矿井通防专业教程.doc

目 录
第一篇 矿井通防专业基础知识
第一章 矿井通风··································第 4页
第一节 矿井空气··································第 4页
第二节 矿井通风··································第 13页
第三节 局部通风··································第21页
第四节 矿井通风管理······························第27页
第二章 矿井瓦斯防治······························第31页
第一节 矿井瓦斯的概述····························第31页
第二节 瓦斯爆炸及其防治··························第35页
第三章 矿井火灾防治······························第42页
第一节 矿井火灾··································第42页
第二节 矿井火灾发生的原因························第43页
第三节 矿井火灾预防······························第51页
第四节 矿井灭火方法······························第69页
第四章 监测监控··································第82页
第一节 监控系统简介······························第82页
第二节 矿井监控系统必须具备的功能················第88页
第三节 甲烷传感器和其它传感器的设置··············第94页
第四节 系统的安装、使用与维护····················第97页
第五章 矿尘······································第106页
第一节 概述······································第106页
第二节 煤矿尘肺··································第110页
第三节 煤尘的爆炸性······························第113页
第四节 防尘措施··································第120页
第五节 限制煤尘爆炸传播的措施····················第123页
第六节 防尘水源及供水管路························第127页
第二篇 通防专业各工种操作技能
第一章 测风员····································第130页
第二章 风表检修工································第148页
第三章 局部通风机安装工··························第158页
第四章 局部通风机司机····························第163页
第五章 风筒工····································第169页
第六章 通风设施工································第175页
第七章 通风木工··································第189页
第八章 风门管理工································第193页
第九章 巷道维修工································第196页
第十章 瓦斯检查员································第205页
第十一章 安全监测工······························第216页
第十二章 瓦斯检测仪检修工························第229页
第十三章 便携仪瓦斯报警仪检修工··················第235页
第十四章 瓦斯断电仪检修工························第242页
第十五章 管路工··································第248页
第十六章 制浆工··································第254页
第十七章 灌浆工··································第259页
第十八章 火区检查员······························第268页
第十九章 束管监测工······························第274页
第二十章 气体分析员······························第281页
第二十一章 气体监测采样工························第293页
第二十二章 消防灭火工····························第299页
第二十三章 测尘工································第306页
第二十四章 洒水灭尘工····························第313页
第二十五章 隔爆设施安撤工························第317页
第二十六章 煤层注水工····························第322页
第二十七章 自救器工······························第327页
附录:课后问答题答································第334页
第一章 矿井通风

第一节 矿井空气

一、矿井通风的基本任务
1、向井下各工作场所连续不断地供给适宜的新鲜空气；
2、把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井之外；
3、提供适宜的气候条件，创造良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备的正常运转，进而提高劳动生产率。
二、矿井空气
1、地面空气
地面空气主要由氧气、氮气和二氧化碳组成，上述气体在地面空气中的体积比为：
氧气：20.96% 氮气：79% 二氧化碳：0.04%
此外，地面空气中还含有数量不定的水蒸气、微生物和尘埃等。
2、矿井空气与地面空气的差别
地面空气进入井下后，其成分和性质会发生一系列变化，主要有：
（1）氧气含量降低。煤、岩及坑木的氧化，井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸，有害气体混入以及井下人员的呼吸等，会使氧气含量相对降低；
（2）有害气体混入，如一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮等。
（3）固体微粒混入，如岩尘、煤尘等。
（4）气象变化，如井下空气温度、湿度和压力的变化。
三、矿井空气中的有害气体及性质
在煤矿生产过程中，经常遇到的有害气体有：甲烷、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢和氨气等。这些气体总称为瓦斯。
（1）甲烷
甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.554，比空气轻，易积于巷道上部，甲烷能燃烧和爆炸，当矿内空气中的甲烷浓度很高时，能使人因缺氧而窒息。
（2）一氧化碳
一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水，浓度为13%---75%时遇火能燃烧和爆炸。
一氧化碳具有强烈的毒性，对人体有较大的危害。人体血液中的红血球对一氧化碳的结合能力比对氧气的结合能力大250---300倍，它不但阻碍氧与血红蛋白的结合，还能挤跑氧气，使人因缺氧窒息或死亡。一氧化碳中毒者嘴唇呈绯红色，两颊有斑点。
人体的一氧化碳中毒程度取决于一氧化碳浓度，接触一氧化碳的时间、呼吸频率与呼吸深度，见表4--1。
表4—1 一氧化碳与人体中毒程度的关系
一氧化碳（%）
中毒时间
中毒程度
征兆
0.016
数小时

