时会释放出来；有些煤体中也会涌出硫化氢。
二氧化硫（SO2）
性质：是一种无色、有强烈硫磺气味及酸味的毒性气体，易溶于水，能强烈刺激眼及呼吸道黏膜。相对密度2.32，易积聚在巷道底部。
危害：空气中浓度达到0.0005时，就能嗅到；空气中浓度达到0.05时，可立即危及生命。《煤矿安全规程》中规定：空气中二氧化硫（SO2）的最高允许浓度为0.0005%。
二氧化硫（SO2）中毒后，人员会出现眼红肿、流泪、畏光、喉痛、咳嗽、胸闷等现象。
来源：含硫矿物的氧化、燃烧，在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。
4、矿井通风与安全的关系
安全隐患是在生产过程中产生的，也必须通过生产加以解决、处理。所以，管生产的人，必须管安全，也就是事故防范；但是管安全的，也必须管生产，这是过程控制。
1）、通风能力不足，井下有害气体就会超限，造成人员中毒或窒息。如瓦斯超限遇火会发生瓦斯爆炸。
2）、通风系统不可靠，会造成重大事故 。
3）、通风系统不完善，会造成重大事故。
第二节 矿井通风系统
通风系统是在矿井有了二条井筒并贯通后就形成了。有通风巷道、通风巷道有压差就会有风量流动，就形成了通风系统。这是最简单的通风系统。是没有通风机工作靠自然风压通风的通风系统，这种通风，受自然界的温度、湿度和大气压的影响较大，工作不稳定，使用不可靠，在日常管理上，也是一个不可忽视的。
通风系统就是从进风到回风的所有通风巷道、设施、设备的总称。实际上就是通风动力、通风巷道和控制通风路线的建筑物的总称。
矿井通风系统要做到“独立、完善、可靠”，才能完成矿井通风的任务，供给井下新鲜空气，排出井下有害气体和浮尘，给井下创造良好的气候条件。独立就是不与其它矿井联通，完善是有自己的进回风系统，可靠是通风能力不受其它因素而变化。这才能算是一个稳定的通风系统。否则，矿井通风就不会稳定，很难保证矿井安全。
通风网络就是井下通风巷道的连结方式。有并联、串联和角联之分。
一、 矿井通风方式
矿井通风方式就是进风井筒和回风井筒的相对位置。分为中央式、对角式和混合式。
通风方式
优缺点
适用条件
中央式
中央并列式
进回风井筒都建在中央广场，建井期短，便于贯通，井筒延深时通风也好管理。通风阻力大，井底漏风大，便于管理。煤柱小。
埋藏深，倾角大，走向长度不大，不易自燃和与瓦斯涌出量不大的矿井
中央边界式
进风井筒位于井田中央，回风井筒位于井田中央的另一端，相距一段距离。建井时贯通距离远，通风不好管理
井田走向不大，自燃发火严重和瓦斯涌出量较大的矿井
对角式
两冀对角式
进风井在井田中央，两冀再布置二个风井，不布置总回风道。初期投资少，矿井阻力小，矿井阻力小，通风容易
适用于煤层赋存浅、瓦斯与自燃灾害严重的矿井
分区式
进风井位于井田的中央，井田内每个生产区域均有回风井筒。建井期短，初期投资少，矿井阻力小，通风容易，便于管理。
适用于煤层赋存浅、瓦斯与自燃灾害严重的矿井
混合式
回风井筒多。通风能力大，布置灵活，适应性强。
井田范畴大，地质复杂的矿井

二、 矿井通风方法
主要通风机的工作方法有三种：抽出式、压入式和抽压混合式。
1.抽出式：主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因帮、故停止运转时，井下压力升高，比较安全。
2.压入式：主要通风机安装在入风井口，在压入式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处于高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向大地漏出。主扇停止后，井下压力升高。压入式通风，在进风侧建很多风门，通风管理困难，漏风较大。
3.压抽混合式：压入式风机在井风井口做压入式工作，回风井口安装抽出式风机做抽出式工作。井下进风井巷处于正压，回风井巷是负压，中间大致处于当地大气压。如与地表连通，则漏风少。缺点是设备多，难管理。
三、 矿井通风系统的选择
矿井通风系统是设计部门根据矿井的生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、瓦斯涌出量，煤层自燃发火倾向性等条件，在确保安全生产，也兼顾长远生产需要，通过多个矿井通风系统方案进行比较后，选择的最好的一种。
实践证明：井下瓦斯涌出量与矿井通风方法没有直接关系。也就是说，压入式通风和抽出式通风井下的瓦斯涌出量几乎相等，井下瓦斯涌出量与井下的压力大小无关。
第三节 矿井通风系统的日常管理
一、检查通风系统是否完善
1、矿井是否有不符合规定的串联通风、扩散通风，各区域实现了分区通风。
2、检查矿井风量是否达到需要风量，井下各用风地点的风量分配，是否符合各地的需要风量；每条巷道的风量、风速是否符合要求。
2.1计算矿井需要风量，采面、掘进面硐室等地点的需要风量。
矿井所需风量的计算
2. 2 定期测定矿井风量。看看各地点风量是否满足用风要求，是否按计划送风。局扇是否发生循环风。
风量守恒定律：ΣQ=0。
