煤矿矿井通风技术.

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1、煤矿矿井通风技术 汪洪奎 2012年五月 什么是矿井通风？ 借助于机械或自然风压，使地面 空气进入井下，并在井巷中作定向和 定量地流动，最后排出矿井的全过程 称为矿井通风。 矿井通风的目的：是保证矿井空 气的质量符合要求。 矿井通风的任务： 1、供给井下足够的新鲜空气，满足 井下工作人员呼吸所必需的氧气。 2、有效地稀释和排除矿井生产过程 中产生的有毒有害气体和矿尘，以达 到允许的浓度，防止瓦斯、煤尘爆炸 及矿井火灾。 3、给井下工作人员创造一个良好的 工作环境。 4、全面提高矿井的防灾抗灾能力。 第一节 矿 井 空 气 一、矿井空气的主要成分 矿井空气的主要来自于地面空气，但地面 空气进入井

2、下后发生了物理和化学变化， 因而井下空气质量和数量与地面空气有所 区别。 地面空气进入井下后即称为矿井空气。 通常把才进入井下其成分与地面空气相同 或接近并符合规程要求的矿井空气称为新 鲜风流。把已经流过井下各工作地点、硐 室等携带有毒有害气体及矿尘，温度、湿 度有较大变化的矿井空气称为乏风，即矿 内污浊空气。 矿井空气成分主要含有氮气（N2）、 氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氩 气（Ar）并混入了矿尘和有毒有害气 体（甲烷CH4、一氧化碳CO、二氧化 氮NO2、硫化氢H2S、二氧化硫SO2、 水蒸气、矿尘等），其氧含量降低， 二氧化碳量增加。 气体成分的基本性质： 1、氧气：无色、无味、

3、无臭的气体 ，相对空气的密度为1.1 。氧气是维 持人体正常生理机能所必需的气体， 当空气中的氧气浓度降低时，人体就 可能产生不良反应，严重时可导致缺 氧死亡。 人体需氧量与劳动强度的关系： 劳动强度呼吸空气量 L/min 氧气消耗量L/min 休息6-150.2-0.4 轻劳动20-250.6-1.0 中度劳动30-401.2-2.6 重劳动40-601.8-2.4 极重劳动40-802.5-3.1 矿井空气中氧浓度降低的主要原因 ： （1）、有机物及无机物（坑木、煤 、岩石）氧化。 （2）、爆破作业。 （3）、井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸 。 （4）、矿井中各种气体的混入。 （5）、人的呼吸。

4、 （6）、煤的自然。 煤矿安全规程规定：采掘工作 面进风流中，氧含量不得低于20%。 2、二氧化碳： （1）性质：无色，略带酸味的气体 ，相对空气的密度为1.52，很难与 空气均匀混合，有“重气”之称， 故常积存在下山、盲巷、暗井、采 空区和通风不良的巷道底部。易溶 于水，形成碳酸，不助燃，不能供 人呼吸，对眼、鼻、喉黏膜有刺激 作用，略有毒性。 （2） 对人有利的方面：对人体的 呼吸有刺激作用，当肺泡中CO2增加 2%时，人的呼吸量就会增加一倍。 所以在急救有害气体伤害的患者时 ，常常先让患者吸入混有5%CO2的氧 气，以帮助患者加强呼吸。 （3）危害：当井下空气中CO2浓度 过大时，会使氧

5、含量降低，形成缺 氧使人窒息； 当井下空气中CO2浓度达到5%时，就 会出现耳鸣、无力、呼吸困难等现 象；达到10-20%时，人的呼吸就会 处于停顿状态，失去知觉，时间稍 长会有生命危险。 （4）来源：人的呼吸；爆破；有 机物及无机物（坑木、煤、岩石） 氧化；煤、岩裂隙释放出来；井下 火灾及瓦斯、煤尘爆炸产生。 煤矿安全规程规定：第100条： 采掘工作面进风流中，氧气浓度不 低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5% ，第114条有关串联通风，进入被串 联工作面风流中瓦斯和二氧化碳浓 度都不超过0.5%，第135条：矿井总 回风巷或一翼回风巷瓦斯或二氧化 碳超过0.75%时必须立即查明原因， 进行