无征兆或轻微征兆
0.048
1小时
轻微中毒
耳鸣、头痛、头晕
0.128
1小时以内
严重中毒
除上述外，四肢无力、呕吐、无行动能力
0.4
短时间
致命中毒
丧失知觉、痉挛、呼吸停止、死亡

（3）硫化氢
硫化氢是无色、微甜、有臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.1，易溶于水，遇火后能燃烧和爆炸，点火温度为265--380度，燃烧温度为1890度。
当空气中硫化氢含量在4.3%--45.5%，混合气体具有爆炸性。
硫化氢有剧毒，对眼睛及呼吸系统有强烈的刺激作用。
硫化氢对人体的影响见表4--2。
（4）二氧化硫
二氧化硫是无色、有强烈硫磺味及酸味的气体，相对密度为2.22，易溶于水。当二氧化碳同呼吸道的潮湿表皮接触时能产生硫酸，刺激并麻痹上呼吸道的细胞组织，使肺及支气管发炎。
当空气中二氧化硫浓度为0.0002%时,能引起眼睛红肿、流泪、咳嗾、头痛；达到0.05%时,能引起急性支气管炎，肺水肿，在短时间内有致命危险。
表4—2硫化氢浓度与人体中毒的对应关系
硫化氢的体积浓度,%
人 体 的 反 应
0.01
数小时后轻度中毒,流唾液,呼吸困难,头晕
0.02
1小时后昏迷,头痛、呕吐、四肢无力、神志不清
0.05
半小时至1小时失去知觉，脸色发白，窒息，不急救便死亡
0.07
有死亡危险
0.10
几分钟即可死亡
（5）二氧化氮
二氧化氮为红褐色,相对密度为1.57,易溶于水。
二氧化氮对人体的眼睛、呼吸道及肺部组织有强烈腐蚀作用。二氧化氮遇水形成硝酸，能破坏肺及全部呼吸系统组织，使血液中毒，经过6—24小时后，肺肿发展，呈现严重咳嗽，出现剧烈头痛、呕吐，人会很快死亡。二氧化氮的浓度达0.004%时,即会出现喉咙受刺激胸部发疼现象;达到0.01%时,短时间内会出现严重咳嗽、恶心呕吐、泻肚等症状；当达到0.025%时,短时间内人即会很快死亡.
（6）二氧化碳
二氧化碳为无色、微有酸味的气体，相对密度为1.52。
二氧化碳能刺激人的中枢神经，使呼吸加快，它是空气中的成份之一，但超过浓度可使人昏迷。二氧化碳浓度与人体关系见表4—3。
表4—3 二氧化碳浓度与人体的关系
二氧化碳浓度（%）
人 体 的 反 应
3
人的呼吸量增加2倍
4--5
有较重的耳鸣、太阳穴处血管剧烈跳动
6
会出现强烈的喘息、虚弱现象
10--20
会发生昏迷，失去知觉
大于20
中毒死亡
（7）氨气
氨气是无色气体，相对密度为0.6,有似氨水的剧臭味，易溶于水，在1升水中，可溶解700升氨气。氨气有很强毒性，能刺激皮肤和上呼吸道，能严重损伤眼睛。
四、防治有害气体措施
1、加强通风。排除或冲淡各种有害气体和粉尘，使其浓度在《规程》规定的浓度以下，见表4—4。
2、加强检查，掌握矿井各种有害气体涌出情况，防止发生事故。
3、采取抽放措施。抽放瓦斯不仅能改善采掘工作面的安全性，而且抽出的瓦斯可用作燃料，变废为利。
4、不用的巷道要及时封闭，杜绝盲巷。
5、加强个体防护，如携带自救器等。
表4--4 井下各种有害气体最高容许浓度
名称
符号
最高容许浓度（%）
一氧化碳
CO
0.0024
二氧化碳
NO2
0.00025
二氧化硫
SO2
0.0005
硫化氢
H2S
0.00066
氨
NH3
0.004
五、矿内气候条件
矿内气候条件是指矿内空气温度、湿度、风速的综合效应。
1、矿内空气温度
空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素，气温过高，
影响人体散热，破坏身体热平衡，使人感到不适；气温过低，人体散热多，容易引起感冒。对人体最适宜的空气温度一般认为在15--20度。
2、矿内空气湿度
空气的湿度是指空气中所含的水蒸气量，即空气的潮湿程度。空气的潮湿程度一般用相对湿度来表示。即每立方米空气中含有的水蒸气量和同一温度下饱和水蒸气量之比。
空气中的饱和水蒸气量是随温度变化而变化的，空气温度增高，饱和水蒸气量增大。如果空气中的含湿度不变，则
相对湿度随着温度升高而降低；反之，相对湿度随着温度降低而升高。对人体比较适宜的相对湿度为50%--60%。
3、井巷中的风速
在矿井井巷中，风流在单位时间内所流经的距离，称之为井巷中的风速。井巷中的风速应符合《规程》规定，见表4--5。
表4--5 井巷中容许风速
井巷名称
容许风速（m/s）
最低
最高
无提升设备的风井和风硐

