模块五 综掘工作面通风与安全基本知识.doc

模块五 综掘工作面能风与安全基本知识
掘进通风的主要任务是为掘进工作面的工作人员提供足够的新鲜空气；冲淡、排除掘进工作面的有害气体及粉尘；创造良好的工作环境。
课题一 掘进通风技术
任务一
知识点 了解矿井通风的任务
掌握矿井空气成分及矿内空气成分变化规律
能力点 掌握矿井空气成分的分析方法
任务目标 分析空气成分写出结论报告
一、新鲜风流与污浊风流
地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。矿井空气由于受到井下各种自然因素和生产过程的影响，其与地面空气在成分和质量上有着程度不同的区别。一般来说，将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，称为新鲜空气；经过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气。
１、矿内有害气体的性质及来源
（１）一氧化碳
一氧化碳是一种无色、无味的气体，相对密度为0。97，微溶于水，能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在13%——75%时有爆炸的危险。
一氧化碳与人本血液中血红素的亲和能力比氧气大250——300倍。一旦一氧化碳进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，。从而造成人体血液的“窒息”。由于一氧化碳与血红素结合后，生成鲜红色的碳氧血红素，故一氧化碳中毒最显著的特征是中毒者黏膜和皮肤均呈樱桃红色。
（２）硫化氢
硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味。相对密度为１。１９，易溶于水，可能积存于旧巷的积水中。硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用。其主要来源：有机物腐烂，含硫矿物的水解，矿物氧化和燃烧，从老空区和旧巷积水中放出。
（３）二氧化氮
二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味，相对密度为１。５９，易溶于水。二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头出现黄色斑点，并出现严重咳嗽、呕吐甚至死亡。主要来源于井下爆破工作。
（４）二氧化硫　无色、有强烈的硫黄气味及酸味，其相对密度为２。２２。在风速较小时，易积于巷道的底部。主要来源：含硫矿物的氧化与自燃，在含硫矿物中爆破，以及从含硫矿层中涌出。
（５）氨气　氨气是一种无色，有浓烈臭味的气体，易溶于水。主要来源：爆破工作，用水灭火，部分岩层中也有氨气涌出
（６）氢气　氢气无色、无味、无毒，相对密度为０。９７。主要来源：井下蓄电池充电时可放出氢气，有些中等变质的煤层中也有氢气涌出。
　　　２、矿内有害气体措施
　　　（１）加强通风，冲淡瓦斯
　　　　防止有害气体危害的最根本的措施是加强通风，也是矿井通风的基本任务之一。
　　　　（２）坚持检查，争取主动
应用各种仪器仪表检查、监视井下各种有害气体的发生、发展情况。
（3）喷雾洒水，减少生成
在生产过程中爆破工作将会生成大量的有害气体，为了减少其生成量，应禁止使用非标准确性炸药。掘进工作面爆破时，应进行喷雾洒水。
（4）禁入险区，避免窒息
井下通风不良的地方或不通风的旧巷内，往往聚积大量的有害气体，因此，在不通风的旧巷口要设置栅栏，并挂上“禁止入内”的牌子。
（5）及时抢救，减少八
当有人由于缺氧窒息或呼吸有害气体中毒时，应立刻将窒息或中毒者移到有新鲜空气的巷道或地面，进行急救。
（6）抽放瓦斯，变害为宝
如果煤、岩层中某种有害气体的储藏量较大时，可采取回采前预前抽放的办法。
3、《煤矿安全规程》的相关规定
由于矿井空气质量对人员健康和矿井安全有着重要的意义，所以《煤矿安全规程》对矿井空气主要成分（氧气、二氧化碳）的浓度标准做出了明确的规定：采掘工作面的氧气浓度不得低于20%，二氧化碳学度不得超过0。5%。并且，《煤矿安全规程》对常见有害气体的安全标准都做了明确的规定，其值见课本129页表5-1
矿井有害气体最高允许浓度
名称
最高允许浓度％
一氧化碳CO
0.0024
氧化氮(换算成二氧化氮N02)
0.00025
二氧化硫S02
0.0005
硫化氢H2S
0.00066
氨NH3
0.004

任务二了解矿井气候条件
