《《安全矿井通风安全》PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《安全矿井通风安全》PPT课件（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、9 安全-矿井通风安全,主讲：路仁江,2011.9,主要内容： 1、概述 2、统一通风和分区通风； 3、进风井与回风井的布局； 4、主扇工作方式与安装地点 5、阶段通风、采场通风及通风构筑物 6、通风系统的漏风 7、局部通风,概论,矿井通风是保证金属非金属矿山安全生产的重要条件。矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气，稀释和排除有毒有害气体和粉尘，调节井下气候条件，以保证井下职工的安全和健康，提高劳动生产的效率。 矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力以及通风控制设施等构成的工程体系。,概论,矿井通风系统按服务范围分：
2、统一通风和分区通风； 按进风井与回风井在井田范围内的布局分：中央式、对角式和中央对角混合式； 按主扇的工作方式分：压入式、抽出式和压抽混合式。 矿井通风按动力分：自然通风和机械（扇风机）通风。 此外，阶段通风网络、采区通风网络和通风构筑物，也是通风系统的重要构成要素。 防止漏风，提高有效风量率，是矿井通风系统管理的重要内容。,井下空气 矿井空气来源于地面空气，地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成，其中氧气占20.96，氮气占79.00，二氧化碳占0.04，此外还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。 地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相同或近似，符合安全卫生标准时，称为矿内新鲜
3、空气。 充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘和杂质的混合物，统称为矿内污浊空气。 我国金属非金属矿山安全规程规定：矿内空气中含氧量不得低于20。有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于0.5；总回风流中，二氧化碳不超过1。 矿内空气最适宜人劳动的温度是 1520摄氏度。,概论,氧为无色、无味、无臭的气体，能帮助物质燃烧和供人和动物呼吸。空气中的氧减少了，人们的呼吸就会感到困难，严重时会因缺氧而死亡。当空气中的氧减少到17时，人们从事紧张的工作会感到心跳和呼吸困难；氧减少到15时，会失去劳动能力；减少到1012%时，会失去理智，时间稍长对生命就有严重威胁；到69时，会失去知觉，若不急救就会死亡
4、。 二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，对人的呼吸起刺激作用。当空气中二氧化碳浓度过大，造成氧浓度降低时，可以引起缺氧窒息。当空气中CO2；浓度达5时，人就出现耳鸣，无力，呼吸困难等现象；达到1020时，人的呼吸处于停顿状态，失去知觉，时间稍长有生命危险。,概论,矿井自然通风 为了将地面新鲜空气不断输送到井下，并克服井巷阻力而流动，使工作面获得所需风量，矿井通风系统中必须有足够的通风动力：自然风压（称自然通风）和扇风机风压（即机械通风）。 矿井自然通风的基本概念 在非机械通风的矿井里，风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。这主要是由于风流经过井巷时与岩石发生了热量交换，进、回风井里的气
5、温出现差异，回风井里的空气密度小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是所谓的自然风压H。在自然风压的作用下风流不断流过矿井，形成自然通风过程。 如果在夏天，地面气温较高，在山区用平硐开拓的矿井，未安主扇通风时，经常可以见到自然通风风向的变化，有时风流停滞。这就表明，完全依靠自然通风，不能满足安全生产的要求。,在炎热季节扇风机风压不仅要用来克服井巷通风阻力，而且还要克服反向的自然风压。冬季情况正好相反，自然风压能够帮助扇风机去克服井巷通风阻力。,矿井通风采用的机械，都是风压在 0.1大气压（10kpa）以下的扇风机（或叫通风机）。根据扇风机的动作原理可分为叶片式、喷射式和容积式三类。叶片
