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1、前言矿井通风是将空气输入矿井下，以增加矿井中氧气的浓度并排除有害气体，它是保障矿井安全的主要技术之一。矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要环节。 设计严格根据煤矿安全规程等要求，通过对比分析现有工作面通风方式的优缺点，提出适合吉林矿业集团第一煤矿北二采区实际条件的采煤工作面和掘进工作面的通风方式，并计算采煤工作面和掘进工作面的需风量，以及整个矿井的需风量。计算分析矿井容易和困难时期的通风阻力，结合目前主要通风机的优缺点，选择了吉林矿业集团第一煤矿北二采区的主要通风机，并绘制矿井通风系统图和通风网络图。最后根据吉林矿业集团第一煤矿北二采区实际条件，提出了相关安全管理
2、措施。论文进行的通风系统设计可为矿井安全生产奠定一定基础，但由于作者水平有限，不足之处望读者指正。目录1 概述 .11.1 矿井通风概念.11.2 矿井空气的主要成分.11.3 矿井有毒有害气体主要来源.21.4 有毒有害气体及其性质.21.5 矿井有害气体的危害和相关预防措施.41.5.1 矿井火灾，预防措施.41.5.2 瓦斯灾害，防治措施.41.6 煤矿基本情况.52 局部通风设计 .72.1 设计原则.72.2 设计步骤.83 矿井需风量计算 .114 矿井通风阻力计算 .144.1 矿井通风总阻力的计算原则.144.2 各分支井巷摩擦阻力计算 .144.2.1 摩擦阻力系数 .144
3、.3 摩擦风阻的计算方法.195 局部通风机选择 .255.1 局部通风.255.2 局部通风方法.255.2.1 压入式通风.255.2.2 抽出式通风.265.2.3 混合式通风.265.3 该设计通风机选择.276 评价矿井通风难易程度 .296.1 井巷的摩擦总阻力.296.2 摩擦总风阻.296.3 等积孔面积计算.297 矿井通风设施安全技术管理措施 .31致谢.33参考文献.34矿山安全工程课程设计1吉林矿业集团第一煤矿通风系统设计吉林矿业集团第一煤矿通风系统设计1 概述1.1 矿井通风概念依靠动力通风，将定量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断的输入井下，以满足回采工作面、掘进工
4、作面、机电硐室、火药库以及其他用风地点的需要；同时将用过的污浊空气不断地排出地面，这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程叫做矿井通风。1.2 矿井空气的主要成分矿井空气主要成分：地面空气和矿井内有毒有害气体。1. 地面空气是由多种气体组成的干空气和水蒸气组合而成的混合气体。通常状况下，干空气各组成的数量基本不变。一般将大气组分分为恒定组分、可变组分和不定组分。恒定组分系指大气中含有氧气占大气总体积的百分比为 20.94%，氮气为78.09%，氩气为 0.93%。仅此三种成分之和，占大气的 99.96%。除此之外，还含有微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有气体。上述组分的比例在地球上任何地
5、方几乎可以看作是不变的。可变组分系指除含有上述恒定组分外，还含有二氧化碳和水蒸气，在通常情况下二氧化碳的含量为 0.02%0.04%，水蒸气的含量为 4%以下，这些组分在大气中的含量是随地区、季节、气象以及人们的生产生活活等因素的影响而有所变化。不定组分来自自然和人为两个方面。自然卷的火山爆发、森林火灾、海啸、地震等自然灾害形成的污染物。工业化、城市化等人为活动排放的烟尘和其他有害气体，是大气不定组分的主要来源，是大气污染的主要原因。2. 正常的地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相差不多时，称为矿内新鲜空气。由于井下生产过程中产生了各种有毒有害的物质，使矿内空李哲 吉林矿业集团第一煤矿
6、通风系统设计2气的成分发生了一系列的变化。这种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。1.3 矿井有毒有害气体主要来源爆破及内燃设备产生的有害气体，含硫矿床产生的有毒气体，井下火灾产生的有毒有害气体，自然发火区特殊环境的有害气体，炮烟特殊环境下的有毒有害气体等。1.4 有毒有害气体及其性质矿内污浊空气对井下工人身体具有较大危害，并可能造成人员伤亡等重大事故。凡侵入人体后，能对人体产生伤害作用的气体，均称为有害。其分类有两种方法：一种是按气体对人体危害性质来分；另一种是按气体对人体的作用来分。前者又可分为两类，即有毒气体和窒息性气体。所谓有毒气体，是指吸入人体后，对人
7、体健康能产生伤害作用的气体，如 CO（一氧化碳）和COCl2（光气)等。所谓窒息性气体，是指吸入人体后，能引起呼吸困难的气体，如氮气和二氧化碳等。矿内有毒有害气体主要来源于：爆破及内燃设备产生的有毒气体，含硫矿床产生的有毒气体，井下火灾产生的有毒有害气体，自然发火区特殊环境的有害气体，炮烟特殊环境下的有害气体等。矿山常见的有毒有害气体有：一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、硫化氢、光气、氨气、氯气，以及有毒有害的气溶胶等2。它们的基本性性质：1.一氧化碳（CO）一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。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 1375%