15
专为升降物料的井筒

12
风桥

10
升降人员和物料的井筒

8
主要进回风巷

8
架线电机车巷道
1.0
8
运输机巷，采区进回风巷
0.25
6
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷
0.25
4
掘进中的岩巷
0.15
4
其它通风人行巷道
0.15

井巷名称
容许风速（m/s）
最低
最高
无提升设备的风井和风硐

15
专为升降物料的井筒

12
风桥

10
升降人员和物料的井筒

8
主要进回风巷

8
架线电机车巷道
1.0
8
运输机巷，采区进回风巷
0.25
6
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷
0.25
4
掘进中的岩巷
0.15
4
其它通风人行巷道
0.15

六、采掘工作面和机电峒室空气温度的规定
生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26度；机电峒室的空气温度不得超过30度。采掘工作面的空气温度超过30度，机电峒室的空气温度超过34度，必须采取降温措施逐步解决。新建、改扩建矿井井下空气温度超过30度，必须有降温设计并配齐降温设施。
七、井下测风
1、测风仪表
一般用风表测定井巷风速。目前常用的风表按作用原理不同大致分三种类型，即：机械翼式风表、电子翼式风表和热敏式风表。我国煤矿目前仍广泛使用机械翼式风表。此类风表按其构造不同分为杯式和翼式两种。
根据测量风速的不同又可分为高速（大于10m/s）、中速（0.5—10m/s）、低速（0.3—0.5m/s）三种。
2、测定风速方法
由于风速在巷道断面内的分布是不均匀的，故用风表测风时,必须测出平均风速。为了测得巷道的平均风速，测风方法有线路法和定点法两种。所谓线路法，即将风表按一定线路均匀移动；定点法，即将巷道分为若干格，使风表在每格内停留相等的时间进行测定，然后算出平均风速。
根据测风员站立的面向不同又可分为迎面法和侧身法。迎面法是测风员面向风流，手持风表，将手臂向正前方伸直进行测风。为了消除测风时人体对风速的影响，需将测算得的表风速乘以校正系数1.14，才能得出实际风速。侧身法是测风员背向巷道壁站立，手持风表将手臂伸向前方进行测风，要求风表垂直于风流方向。用侧身法测风时，需对结果进行校正，校正系数按下式计算：
k=（S-0.4）/S
每次测量结果的误差不应超过5%,然后取3次平均值。