6、式扇风机产生的风压和风量较大，成为现今矿井通风的主要机械。 扇风机的分类 矿用扇风机按其用途可分为三种： 主扇：用于全矿井或矿井某一翼（区）的，称为主力扇风机； 辅扇：用于矿井通风网路内的某些分支风路中借以调节其风量、帮助主扇工作的，称为辅助扇风机； 局扇：用于矿井局部地点通风的，它产生的风压几乎全部用于克服它所连接的风筒阻力，称为局部扇风机。 矿用扇风机按其构造原理可分为离心式与轴流式两大类。如下图：,矿井机械通风,离心式风机,矿井机械通风,轴流式风机,统一通风：一个矿井构成一个整体的通风系统； 分区通风：划分为若干个独立的通风系统，风流互不干扰。 我国金属矿山采用统一通风的较多。统一通风，
7、进排风比较集中，便于管理。开采范围不大的矿井，特别是深矿井，采用全矿统一通风比较合理。 近年来，不少矿山，在调整通风系统过程中，根据各矿特点，将一个矿井划分若干个独立的通风区域，实行分区通风，收到了较好的效果。 分区通风具有风短路、阻力小、网路简单、风流易于控制等特点。因此，在一些矿体埋藏较浅且分散的矿山或矿井开采浅部矿体的时期，得到了广泛的应用。但是，由于分区通风需要具备较多的进排风井，它的推广使用就受到一定的限制。是否适合分区通风，主要看开凿通达地表的通风井巷工程量的大小或有无现成的其他井巷可供利用。,统一通风和分区通风,一般说来，在下述条件下，采用分区通风比较有利： （1）矿体埋藏较浅切
8、分散，开凿通达地表的通风井巷工程量较小，或有现成的井巷可供利用； （2）矿体埋藏较浅，走向长，产量大，若构成一个通风系统，风路长，漏风大，网路复杂，风量调节困难； （3）开采围岩或矿石有自然发火危险的规模较大的矿井。 分区通风的各系统处于同一开拓系统之中，井巷间存在一定的联系。 分区通风的各系统不仅各具独立的通风动力，而且还各有完整的进回风井巷，各系统之间相互独立。 实行分区通风应合理划分通风区域。通常将矿量比较集中，生产上密切相关的地段，划在一个通风区域内。,统一通风和分区通风,每一通风系统至少有一个可靠的进风井和一个可靠的回风井。在一般情况下，均以罐笼提升井兼做进风井，箕斗井和箕斗、罐笼混
9、合井则不做进风井。这是因为，装卸矿过程中产生大量粉尘能造成风流污染的缘故。排风井通常均为专用，因为排风风流中含有大量有毒气体和粉尘。 按进风井和排风井的相对位置，可分为中央式、对角式和中央对角混合式三类不同的布置形式： 1中央式 进风井与排风井均位于井田走向的中央，风流在井下的流动路线呈折返式，如图75所示。 优点：基建费用少、投产快，地面建筑集中，便于管理，井筒延伸工作方便，容易实现反风等。 适用：中央式多用于开采层状矿体。金属矿山，当矿脉走向不太长，要求早期投产，或受地形、地质条件限制，在两翼不宜开掘进风井时，可采用中央式。,进风井与回风井的布局,2对角式 进风井在矿体一翼，排风井在矿体另
10、一翼，或者进风井在矿体中央，排风井在两翼，风流在井下的流动路线呈直线式，如图76所示。 优点：风流路线短，风压损失少，漏风少，整个矿井生产期间风压比较稳定，风流分配比较均匀，排出的污风距工业场地较远等。 适用：金属矿山多采用对角式布置方式。,进风井与回风井的布局,3中央对角混合式 当矿体走向长，开采范围广，采用中央式开拓，可在井田中部布置进风井和回风井，用于解决中部矿体开采时通风；同时在矿井两翼另开掘回风井，解决边远矿体开采时的通风。整个矿井既有中央式又有对角式，形成中央对角混合式，如图77所示。,进风井与回风井的布局,主扇工作方式有三种：压入式、抽出式和压抽混合式。 不同的通风方式，一方面使
11、矿井空气处于不同的受压状态，另一方面在整个通风线路上形成了不同的形式的压力分布状态，从而在风量、风质和受自然风流干扰的程度上，出现了不同的通风效果。 1.压入式 整个通风系统在压入式主扇作用下，形成高于当地大气压的正压状态。在进风段，由于风量集中，造成较高的压力梯度，外部漏风较大。在需风段和回风段，由于风路多，风流分散，压力梯度较小，而受自然风流的干扰而发生风流反向。 压入式通风系统的风门等风流控制设施均安设在进风段，由于运输、行人频繁，不易管理，漏风大。由专用进风井压入式通风，风流不受污染，风质好，主提升井处于回风状态（漏风），对寒冷地区冬季提升井防冻有利。 压入式通风适合在下列条件下采用：
