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1、 矿井通风与安全 第一讲:矿井通风 第二讲:矿井火灾及其预防 第三讲:矿井火灾事故案例分析 第一讲:矿井通风 1、矿井空气的基本概念 2、矿井空气流动的基本概念 3、矿井风流的引导、控制与调节 4、矿井采掘工作面的通风 第二讲:矿井火灾及其预防 1、矿井火灾概述 2、矿内火灾的预防 3、矿井火灭的处理 4、矿井火区管理与启封 第三讲:矿井火灾事故案例分析 1、吉林省万宝煤矿小新井“12.6” 特 大火灾事故 2、吉林省万宝煤矿红旗二井 “6.10”特大火灾事故 一、矿井空气的基本概念 1、矿井通风的任务 2、矿井空气及控制污染措施 3、矿井气候与调节 二、矿井空气流动的基本概念 1、矿井通风压
2、力 2、矿井通风压力的产生方法 3、井巷通风阻力 三、矿井风流的引导、控制与调节 1、矿井通风系统 2、采区通风系统 3、通风构筑物 4、矿井风量调节及检查 四、矿井采掘工作面的通风 1、回采工作面的通风 2、掘进工作面的通风 1、矿井通风的任务 1)大气的概念:包围地球表面的一层空气,叫做大 气。 2)矿井空气的概念:充满于矿井巷道中的空气,叫 做矿井空气。 3)矿井通风的概念:矿井通风就是把地面空气源源 不断送入井下,同时把污浊空气排除井外的全过程。 4)矿井通风的任务:一是供给井下人员足够的新鲜 空气,满足人员呼吸;二是稀释、排除矿井有害气体及矿 尘,保证矿井空气的清洁程度和防止瓦斯、煤
3、尘爆炸事故 ;三是稀释、排除井下的热量与水蒸气,保持合适的井下 劳动环境,或者说保持良好的气候环境。 2、矿井空气及控制污染措施 1)矿井空气主要成分:矿井空气中主要成分是氧气、 氮气、二氧化碳。有时还混入沼气和其他碳氢化合物气体 以及一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化合物及氨等有 害气体。 2)防止矿井空气污染的措施 (1)稀释、排除污染物。 (2)封闭火区、采空区、旧巷和不通风的巷道。 (3)加强对有害气体检查,及时掌握涌出情况,防止 造成危害。 (4)减少有害气体生成和净化风流。 (5)防止缺氧窒息及有害气体中毒。 3、矿井气候与调节 1)矿井气候的概念:矿井气候是指矿井空气的温度 、湿
4、度、和风速等条件的综合状态 2)矿井气候的调节:一是增加通风强度;二是隔绝 热源,减弱其散热强度。入风尽量利用岩石巷道进风,加 强机电设备管理,减少发火隐患等。三是冷却矿井或工作 面的温度。利用自然冷源(井水、河水、冬季冷空气)或 人工冷源(制冷机产生的冷)。四是温度低时(东北煤矿 ),必须安设暖风设备对矿井空气进行预热(保持在2度 以上)。 1、矿井通风压力 1)空气的静压:由于空气有重量存在,故上层空气对 下层空气就有压力。所以,某一点上空气的压力等于该点 单位面积上所承受垂直空气柱的重量,这种压力称为静压 ,通常叫大气压。 2)矿井风流的压力:空气流动时,除具有静压外还有 动压。 3)矿
5、井通风压力:矿井空气在井巷流动过程中,要克 服巷道和其他障碍物的摩擦、阻挡、冲击所产生的阻力, 压力逐渐损失而减少,因而形成了矿井或巷道起末两端的 压力差。这种压力差叫做矿井通风压力,又称风压。 2、矿井通风压力的产生方法 1)利用自然条件,使矿井进、回风侧空气柱重量不同 而产生通风压力,叫做自然风压。利用自然风压通风的矿 井,称为自然通风(与温度和高低差有关)。 2)利用扇风机使矿井风流起末两点(入、回风口)产 生总压差,此种压差称为机械风压。用机械风压通风的矿 井,称为机械通风。矿井扇风机工作方式主要有压入式和 抽出式两种。 3)利用自然风压与机械风压联合作用对矿井通风。 3、井巷通风阻力