第二节 矿井通风

矿井通风系统是指矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。它包括从进风到回风的全部路线。《规程》对矿井通风系统的基本要求是：
⑴进风井口必须布置在不受粉尘、灰土、有害和高温气体侵扰的地方，并能防洪、防冻。矿井排风和主通风机噪音不得造成公害。
⑵箕斗提升井或装有带式输送机的井筒兼作进风井时，必须符合《规程》对风速、防尘和消防的要求。箕斗提升井兼作回风井时，必须有完善的防尘和封闭设施。且漏风率不得超过15%。装有带式输送机的井筒兼作回风井，井筒中的风速不得超过6m/s，且必须装有甲烷断电仪。
⑶矿井必须采用机械通风。主要通风机或分区的主通风机必须安装在地面，主要通风机要设防盗门（盖）、反风设施和专用供电线路。
⑷禁止把两个独立通风的矿井合并为一个通风系统。若矿井有几个出风井，则各通风子系统需保持独立。各水平、各采区风流保持独立，进、回风流严格分开。
⑸多台通风机联合运转应稳定可靠，总进风和总回风巷断面积不宜过小，尽量减少公共风路的风阻，防止多台风机相互影响。
⑹尽可能采用并联通风，并使各条风路的阻力接近相等。避免在通风系统中设置过多的风桥、风门、调节风窗等通风构筑物。
一、 矿井通风的方法
根据风流获得动力的来源不同，矿井通风的方法可分为自然通风和机械通风。根据矿井通风压力状态分为正压通风和负压通风。
⑴自然通风。利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法称为自然通风。自然风压的大小和风流方向，主要受地面气温变化、高差、井口的风速等影响。其实质上是进回风进口的空气密度差引起。
采用机械通风的矿井，自然风压也是始终存在的，并在各个时期内影响着矿井通风工作。对于自然风压较大的深井，自然风压对矿井通风起着重要作用，而且它在夏季内可能会出现风流的反向，这在通风管理工作中，应予以充分重视，特别是高瓦斯矿井尤应注意。
⑵机械通风。利用通风机转动产生的通风动力，致使空气在井下巷道中流动的通风方法称之为机械通风。根据通风机的工作方式不同，可分为抽出式通风（负压通风）和压入式通风（正压通风）两种。
二、 矿井通风方式
1．中央式通风系统
按井筒在井田走向方向位置的不同又分为两种：
⑴中央并列式：进风井与出风井并均列布置于井田的走向中央。
⑵中央边界式：进风井大致位于井田走向中央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中部。
2．对角式通风系统
进风井大致位于井田中央，出风井位于井田浅部走向上方的通风系统。按出风井在走向位置不同又可分为：
⑴两翼对角式：进风井大致位于井田走向中央，出风井位于井田浅部走向的两翼附近。
⑵分区对角式：进风井大致位于井田走向中央，每个采区各有一个出风井。
3．混合式通风系统
进风井与出风井由3个以上井筒，由中央式与对角式混合组成。
4．选择矿井通风方式的原则
选择矿井通风方式的基本原则是：根据煤层赋存条件、煤层埋藏深度、井田面积、走向长度、地形条件及矿井瓦斯等级与煤层的自燃性等因素，在保证安全上可靠、经济上合理和技术上可行的基础上，经过比较而定。
四、影响矿井通风系统稳定的主要因素
矿井通风系统的稳定性主要取决于主要通风机的台数、种类、相对位置、性能以及自然风压的大小、通风网络的结构形式等。由通风动力不稳定引起风流不稳定的情况有以下几种：
1、主要通风机工作不稳定引起的风流不稳定。
（1）风机的喘振。目前多数煤矿采用轴流式风机通风，这类风机的风压特性曲线有一驼峰区，如果工况点处于驼峰区内，就会出现风机的不稳定运行，表现为风机风量、风压、耗电量大幅度瞬时变化，风机机体产生振动，风机发出雷鸣般的噪声，风机房有明显的抖动，这种现象称为风机的喘振，风机产生喘振现象时，可通过降低风机工作风阻或降低自然风压值来解决。
（2）多台风机相互干扰引起的不稳定运行。联合运行的风机之间是彼此有影响的，有时会出现不稳定运行。在对角式通风系统中，无论是公共风路的风阻发生变化，还是某台风机的工作风阻发生变化，都会对两台风机的工况点产生影响，从而引起矿井通风的不稳。如果出现上述不稳定运行现象时，可通过采取降阻或调大能力小的风机叶片安装角或增大转速予以解决。
2、井下辅助通风机影响矿井通风风流稳定性。
3、自然风压影响风流稳定性。
由于通风网络引起的风流不稳定有以下2种情况：