12、 （1）回采过程中回风系统易受破坏，难以维护； （2）矿井有专用进风井巷，能将新鲜风流直接送往作业地点； （3）靠近地表开采，或采用崩落法开采，覆盖岩层透气性好； （4）矿石或围岩含放射性元素，有氡及氡子体析出。,主扇工作方式与安装地点,2抽出式 整个通风系统在抽出式主扇的作用下，形成低于当地大气压的负压状态。回风段风量集中，有较高的压力梯度；在进风段和需风段，由于风流分散，压力梯度较小。 优点：回风段压力梯度高，使作业面的污浊风流迅速向回风道集中，烟尘不易向其他巷道扩散，排出速度快。此外，由于风流调控设施均安装于回风道中，不妨碍运输、行人，管理方便，控制可靠。 缺点：当回风系统不严密时，容易
13、造成短路吸风，特别是当采用崩落法开采，地表有塌陷区与采空区相连通的情况下更为严重。在回风道上部建立严密的隔离层，将回风系统与上部采空区隔开，防止短路吸风，是保证抽出式通风发挥良好作用的重要条件。 抽出式通风的另一个特点是，作业面和进风系统负压较低，易受自然风压影响出现风流反向，造成井下风流紊乱。抽出式通风使主要提升井处于进风状态，风流易受污染。寒冷地区的矿山还应考虑冬季提升井防冻。 一般来说，只要能够维护一个完整的回风系统，使之在回采过程中不致遭到破坏，采用抽出式通风比较有利。我国金属矿山大部分采用抽出式通风。,3压抽混合式 在进风段和回风段均利用主扇控制风流，使整个通风系统在较高的压力梯度作
14、用下，驱使风流沿指定路线流动，故排烟快，漏风少，也不易受自然风流干扰而造成风流反向。这种通风方式兼压人式和抽出式两种通风方式的优点，是提高矿井通风效果的重要途径。当然，压抽混合式通风所需通风设备多，管理较复杂。 在下述条件下可采用压抽混合式： （1）采矿作业区与地面塌陷区相沟通，采用压抽混合式可平衡风压，控制漏风量； （2）有自然发火危险的矿山，为防止大量风流漏入采空区引起发火，可采用压抽混合式； （3）利用地层的调温作用解决提升井防冻的矿井，可在预热区安设压入式扇风机送风，与抽出式主扇相配合，形成压抽混合式。,4多级机站通风 这是一种由几级进风机站以接力方式将新鲜空气经进风井巷压送到作业区，
15、再由几级回风机站将作业时形成的污浊空气经回风井巷排出矿井的通风系统。其通风方式属压抽混合式。 优点：由于此系统在进风段、需风段和回风段均设有扇风机，对全系统施行均压通风，能有效地控制漏风，节省通风能耗，风量调节也比较灵活。 缺点：但所需通风设备较多，管理较复杂。 适用条件：与压抽混合式相同。,主扇工作方式与安装地点,主扇安装： 主扇可安装在地表，也可安装在井下，一般多安装在地表。 安装在地表的主要优点：安装、检修、维护管理比较方便；井下发生灾变事故时，扇风机不易受到损害，便于采取停风、反风或控制风量等应急措施。 其缺点：井口密闭、反风装置和风硐的漏风较大；当矿井较深，工作面距主扇较远时，沿途漏
16、风大；在地形条件复杂的情况下，安装、建筑费用较高。 主扇安装在地下的优点：主扇装置漏风少；扇风机靠近作业区，沿途漏风也少；可利用较多井巷进风或回风，降低通风阻力；密闭工程量较少。 其缺点：安装、检修和管理不方便；易因井下灾害而遭到破坏。,主扇工作方式与安装地点,在下列情况下可考虑将主扇安装在井下： （1）地形险峻，在地面无适当地点可供安装主扇，或地面有山崩、滚石、滑坡等不利因素，威胁主扇安全； （2）矿井进风区段运输行人频繁，风流难以控制；而回风区段又与采空区及地表塌陷区沟通，不易隔离； （3）矿井深部开采阶段，作业面距地表主扇远，沿途漏风大且不易控制； （4）使用小型扇风机进行多级机站通风。 主扇安装在井下时应注意的问题： （1）主扇应安装在不受地压及其他灾害威胁的安全可靠的地点； （2）进风系统与回风系统之间一切漏风通道应严加密闭； （3）抽出式通风的地下主扇，主扇房和检修通道应供给新鲜风流； （4）采用具有良好空气动力性能的机站结构，降低通风阻力。,主扇工作方式与安装地点,1阶段通风 金属矿山通常多阶段同时作业。