矿井空气的温度是影响气候条件的主要因素，温度过高或过低时，都会使人感到不舒适，甚至会危害身体健康。最适宜的井下空气温度是15——20℃。影响矿井空气温度的因素主要有以下8个：
1、岩层温度
岩层温度是矿井的主要热源，约占50——60%，包括变温带、恒温带、增温带和地温率
2、地面空气温度
地面空气温度对井下气温有直接的影响，尤其在冬、夏两季和开采深度较浅的矿井尤为明显。
3、氧化生热 井下煤炭、坑木等物质的氧化都能生成大量的热。
4、水分蒸发吸热 水分蒸发时，将从空气中吸收热量 ，使空气温度降低
5、地下水
6、空气的压缩与膨胀
7、通风强度。指单位时间内进入井巷的风量多少。
8、其他因素 如机械运转及人体的散热
矿井温度的变化规律是：在进风路线上，气温随四季而变，和地表气温相比，有冬暖夏凉的现象。采掘工作面是整个进风路线上气温最高的区段。在回风路线上温度基本上常年变化不大。
二、湿度
空气的湿度是指空气中所含水蒸气数量的多少，表示湿度的方法有两种：
1、绝对湿度，是指每1立方米或每1千克空气中所含水量水蒸气的克数。
2、相对湿度，是指某一体积空气中实际含有的水蒸气量与同温度下饱和水蒸气的饱和水蒸气量之比值。
3、矿井空气湿度的变化规律
（1）矿井空气的湿度是随着地面空气湿度和井下滴水情况不同而变化的
（2）一般情况下，在矿井进风路线上有冬干夏湿的现象。
三、风速
风速是指单位时间内流过的距离。井巷中的风速过高或过低都会影响工人的身体健康。因此《煤矿安全规程》规定了采掘工作面和各类井巷的最低、最高容许风速，见课本132页表5—2。
四、改善矿井气候条件的措施
在煤矿生产过程中，要控制空气相对湿度是较困难的，所以改善矿井气候条件主要是从调节风速和空气温度来改善矿井气候条件。
任务三掘进通风方法选择
一、局部通风机通风方法
在掘进巷道时，为了稀释并排出掘进工作面涌出的有害气体及爆破后产生的炮烟和矿尘，创造良好的气候条件，必须不断地对掘 进工作面进行通风，这种通负称为掘进通风或局部通风。
掘进通风方法按能风动力形式不同分为局部通风机通风、矿井全风压通风和引射器通风三种。其中，局部通风机通风是利用局部通风机作动力，用风筒导风把新鲜风流送入掘进工作面。局部通风机通风按其工作方式不同分为以下三种形式：
1、压入式通风 局部通风机和启动装置安设在离掘进巷道口10米以外的进风侧巷道中，局部通风机把新鲜风流经风筒送入掘进工作面，污风沿掘进巷道排出。《煤矿安全规程》规定：煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷中掘进通风方式必须采用压入式。

≥10m

2、抽出式通风 局部通风机安装在离掘进巷道口10米以外的回风侧巷道中，新鲜风流沿掘进巷道流入工作面，污风经风筒由局部通风机抽出。在瓦斯矿井一般不使用抽出式通风。
3、混合式通风 混合式通风是同时采用压入式和抽出式联合工作。其中，压入式向工作面供新风，抽出式从工作面排出污风。按局部通风机和风筒的布设不岂分为长抽短压、长压短抽和长压长抽三种。混合式通风兼有抽出式和压入式通风的优点，通风效果好。煤巷、半煤岩巷的掘进如采用混合式能风时，必须制定安全措施。但在瓦斯喷出区域或煤与瓦斯突出煤层、岩层中，掘进通风方式不得采用混合式。
四、了解全风压通风入适用条件
矿井全风压通风，是直接利用矿井主通风机所造成的风压对掘进工作面进行的通风，其形式有：利用纵向风障导风、利用平行巷道通风、钻孔导风
任务四 综掘工作面通风管理
一、《煤矿安全规程》中关于掘进通风的有关规定
《煤矿安全规程》第一百二七条规定：掘进巷道必须采用全风压通风或局部通风机通风。
《煤矿安全规程》第一百二十八条规定，局部通风机的安装和使用，必须符合下列要求：
（1）局部通风机必须由指定人员负责管理，保证经常运转正常。
（2）压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距回风口距离不得小于10米
（3）必须采用抗静电、抗阻燃风筒。
（4）低瓦斯矿井掘进工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，或与采煤工作面分开供电。
（5）严禁使用3台或3台以上的局部通风机同时向一个掘进工作面供风。
（6）瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，掘进工作面的局部通风机应采用“三专”供电，也可采用选择性漏电保护装置的供电线路供电，但每天应有专人检查一次，保证局部通风机可靠运转。
局部通风质量标准化要求：
（1）局部通风机的安装、位置、最低风速应符合《煤矿安全规程》每一百二十八条规定，不发生循环。