1、风流短路造成风流剧烈波动。由于通风管理不够，同一处的风门道数不足、两道风门的间距不够、人员过风门后不及时关闭或风门被撞坏等都会造成风流短路，导致用风地点风量骤减，甚至无风。
2、对角分支风流不稳定。矿井通风网络内普遍存在着大量对角分支，其内风流是不稳定的，但不同的对角分支，其稳定程度也是不同的。每个矿井对角联网络应区别对待，应有计划地设置或利用有益角联；利用无害角联时，要加强管理；对有害角联应尽量避免，生产中要严加控制、及时处理。
五、通风系统图绘制要求
矿井通风系统图，是反映矿井通风系统的路线、通风设备和通过井下巷道及工作面的风量、风速等情况的图纸，它包括通风系统平面图、通风系统立体图。其中通风系统平面图比例尺与采掘工程平面图的比例尺一致，一般采用1：2000，也可采用1：1000比例尺。部分矿井采用分层的通风系统图。通风系统立体示意图一般用于急倾斜煤层和煤层群开采的矿井。其基本内容：
⑴一个矿井的通风系统可能由几个通风系统组成，每个通风系统要与几个水平、煤层的巷道有关，矿井通风系统图要求将这些内容全部绘制在一张图上。煤层群开采时要分层标注。
⑵在巷道和采掘工作面的相应位置，画出风门、风桥、密闭、局部通风机位置、风量以及进回风的风流方向。风量不平衡要标明漏风方向。
⑶在风井处要标明风机的型号、配用电机、总风量、总风压和轴功率。
六、采区通风系统及基本要求
采区通风系统指矿井风流经主要风道进入采区,流经有关巷道,清洗采掘工作面、硐室和其他用风巷道后，沿采区回风巷排至矿井主要回风巷的整个网络。
采区通风系统主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足采区通风的特殊要求。在确定采区通风系统时，必须遵守安全、经济、技术合理等原则，并满足下列基本要求：
（1）采区必须有独立的风道，实行分区通风。采区进回风道必须贯穿整个采区的长度和高度。严禁将一条上山、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。
（2）采掘工作面、硐室都应采用独立通风。采用串联通风时，必须遵守《规程》的有关规定。
（3）按瓦斯、二氧化碳、气候条件和工业卫生的要求合理配风。要尽量减少采区漏风，并避免新风到达工作面之前被污染。要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通。
（4）通风网络要简单，以便在发生事故时易于控制和撤离人员，为此应尽量减少通风构筑物的数量，要尽量避免采用对角风路，无法避免时，要有保证风流稳定性的措施。
（5）要有较强的抗灾和防灾能力，为此要设置防尘线路、避灾路线、避难硐室和灾变时的风流控制设施，必要时还要建立抽放瓦斯、防尘和降温设施。
七、通风设施
为保证风流沿需要的线路流动，就必须在某些巷道中设置相应的通风设施，以便对风流进行控制。矿井通风的好坏与通风设施的建造质量、数量以及安设位置有着密切关系。
1、风门。在不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内，必须设置风门。风门的结构要求严密、漏风量小。风门分为单扇门和双扇门；按风门启动方式，又可分为普通风门和自动风门。自动风门是利用各种动力开启与关闭的一种风门，它用于运行矿车的巷道内。
2、挡风墙（密闭）。挡风墙也称密闭墙，设在不允许风流通过、也不允许行人行车的井巷内。采空区、旧巷、火区以及进、回风大巷之间的联络小巷等，都必须设置挡风墙（密闭），以免风流短路引起自然发火或有害气体扩散等。按服务年限不同，挡风墙可分为临时性挡风墙和永久性挡风墙两种。永久性挡风墙要用不燃性材料建筑，墙体无裂缝，无漏风，墙体厚度不小于0.5m。密闭内有漏水时，应装设U形放水管。
3、风桥。在进风与回风平面相遇地点，必须设置风桥，构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。按其服务年限和巷道中通过风量大小的不同，风桥可分为绕道式风桥、混凝土或料石风桥和铁筒式风桥。各类风桥应用不燃性材料建筑，漏风率不大于2%，通风阻力不大于150Pa，风速不大于10m/s。
4、调节风窗。在并联风网中，若一个风路中风量需要增加，而另一个风路的风量有余，则可在后一风路中安设调节风窗，使并联风网中的风量按需供应，达到风量调节的目的。调节风窗就是在风门或风墙上方，开一个面积可调的窗口，利用小窗口的面积调动来调节风量。