即流经节点的风量代数和为零（风量是矢量，有方向性）。
井下风量的测定:
井下风量的测定要分别测定巷道的断面和风速。测定风速的仪表有风表、皮托管和压差计。最常用的仪表是风表。风表跟据测量范围不同分为高速风表、中速风表和低速风表。皮托管和压差计配合使用也能够测定风速，但不是经常使用。我们只了解一下用风表测定风速。
风表要定期进行标校，标校后的风表有一个风表曲线，它是一个线性方程，
V真=aV测+b
实际风速测定的风速经过风表曲线的校合而得出的。风速的单位是米/秒（或米/分钟）。
巷道的断面测量：井下巷道断面有梯形、圆拱形，可按照相应的形状面积计算公式进行测量、计算。面积的单位是平方米。但计算风量时，还要对断面进行校正。因为在测风时，有人的身体影响了巷道的风量，校正系数K的计算公式是
K=
目前，各矿在测定皮带巷的风量时，断面校数有的计算了，有的没有计算，数是估计出来的。
巷道的风量：
Q=KVS （m3/s）
2.3、矿井漏风及有效风量
送到各用风地点，起到通风作用的风量称为有效风量。反之，没有经过作业地点而通过通风构筑物的缝隙、煤柱裂隙、采空区右地表塌陷区等直接渗到回风道的风量称为漏风。漏风的危害很大。不仅使用风地点的风量减少，有害气体含量增设而造成事故；还会造成煤层的自燃发火。
2.3.1、漏风的分类
矿井漏风按其地点不同可分为外部漏风和内部漏风。外部漏风是指地表与井巷之间的漏风，如箕斗井井口、扇风机装置、反风门、风硐等处的漏风。内部漏风是指井下各通风路线上的漏风，如通风建筑物、采空区以及煤柱等的漏风。
2.3.2、矿井有效风量、有效风量率及漏风率
矿井有效风量：矿井有效风量是指通过井下各工作地点的风量总和。矿井有效风量率是矿井有效风量与矿井扇风机的工作风量之比。矿井外部漏风率是外部漏风与矿井扇风机的工作风量之比；矿井内部漏风率是内部漏风与矿井扇风机的工作风量之比。
2.3.3、漏风的预防
主要联络巷的漏风：建多道风门。墙周围注浆。
采空区漏风：封堵采面进风隅角；在采面进风巷按调节风门（负压通风）。
已采区漏风：加固密闭，四周注浆。
3 检查通风设施。
检查风门、密闭、测风站等通风设施。重点是风门和密闭，其位置是否合理，质量是否符合要求，要确保风门和密闭能起到控制风流的作用。测风站通过风量测定能反映出矿井各地点的风量分配。
3.1风门、密闭的建造要求
1）、选择在围岩坚固不破碎、支护完好的巷道内建筑。
2）、墙体周边掏槽，要见硬顶、硬帮，要与煤岩接实，四周要有不少于0.1m的裙边 。
3）、墙体用不燃不性材料建筑、厚度不小于0.8m，严密不漏风（手触无感觉、耳听无声音）
4）、密闭内有水的设反水池或反水管，自然发火煤层的采空区密闭要设观测孔、措施孔，孔口封堵严密。密闭前无瓦斯积聚，要设栅栏、警标、说明牌板和检查箱（入、排风之间的挡风墙除外）
5）、风门不少于2道，能够自动关闭并要保持不能同时打开。
3.2. 测风站的设置要求
要建在断面变化不大、支护完整、没有漏风的直线巷道内，凡是有风流分支或风流汇合的巷道内都要建测风站。测风站距巷道交叉点应大于10米。
4 检查通风巷道
巷道是风量通行的通道。巷道的通风阻力与巷道的支护方式、苍道周长和巷道长度成正比，与巷道断面的立方成反比。
R=
巷道的连结关系有并联、串联和角联三种。
并联巷道：负压相等，总风量等于分巷风量之和。
串联巷道：负量相等，总阻力等于各巷阻力之和。
角联巷道：风量不稳定。
巷道是否失修，关系着矿井风量和风压的变化。通风管理人员要每旬对矿井所有通风巷道全面检查一次。
失修巷道：巷道断面达不到设计断面的巷道就是失修巷道；
严重失修巷道：巷道断面不足设计断面2/3的巷道，就是严重失修巷道。
通风巷道失修率＝
通风巷道严重失修率＝
矿井通风巷道失修率不得大于7%，严重失修率不得大于3%。
矿井通风阻力每3年进行一次。通过阻力测定，查找矿井通风系统存在的问题并进行解决。
二 检查主要扇风机。
矿井必须实行机械通风，二台同能力风机，5年一次性能测定。检查主扇的运行工况是否稳定。这是通风系统可靠性的前提。
定期检查通风机及反风设施。是否可以反风，必须10分钟内完成、反风风量不小于正常通风量的40%。
检查硐室等地点的通风情况：风量、温度。
三 检查采区通风系统
采区通风系统是否独立、稳定、可靠。独立就是独立进风、独立回风；稳定和可靠就是风量不会时大时小，也已经说区域内通风设施有保障。
四 采面通风系统
U型、Z型、W型、H型和Y型。
采面通风系统的选择要考虑采面瓦斯涌出清况，大小、来源，以及煤层自燃情况。
采面上隅角；采煤机附近，工作面回风的瓦斯，风速是否适合，有无煤尘飞扬。
五 检查掘进工作面通风
1、掘进通风管理
局扇安装是否符合要求，是否发生循环风；局扇的风量是否满足工作面的要求，工作面及回风的瓦斯是否超限。
高瓦斯矿井实现双风机双电源。每天进行主、备扇切换实验。
实现风电联锁。主扇停止运转，工作面断电。
风筒吊挂。平直、反压边、不拐死弯、逢环必挂。
2 巷道贯通前后的管理
贯通措施
3、停风地点的管理

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