6、处理。 第136条：采区回风巷、采掘工作面 回风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化 碳浓度超过1.5%时，必须停止工作， 撤出人员，采取措施，进行处理。第 139条：采掘工作面风流中CO2浓度达 到1.5%时，必须停止工作，撤出人员 ，查明原因，制定措施，进行整改。 有人工作或可能有人到达的井巷 ，CO2浓度不得大于0.75%，总回风中 CO2浓度不得超过1% 3、氮气：无色、无味、无臭的气体 ，相对空气的密度为0.97，无毒、不 助燃也不供人呼吸。在井下有限的空 间里，氮含量过高时氧含量相对减少 ，而使人缺氧窒息。氮气是一种惰性 气体，可将其用于井下放灭火和防止 瓦斯爆炸。 矿井空气中氮气含量

7、增大的原因： （1）、有机物的腐烂。 （2）、爆破作业。 （3）、煤、岩裂隙释放出来。 正常通风的巷道中氮气含量变化不大 。 二、矿井空气中的主要有毒有害气体及其危 害防治 气 体 名 称 色 味 臭 相对 空气的 密度 溶水性燃烧 爆炸性 主要来源危害性中毒症状最高允 许浓 度 % 瓦 斯 无色 无味 无臭 0.554难溶 于 水 不助燃 有爆炸 性 煤、岩层 中涌出 使人窒息； 5-16%遇高温 爆炸 43%时呼吸困难； 57%使人窒息死亡 规程 规定 一 氧 化 碳 无色 无味 无臭 0.97微溶于 水 不助燃 有爆炸 性 爆破工作 火灾；瓦 斯、煤尘 爆炸 极毒；13-75% 遇高温爆

8、炸 轻微中毒：0.048% 时1h内耳鸣、头疼、 心跳；严重：0.128% 时0.5-1h四肢无力、 呕吐、丧失劳动 能力 ；致命：丧失知觉、 痉挛 、呼吸停顿、假 死。中毒特征：嘴唇 呈桃红色、两颊有红 斑点 0.0024 二 氧 化 氮 红 褐 色 1.57极易溶 于水 不助燃 无爆炸 性 爆破工作有强烈毒性； 对眼、鼻、呼 吸道有强烈的 刺激作用 0.006%咳嗽、胸疼； 0.01%剧烈咳嗽、呕 吐、神经麻木0.025% 短时间 内即可中毒死 亡。其中毒具有潜伏 期中毒6h或更长时间 出现征兆。特征：手 指尖、头发变 黄，痰 发黄。 0.00025 硫 化 氢 无色 稍甜 臭鸡 蛋味 1

9、.19易溶于 水 不助燃 有爆炸 性 有机物腐 烂含硫矿 物水解爆 破工作煤 、岩层中 涌出 有强烈毒性； 对眼、鼻、呼 吸道有强烈的 刺激作用；4.3 -45%遇高温爆 炸 0.01%流唾液和清水 鼻涕，0.02%眼、鼻 、喉受强烈刺激，头 疼、呕吐、四肢无力 ；0.05%时半小时失 去知觉、痉挛 、死亡 。 0.00066 二 氧 化 硫 无色 有强 烈硫 磺燃 烧味 2.2易溶于 水 不助燃 无爆炸 性 含硫矿物 氧化、自 然；煤、 岩层中涌 出；在含 硫矿层 爆 破工作； 硫化矿尘 爆炸 有强烈毒性； 对眼、鼻、呼 吸道有强烈的 腐蚀作用；使 喉咙、支气管 发炎；严重时 引起肺水肿 0

10、.002%引起眼睛红 肿、流泪、咳嗽、喉 疼 0.005%引起急性支气 管炎、肺水肿、并在 短时间 内死亡 0.005 矿井空气中除以上5种有害气体 外，还有二氧化碳、氢气、氨气等。 为防止有害气体的危害，应采取以 下措施： （1）、加强通风。一风除百害； （2）、坚持检查，防止聚积； （3）、喷雾洒水，减少生成； （4）、禁入险区，避免窒息； （5）、及时抢救，减少伤亡； （6）、提前抽放，降低浓度。 第二节 矿井气候条件 矿井气候条件是指矿井空气的温度、 湿度、流速综合作用的结果。 （一）、矿井气候条件对人体热平衡 的影响 人不论在休息或在工作时，身体 不断产生热量和散失热量，以保持热 平

11、衡，使体温保持在36.5-37度。如 果失去了这种平衡，人体就会感到不 舒服。而这种热平衡直接受周围气候 条件的影响。 人体散热主要是通过人体皮肤表 面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这 三种基本形式进行的。 以对流主导时,取决于人与周围 空气的温度差和空气的流动速度； 以辐射主导时,取决于人与周围 空气的温度差； 当周围环境的气温超过25度时， 以汗液蒸发主导人体散热。 因此，气候条件的好坏，对人体 的健康和劳动生产率的提高有着密切 的关系。 矿井气候条件的3个参数是影响人体 热平衡的主要因素： （1）、空气温度对人体对流散热起 主要作用。 （2）、相对湿度影响人体蒸发散热 的效果。 （3)、风