第三节 局部通风

一、局部通风方法及其方式
在矿井生产过程中，为了准备新水平、新采区和回采工作面，都必须掘进大量的井巷。在掘进巷道时，为了供给人员呼吸新鲜空气，稀释掘进工作面的瓦斯和矿尘，并创造良好的气候条件，必须对掘进工作面进行通风。这种通风称为局部通风或掘进通风。局部通风区域是煤矿的事故多发地点，据统计，矿井瓦斯爆炸中的80%的事故与局部通风有关。局部通风的方法主要有3种：利用矿井总风压的通风，水力或压气引射器通风和局部通风机通风。
1、总风压通风。矿井总风压通风是利用矿井主要通风机及自然风压借导风设备对掘进工作面通风的一种方法，它有3种布置方式，即：①利用纵向风障导风；②利用风筒通风；③利用平行巷道通风。
2、引射器通风。引射器通风的原理是利用喷嘴喷出的高压流体（高压水或压气）在喷嘴射流的周围造成负压而吸入空气，并在混合管口内混合，将能量传递给被吸入的空气，使之具有通风压力，达到通风的目的。引射器通风一般都采用压入式，采用引射器通风的主要优点是：无电气设备，无噪声，比较安全。若采用水力引射器通风，还能起到降温、降尘的作用。其缺点是：供风量小，需要水源或压气。故引射器通风适用于需要风量不大的短距离掘进通风，一般用于有煤与瓦斯突出的煤巷掘进中。
3、局部通风机通风布置方式。部通风机通风布置方式可分为压入式、抽出式和混合式3种方法。
⑴压入式通风。压入式通风是利用局部通风机将新鲜空气经风筒压入工作面，而污风则由巷道排出。
压入式通风的风流从风筒末端以自由射流状态射向工作面，其风流的有效射程一般可达7～8m，易于排出工作面的污风和矿尘，通风效果好；局部通风机安装在新鲜风流中，污风不经过它，安全性较好；可使用柔性风筒，使用方便；风筒内空气压力高于风筒外巷道中空气压力，漏出的新风对排除污风有一定作用。其缺点：污风沿巷道排出，劳动环境的卫生条件差。
⑵抽出式通风。抽出式通风与压入式相反，新鲜空气由巷道进入工作面，污风经风筒由局部通风机抽出。
抽出式通风，由于污风经风筒排出，保持了巷道中为新鲜空气，故劳动卫生条件较好；但风流的有效吸程较短，一般为3～4m，如风筒末端距工作面较长，有效吸程以外的风流，将形成涡流停滞区，通风效果不良；污风通过风机，安全性较差；不能使用柔性风筒。
⑶混合式通风。混合式通风就是把上述两种通风方法同时使用。新风是利用压入式局部通风机和风筒压入工作面，而污风则由抽出式局部通风机和风筒排出。
混合式通风兼有压入式通风和抽出式通风的优点，但其缺点也很多，如设备多、能耗大、管理复杂，有引起瓦斯、煤尘爆炸的危险。
压入式通风是我国煤矿应用最广泛的一种局部通风机通风方式。
《规程》规定：“煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式（压气、水力引射器不受此限制）；如果采用混合式，必须制订安全措施。瓦斯喷出区域或煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式”
二、掘进通风设备及要求
局部通风设备是由局部通风机及辅属装置、风筒组成。
1、局部通风机