6、 1)井巷通风阻力的概念:包括摩檫阻力和局部阻力。 (1)摩檫阻力:是空气与井下巷道壁(周边)的摩檫 而产生的阻力。用以克服这种阻力而损失的压力,叫做摩 檫阻力损失。 (2)局部阻力:是风流经过井巷的某些局部地点,因 突然改变速度或方向而引起的阻力。由于局部阻力而造成 的压力损失,叫做局部阻力损失。 2)降低井巷通风阻力的措施 (1)降低摩檫阻力。 (2)降低局部阻力。 1、矿井通风系统 通常,把矿井通风网络、通风构筑物(通风设施)、 和矿井扇风机(正压和负压通风)、通风方式等组成的综 合工作体称为矿井通风系统。 1)中央并列(分列)式通风系统:进、回井均位于 井田中央(进风井位于井田中央,回
7、风井位于井田走向中 央上部边界上或称中央边界式); 2)对角式通风系统:进风井位于井田中央,回风井 位于井田两翼上部边界; 3)混合式通风系统:它是由上述两种通风系统组成 的一种综合通风系统。 矿井通风网络:是指井下巷道的连接形式。主要有串 联、并联、交联和复杂联。 2、采区通风系统 1)采区通风系统是指矿井风流经主要进风巷道进入 采区,流经采区进风巷道,清洗采区工作面和其他用风巷 道后,沿采区回风巷排至矿井主要回风巷的整个网络。既 :采区通风系统是矿井通风系统的基本组成单元。 2)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要求。在确定采区通风系统时 ,必须遵守安全、
8、经济、技术合理等原则。 3、矿井通风设施的作用、分类 1)矿井通风设施是矿井通风系统的重要组成部分, 它的主要组成作用是控制井下风流流动,实现风流按拟订 的路线定向、定量的流动。矿井通常将引导、隔断和控制 风流的构筑物成为通风设施。因此,按通风设施的用途, 可分为引导风流设施(风硐、风桥、导风板等)、隔断风 流设施(防爆门、风门、挡风墙、防突门等)和控制风流 设施(调节风门、风窗等)。 2)根据通风设施使用时间的长短,有可分为永久通 风设施和临时通风设施两大类。 4、矿井风量调节及检查 1)井下局部区域风量的调节 (1)增阻调节(利用风窗调节) (2)减阻调节。 (3)增加风压调节。 2)全矿
9、井风量的调节 (1)调节风机的转速; (2)利用闸板改变风机的工作风阻; (3)轴流式扇风机可采用调节叶片角度等办法来调节 3)提高矿井有效风量的措施 提高矿井有效风量就是最大限度降低矿井漏风。漏风 是指空气在井巷流动过程中,一部分风漏出与漏入的现象 1、回采工作面的通风 1)回采工作面通风需要的风量计算:一是按人数计 算;二是按沼气(二氧化碳)计算;三是按同时爆破炸药 量计算;四是按工作面温度计算;五是按风速验算。 2)回采工作面通风系统:一是反向通风系统;二是 顺向通风系统;三是上行通风系统;四是下行通风系统; 五是对拉工作面通风系统; 2、掘进工作面的通风 1)掘进工作面通风需要的风量计
10、算: 2)掘进工作面通风方法: (1)局扇通风。 (2)矿井总风压通风。利用矿井主扇产生的通风压力 ,对掘进工作面进行通风的方法,称为矿井总风压通风。 (3)引射器通风(水利引射器)。 3)煤矿局部通风事故分析: 矿井火灾概述 凡是在井下或是在入风井附近起火,其火焰、烟流能 威胁井下者,统称为矿井火灾。 矿井火灾按起火的原因可分为外因火灾和内因火灾两 大类。 据统计,我国煤矿的矿井火灾中有90%左右为内因火 灾。随着电气化、机械化的发展(电缆、皮带等),外因 火灾的比重有逐渐增加的趋势。 煤炭自燃引起的内因火灾,多数发生风流不畅通的地 点(采空区或煤柱里),外部征兆不明显,很难早期发现 ,也不
11、容易找到火源的准确位子,增加了灭火工作的难度 ,火焰可能延续几个月、几年、甚至更长时间。 1、煤炭自燃的原因 煤炭能在常温下吸附空气中的氧而氧化,产生一定的 热量。若氧化生成的热量较少并能及时散失,则煤温不会 升高;若氧化生成的热量大于向周围散失的热量,煤温将 升高。随着煤温的继续生高,氧化急剧加快,从而产生更 多的热量,煤温也急剧上升,当温度达到着火点(300- 350度)时,煤既自然发火。 ,煤层中出现下列情况之一者,该煤层定为自然发火煤 层: 1)自然引起的明火; 2)煤炭自然引起的烟雾; 3)煤炭自然发生的煤油味(作为参考); 4)采空区测定的一氧化碳浓度超过矿井实际统计的 临界指标。