12、速影响人体的对流散热和 蒸发散热 的效果。 煤矿安全规程第102条规定：生 产矿井采掘工作面的温度不得超过 26度，当空气温度超过时，必须缩 短超温地点工作人员的工作时间， 并给予高温保健待遇。采掘工作面 的空气温度超过30度，必须停止作 业。 （二）、矿井空气温度 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 会使人感到不舒服。最适宜的井下 空气温度是15-20度。 1、影响矿井空气温度的因素 主要有以下8个因素：岩层温度 、地面空气温度、氧化生热、水分 蒸发吸热、空气的压缩与膨胀、地 下水、通风强度及其它因素等。 2、矿井空气温度的变化规律 （1）、在进风路线上：有冬暖厦

13、 凉的现象。 （2）、在整个风流路线上：采掘 工作面的回风口温度最高。 （3）、在回风路线上：因通风强 度大，水分蒸发吸热，气流向上流 动而膨胀降温，使气体温度略有下 降，但基本上常年变化不大。 (三）、矿井空气的湿度 1、湿度：是指空气中所含水蒸气 的多少。 有两种表示方法： （1）、绝对湿度：(f)、是指单位 体积空气中所含水蒸气的量，单位 ：g/m3。 （2）、相对湿度：单位体积中所含 水蒸气的量与同温度下饱和水蒸气 量（F饱）之比的百分数。 公式：=f/F饱*100% 2、井下相对湿度的测定方法 目前我国矿山常用风扇式湿度计和 毛发湿度计。既用干、湿球温度法 读取数据后查表， （一般井

14、下不测湿度）。 3、矿井空气湿度的变化规律 一般情况下，在矿井通风线路上 有冬干夏湿的现象。原因是：在冬 季，地面空气本身就干燥，进入井 下因温度升高，空气饱和能力加大 ，使相对湿度降低，所以沿途要吸 收水分，使通风井巷显得干燥；夏 天则相反。 （四）、风速测定 风速：是指风流单位时间内流过的 距离。 井巷中风速过高或过低都会影 响工人的身体健康。风速过低时， 汗液不易蒸发，人体多余的热量不 易散失使人感到闷热不舒服，同时 瓦斯也容易聚积；风速过高时，容 易是人感冒，矿尘飞扬，对安全生 产和工人的身体健康都不利。因此 ， 煤矿安全规程第101条规定 ：采掘工作面和各类巷道的最低、 最高允许风速

15、 各类巷道的最低、最高允许风速 井 巷 名 称最低风速 m.s-1 最高风速 m.s-1 无提升设备 的风井和风硐15 专为 升降物料的井筒12 枫桥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1.08 运输机巷、采区进、回巷0.256 采煤工作面、掘进中的煤 巷和半煤巷 0.254 掘进中的岩巷0.154 其他通风行人巷道0.15 目前常用的风速测量仪器仪表有： 叶轮式风表、数字风表、和超声波 风速仪。 以叶轮式风表为例： （五）、改善矿井气候的主要措施 （1）、加大风量：大功率风机（ 主扇、局部风机）；增加通风巷道 断面；缩短采面走向长度，减小通 风阻力； （2）、改进

16、通风方式：U型通风 改为Y型； 两进一回；一进两回等 （3）、矿井制冷设备 （4）、其他措施：密闭；风障； 隔热； 第三节 矿井通 风 一、矿井通风系统 风流由进风井口进入矿井后，经过 井下个用风场所，然后从回风井排 出矿井，风流所经过的整个路线及 其配套通风设施称为矿井通风系统 矿井通风系统包括：通风方式、通 风方法、通风网络和通风设施； 通风方式：即进风井和回风井的布 置方式，中央式、对角式、混合式3 类。 通风方法：通风的动力方法，（自 然、机械）机械：抽出式、压入式 、抽压混合式。 通风网络：采区或矿井通风系统中 风路的连接形式， 通风设施：即引导、隔断和控制风 流，保证风流按照需要，定向、定 量地流动的设施。 矿井通风系统是否合理，对能否保 证各用风地点的供风、保证安全生 产，能否有利于基本建设和降低通 风费用起着决定性作用。 矿井通风系统设计与选择的基本原 则：