井下局部地点所用的通风机称为局部通风机。掘进工作面要求局部通风机体积小，风压高、效率高、噪声小，性能可靠，坚固防爆。目前，一部分煤矿还是用20世纪60年代研制的JBT系列轴流式通风机，全压效率只有60%～70%，风量、风压偏低，尤其噪声高达103～118dB（A），已属于淘汰产品。国内开发和研制了一些新产品，满足安全、经济、技术合理的要求。如BKJ66—11系列局部通风机，该系列风机由沈阳鼓风机厂研制，主要型号有No3.6、No4.0、No4.5 、No5.0 、No5.6 、No6.3等6种规格。
此外，煤炭科学院重庆分院研制了FDC—1型对旋局部通风机、DSF—5型低噪声对旋轴流式局部通风机、HF—5型混流抽出式通风机。唐山煤科分院研制了SBF66—1型水力局部通风机。
2、风筒
（1）风筒种类。煤矿使用的风筒主要是胶布风筒，它是一种柔性风筒，其最大优点是轻便、可伸缩、拆装搬运方便。此外还有铁风筒、玻璃钢筒，它的质量大，搬运困难，煤矿使用较少。随着大断面巷道机械化掘进增多，混合式通风技术得到了广泛应用，为了满足其中抽出式通风的要求，采用金属整体螺旋弹簧钢圈为骨架的可伸缩风筒。
（2）风筒的接头。柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、螺圈接头等多种形式。插接方式最简单，但漏风大；反边接头漏风小，不易胀开，但局部风阻较大；后两种接头风阻小、漏风小、但拆装比较麻烦。
（3）风筒的风阻。风筒的风阻是由摩擦、局部风阻组成的，其大小取决于风筒的直径、接头方式、长度、风压、风筒的布设等问题。
（4）风筒的漏风。漏风使局部通风机风量与风筒出口风量不等，它与风筒的种类，接头的数目、方法和质量以及风筒直径、风压等有关，但更主要是与风筒的维护和管理密切相关。
（5）风筒的布置要求。风筒出风口到工作面的距离要符合作业规程的有关规定。一般在压入式通风的工作面，其作业规程中规定为5m。风筒要求吊挂平直，贴壁贴帮，逢环必挂，环环吃力。
三、掘进通风安全管理
煤矿井下发生的瓦斯爆炸其中的80%与掘进工作面有关，预防瓦斯爆炸的重点应是掘进工作面。因此，必须做到：
1）保证掘进工作面通风设备连续稳定的运转，不得任意停、任意开，应有计划的停电停风。任意停风机会造成工作面无风，导致瓦斯积聚；任意开风机会将已积聚的瓦斯吹出独头巷，井下高浓度的瓦斯流动，会给矿井带来危险。
2）局部通风机因故停止运转时，必须撤出工作面的人员至新鲜风流中，并切断工作面的电源，做到停风必停电，送电先送风。为达到这一要求，《规程》规定：高瓦斯矿井必须安装“三专两闭锁”，即专用电源、专用开关、专用变压器和风电闭锁与瓦斯电闭锁。例如三交河煤矿是低瓦斯矿井，井下由于超负荷用电，造成井下掘进工作面的风机跳闸停电。矿井未采用风电闭锁，上班的放炮员到工作面试煤电钻有无电时，煤电钻失爆，产生火花，引起瓦斯煤尘爆炸，造成井下147人死亡。
3）恢复通风时，必须首先检查瓦斯，当风机附近10m范围内、瓦斯浓度不超过0.5%、停风区域内的瓦斯不超过1%时，方可送电，否则，必须排放。
4）减少导风设施的漏风。压入式通风中，适量的漏风有利于稀释炮烟及其他有害气体，但必须保证工作面要有足够的风量，因此对风筒的吊挂、维修和使用要注意，防止矿车刮坏风筒。
5）风筒出风口到工作面的距离要符合作业规程的规定。