8、范围内时有爆炸的危险。主要危害：血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大 250300 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，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息” 。当它的浓度达到 0 .08%，40 分钟引起头痛眩晕和恶心；当它的浓度达到 0.32%，510 分矿山安全工程课程设计3钟引起头痛、眩晕，30 分钟引起昏迷，死亡。主要来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。2.硫化氢（H2S）硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到 0.0001%即可嗅到，但
9、当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氢相对密度为 1.19，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水可溶解 2.5 个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.345.5%时有爆炸危险。主要危害：硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；能阻碍生物氧化过程，使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主，浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。当它的浓度达到0.0050.01%，12 小时后出现眼及呼吸道刺激，当它的浓度达到 0.0150.02% 。 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（NO
10、2）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。主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。 主要来源：井下爆破工作。4.二氧化硫(SO2)二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气中浓度达到 0.0005%即可嗅到。其相对密度为 2.22，易溶于水。主要危害：遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到 0.002%时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；浓度达 0.05%时，短时间内即有致命危险。主要
11、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(NH3)无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为 0.596，易溶于水， 。空气浓度中达李哲 吉林矿业集团第一煤矿通风系统设计430%时有爆炸危险。主要危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。主要来源：爆破工作，用水灭火等；部分岩层中也有氨气涌出。6.氢气(H2)无色、无味、无毒，相对密度为 0.07。氢气能自燃，其点燃温度比沼气低100200，主要危害：当空气中氢气浓度为 474%时有爆炸危险。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。1.5 矿井有害气体的危害和相关预防措
12、施1.5.1 矿井火灾，预防措施1. 充分利用安全监测 KJ95 系统和束管监测系统，进行预测预报工作。对监测系统的数据及时进行分析，发现温度明显变化、有芳香族碳氢化合物、CO 浓度超过 0.0024或增加较快时，要及时组织撤人、进行防灭火工作。 2.每隔 2 天在工作面下顺槽和回风隅角取样化验分析一次，并视防灭火要求增加取样点和缩短取样的间隔时间。 3. 瓦检员每班对回风隅角和回风流用一氧化碳检测管或一氧化碳便携仪检查一次一氧化碳浓度情况。 4.提高工作面推进速度，保证月进尺不少于 90m，特别是在距开切眼 200m的范围内。 5.工作面每推进 100m 在工作面的上隅角建筑一道沙袋垛或其它固体材料垛，减少上隅角向采空区的漏风。 6. 工作面上顺槽形成注粉煤灰管路或注黄泥浆管路，采空区具备注粉煤灰或黄泥浆的条件后即向采空区压注粉煤灰浆或黄泥浆。 7. 工作面通过的联络巷、溜煤眼、泄水孔都必须进行防火处理，并建立防火处理工作档案。矿山安全工程课程设计51.5.2 瓦斯灾害，防治措施 预防瓦斯灾害事故主要从加强矿井通风和瓦斯检查，防止瓦斯积聚和杜绝瓦斯引燃火源两个方面着手。预防瓦斯积聚具体措施如下：1.矿井设置专门通风管理机构，配备规定数量的专职瓦斯