12、 2、影响煤炭自然的一般因素 煤炭自然是一个复杂的过程,受着多种因素的影响, 但是,由于上述煤炭自然的原因可知,煤炭自然必须具备 下列条件: 1)煤有自然倾向性(石头),且以破碎状态存在; 2)有连续的供氧条件; 3)有积聚氧化热的环境; 4)上述三个条件持续足够的时间。 1、煤炭自燃的早期识别和预报 1)根据自然发火的外部征兆来识别 2)利用气体分析法来识别初期火灾 2、矿井火灾预防 1)正确选择开拓、开采方法 2)防止漏风 3)预防性灌浆 4)阻化剂和氮气防火 5)均压防火技术 1、发生火灾时的行动原则 井下一旦发生火灾时,应根据事故 的性质、火源种类和位置、火势大小、 矿井瓦斯涌出情况、
13、风流方向、井下人 员分布以及器材准备等情况,因地制宜 地采取措施。 2、灭火方法 1)直接灭火 一是用水灭火。用水灭火,简单易行,经济有效。凡 是用水可以扑灭的火灾,应尽可能采用水灭火。二是灭火 器灭火。 2)隔绝灭火 当井下火灾不能用直接灭火法扑灭时,必须迅速将火 区封闭,切断氧气供给,经过相当时间以后,由于氧气消 耗殆尽,火灾不能维持,最终熄灭。 3)联合灭火法 联合灭火法,既在封闭火区后再辅以其他灭火措施, 如灌浆或灌惰性气体和调节风压法等。 1、火区管理 火区封闭后,应加强管理,其主要内容有: 1)绘制火区关系位置图,并说明火区发生的时间、 地点、火区范围和已采取的灭火措施。 2)每个
14、火区都要建立管理卡片,包括火区登记表、 火区灌浆记录表和防火墙记录。 3)防火墙附近应设置栅栏和警标,墙外设立记录板 ,注明墙内外瓦斯浓度和温度。 经常检查墙体漏风情况,观测墙内外空气成分与温度 ,将观测情况记录清楚。 2、火区熄灭的条件 1)火区内空气温度下降到30以下,或与火灾前该区 的日常温度相同; 2)火区内空气中氧气的浓度降低到5%以下; 3)火区内空气中不含有一氧化碳,或封闭期间内一 氧化碳浓度逐渐下降,并稳定在0.001%以下; 4)火区的出水温度低于25或与火灾前该区的日常 水温相同; 5)上述四项指标持续稳定的时间不得少于一个月。 3、火区启封 只有在确定火区已经熄灭的情况下
15、,才能启封火区。 启封火区必须制定专门计划和安全措施, 具体包括以下内容:一是启封火区的依据;二是启封 前进入火区侦察的方法和打开防火墙的顺序;三是启封火 区的各项安全措施:包括,预先确定排放火区有害气体的 方法和回风路线;需要从新封闭火区所需的材料;防止其 他灾变的安全措施等。 启封火区的作法有两种:一次打开和逐段打开火区。 吉林省万宝煤矿小新井“12.6”特大火灾事故 2002年12月6日8时55分,吉林省万宝煤矿小新井发生 一起特大火灾事故(在+210米水平暗井绞车房,由于绞车 电空系统产生火花引起),造成30人死亡,直接经济损失 达219万元,这是一起责任事故。 1、矿井概况 2、事故
16、发生及抢救经过 3、事故原因分析 1)技术鉴定分析 2)直接原因 暗井较车提升时,由于配电盘产生弧光,火星溅落在 附近的旧棉袄上,引燃后起火,进而引燃较车房内的可燃 物,导致发生特大火灾事故。 3)间接原因 (1)矿、井领导贯彻执行“安全第一、预防为主”方针不利, 井口安全管理机构不健全,职责不清。安全责任制不落实,现场管 理不到位,不能及时发现和消除事故隐患,长期带隐患生产。 (2)违反规程规定,暗井较车房使用木支护,配电盘周围 用“非阻燃风筒”围当,且较车房内无砂箱、灭火器等消防火器材 。 (3)机电运输管理混乱。较车所使用的电器设备为非矿用一般 型,违反规程的有关规定;没有按规定对机电运输设备定期进 行检修;较车经常超负荷运行。 (4)“一通三防”工作存在漏洞,井下防火设施不完善,长期 使用“非阻燃风筒”,暗井较车房没有独立通风系统。 (5)没有按规定编制矿井灾害预防及处理计划和组织“矿 井反风演习”。所编制的计划不完善,没有发生灾害时的抢救预案 ,致使在发生事故时不能及时做出正确的决策。 (6)全矿没有配备自救器,发生火灾时工人不能自救