第四节 矿井通风管理

一、通风管理业务内容
1、根据矿月度生产计划编制通风月作业计划。应包括：矿风量分配、瓦斯抽放、防灭火、防尘、主要巷道维修、瓦斯检查与监测及劳动组织、物资材料等内容。
2、根据规定要求在执行作业计划中，贯彻好通风质量标准要求，抓好各专业计划工程质量，努力提高合格率、降低材料消耗，完成瓦斯抽放、防水密闭、注浆量、注水量、冲尘巷道长度、矿井有效风量率等作业计划指标。
3、协助矿总工程师组织编写《矿井灾害预防和处理计划》，在抢险救灾时，接受抢救指挥部总指挥下达的通风业务工作命令。
4、负责组织通风、瓦斯、防火、防尘等技术测定、科学试验工作，包括从制定计划上报、批准后实施到提出报告全过程。
5、按规定上报和收存各种报表。包括瓦斯检查日报、瓦斯监测日报、测风旬报、矿井气体化验日报、统计月报、自然发火次数及煤与瓦斯突出次数瓦斯抽放及注浆日报。
二、完善管理制度
1、矿井有专门的“一通三防”管理队伍，其结构设置符合《规程》规定；
2、建立健全各级领导及各业务部门“一通三防”管理工作责任制，并严格落实。
3、每月至少召开一次通风例会并总结；
4、每年编制通风、防治瓦斯、防尘、防灭火安全措施计划，并按计划进行。
5、建立“五图、五板、五记录、四台帐”，并与现场相符。
6、矿井通风各种图纸、报表、数据齐全，上报及时；
7、区队有一套符合局规定的完整的管理制度。各工种要有岗位责任制和技术操作规程，并严格执行。
8、各工种通风安全仪器仪表要有保管、维修、保养制度、定期校正，保证完好；
9、瓦检员、放炮员、监测工、调度员、测风员、抽放泵司机等要制定定期培训制度。
三、通风质量标准相关内容
1、矿井必须有完整的独立通风系统。有符合规定的安全出口，能够满足安全生产的需要。
2、实行分区通风，通风系统中没有不符合《规程》规定的串联通风、扩散通风、采空区通风以及采煤工作面利用局部通风机通风。
3、矿井、采区通风能力满足生产需求。井巷风速符合《规
程》规定。
4、矿井有效风量率不低于85％。
5、回风巷失修率不高于7％；严重失修率不高于3％；主要进回风巷道实际断面不能小于设计断面2/3。
6、矿井主要通风机的反风设施按《规程》规定定期检查，每年进行一次反风演习。反风效果符合《规程》要求。
7、矿井主要通风机装置外部漏风率在无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。
8、矿井瓦斯管理、瓦斯监测、防止煤与瓦斯突出与抽放瓦斯、防治自然发火、防治煤尘、通风设施与管理制度符合《规程》要求。
四、搞质量标准化的意义
煤矿开展质量标准化是煤矿特定的生产条件决定的，煤矿属地下作业，劳动空间狭窄、空气潮湿，生产环境差。要改变煤矿的形象，必须首先抓质量与安全。实践证明，事故多是由工程质量、设备质量或工作质量差造成的。
煤矿质量标准化是煤矿的基础工作，是安全生产、提高职工队伍素质和煤炭生产稳步发展的基础。
问答与思考
1、矿井通风的基本任务是什么？何为矿井气候条件？
2、采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷《规程》规定的巷道中最低、最高风速分别是多少？
3、什么是矿井通风系统？
4、矿井通风方式有几种？分别是什么？
5、结合工作实际简述搞安全质量标准化的意义。
第二章 矿井瓦斯防治
第一节 矿井瓦斯的概述

一、矿井瓦斯的赋存
1.矿井瓦斯的概念
矿井中主要有煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷。
2、矿井瓦斯的赋存
瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有两种：一种是游离状态，另一种是吸附状态。
①游离状态：瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的空洞之中，其分子可自由运动。
②吸附状态：按结合形式的不同，有分为吸着状态和吸收状态。吸着状态是指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面；吸收状态是指瓦斯被溶解于煤体中，与煤的分子相结合。
二、矿井瓦斯涌出
在煤矿开采过程中，由于煤层被破坏和煤层原始应力状态的改变，赋存在煤层中的瓦斯缓慢地、连续地、长时间地涌入开采空间的现象，成为矿井瓦斯涌出。只是普通形式的瓦斯涌出。还有特殊形式的瓦斯涌出，是指大量瓦斯突然、集中释放出来并伴有动力效应的瓦斯喷出和煤与瓦斯突出，矿井瓦斯涌出与煤层瓦斯含量等因素密切相关。
1.煤层瓦斯含量
煤层瓦斯含量是指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分。
煤层瓦斯含量的大小决定于两个方面的因素，一是在成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力，二是煤系地层保存瓦斯的条件。
2.矿井瓦斯涌出量
1）矿井瓦斯涌出量的概念与计算
矿井瓦斯涌出量是指在开采过程中，单位时间内或单位重量煤中放出的瓦斯量。表示矿井瓦斯涌出量的方法有两种。
①绝对瓦斯涌出量
绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量，用m3/minhuo m3/d表示。
②相对瓦斯涌出量
相对瓦斯涌出量是指在矿井正常生产条件下，月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量，用m3/t表示。
2）影响矿井瓦斯涌出量的因素
①煤层瓦斯含量：是影响矿井瓦斯涌出两的决定因素。
②地面大气压力的变化：正常情况时，采空区及裂隙中的瓦斯与巷道风流处于相对平衡状态。当大气压力突然降低时，瓦斯涌出的数量就会增大；反之，瓦斯涌出量变小。
③开采规模：矿井的开采深度、开拓开采范围以及矿井产量越大，瓦斯涌出量越大。
④开采顺序：厚煤层分层开采是，第一分层（上分层）的瓦斯涌出量较大。
⑤采煤方法与顶板管理：机械化采煤，瓦斯涌出量较高；水力采煤，瓦斯涌出量较少。采用全部陷落法管理顶板，其瓦斯用量比采用充填法管理顶板时要高。
⑥生产工序