（2）低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机供电采用选择性漏电保护装置或与采掘供电分开
（3）局部通风机应安排专人进行管理，并实行挂牌管理，不得出现无计划停风
（4）局部通风机的设备应齐全，吸风口有风罩和整流器，高压部分有衬垫，通风机必须吊挂或垫高。
（5）风筒末端到工作同的距离和出风口的风量符合作业规程规定。
（6）风筒接头严密、无破口。
（7）风筒吊挂平直，逢环必挂，铁风筒每节至少吊挂两点。
（8）风筒拐弯处高弯头或缓慢拐弯，异径风筒接头用过渡节，先大后小数点，不准花接。
二、掘进安全技术装备系列化及其要求
1、保证局部通风机稳定可靠
（1）双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒风装置
（2）“三专两闭锁”装置分别指专用变压器、专用开关、专用电缆；风、电闭锁和瓦斯、电闭锁。
（3）局部通风机遥讯装置，是用于监视局部通风机开停运行状态的
（4）积极推行使用局部通风机消声装置
2、加强瓦斯检查和监测
（1）安设瓦斯自动报警断电装置，实现瓦斯遥测。
（2）放炮员配备便携式瓦斯检测仪
（3）实行专职瓦斯检查员随时检查瓦斯制度
3、综合防尘措施 坚持使用湿式打眼，煤体注水，爆破时使用水炮泥，综掘机实行内外喷雾。
4、防火防爆安全措施
（1）机电设备严格采用防爆型及安全火花型
（2）局部通风机、装岩机和煤电钻要有综合保护装置。
（3）移动式和手持式电气设备必须使用专用的不延燃橡胶电缆
（4）照明、通信、信号和控制专用导线必须用橡套电缆
（5）高瓦斯胶及突出矿井要使用乳化炸药。
5、隔爆与自救
（1）设置安全可靠的隔爆设施。如设置隔爆水槽。
（2）所有人员必须携带自救器
（3）煤与瓦斯突出矿井的煤巷掘进，应安设防瓦斯逆流灾害设施。
三、循环及其管理
局部通风机的回风，部分或全部再进入同一部局部通风机的进风风流中，这种现象称为循环风。
循环风有以下缺点：掘进工作面空气质量无法保证，空气质量越来越差；有害气体浓度不断增大，特别是瓦斯和煤尘，如增大到一定浓度，会引起瓦斯或者煤尘爆炸。
为了保证局部通风机不产生循环风，《煤矿安全规程》规定：压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距回风口距离不得小于10米。全风压供给该处的风量必大于局部通风机的吸风量。
四、串联通风及其管理规定
串联通风是井下用风地点的用风地点的加风再次进入其他用风地点的通风方式。
串联通风有以下缺点：1、矿井通风路线长，总风阻大，等积孔小，通风相对困难。
2、被串联的巷道或工作面中的风流不新鲜，空气质量没法保证，有害气体和矿尘明显增大
3、由于串联通风的各段风量相同，因而各段巷道或工作地点的风量不能进行调节
4、如果前一个地点发生煤尘、瓦斯爆炸等事故，会波及下一个工作地点，安全性差
《煤矿安全规程》第一百一十四条规定：采掘工作面就实行独立通风。
五、巷道贯道时的通风管理
1、贯通前
（1）必须停止一个工作面的掘进工作。
（2）必须保证贯两端的工作面政党通风，经常检查通风设施是否完善，保证工作面有足够的风量。
（3）必须经常检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超限时必须及时处理。
（4）必须绘制贯通巷道两端附近的通风系统图，预测贯通后两端的风压、风流方向，风量和瓦斯变化的关系，并根据预测结果，提出贯通时高速通风系统设施的布置和要求。
（5）必须处理贯通巷道周围的瓦斯积聚和沉积煤尘，并进行洒水。
（6）在突出危险的煤层中，上山掘进工作面同上部平巷贯通时，上部平巷必须超彰贯通位置，超前距离不得小于5米。
2、贯通时
（1）必须由专人在现场统一指挥。
（2）只准一个工作面掘进，另一个工作面要停止工作并撤出该工作面的人员。
（3）向前掘进的工作面每次爆破前，必须设专人和瓦斯检查员共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须停止在掘工作面的工作，然后处理瓦斯。
（4）每次爆破前，两个工作面入口必须胡专人警戒。
（5）贯通时严格执行“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”
3、贯通后
（1）施工单位必须停止采区内的一切工作。
（2）通风部门组织人员按先制定的贯通措施立即进行通风调整，实现全负压通风，调整风量。
（3）同时检查风速和瓦斯浓度，符合《煤矿安全规程》有关规定后，并且待风流稳定后方可进行其他工作。