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1、煤矿通风管理及 主要灾害防治,生产技术科 徐忠峰,矿井通风管理及主要灾害防治,第一节 矿井通风管理,第二节 矿井瓦斯防治,第三节 矿井防尘,第四节 矿井防灭火,第五节 矿井防治水,第六节 矿井顶板事故防治,第一节 矿井通风管理,第一节 矿井通风管理,一、“一通三防”的概念 一通：矿井通风； 三防：防瓦斯、防煤尘、防火 。 二、矿井通风 把地面新鲜空气源源不断地送入井下的过程。 三、矿井通风的任务和目的 任务：连续供给井下足够的新鲜空气，保证人员生存需氧； 冲淡和排除井下有毒有害气体及浮游矿尘、水蒸气等； 提供良好的气候条件、作业环境，保证设备正常运转； 保障人身健康和生命安全，发挥效能，提高劳
2、动生产率。 目的：使风流能够按拟订的路线流动，源源不断供给井下新鲜空 气，维持人员生命健康需要， 保证矿井安全生产。,四、矿井空气的主要成分 地面空气的的主要成分及体积含量：氧20.90；氮 78.13；二氧化碳0.03；氩0.93；其他稀有气体0.01。此外还含有数量不定的水蒸气、微生物和灰尘等。,第一节 矿井通风管理,*这些气体在煤矿安全规程最高允许浓度限时，能嗅出。,五、矿井空气中常见有害气体的性质、来源及对人体的危害,第一节 矿井通风管理,六、矿井井下空气成分规定 煤矿安全规程第100条：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20，二氧化碳浓度不超过0.5. 有害气体浓度规定如下：,第一
3、节 矿井通风管理,第一节 矿井通风管理,七、矿井通风系统 是向矿井各用风点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风方式、通风方法、通 风网路和通风设施的总称。是矿井生产系统的重要组成部分。 1、通风方式 指矿井进风和回风井的布置方式。按位置不同，可分为中央式、对角式、区 域式及混合式。改变矿井通风方式是矿井通风系统改造的主要方法之一。 中央式：进、回风井大致位于井田走向中央。 对角式：进风井位于井田中央，回风井设在井田上部边界沿走向的两翼。 区域式：在井田的每一个生产区域均开凿进、回风井，分别构成独立的通 风系统。 混合式：两种或两种以上的通风方式综合应用的通风方式称为混合式通风 方式。,(a) 中央
4、并列式,主井,副井,风井,第一节 矿井通风管理,(b) 中央分列式（中央边界式）（净石沟矿）,风井,主井,副井,第一节 矿井通风管理,（c）两翼对角式,风井,风井,主井,副井,第一节 矿井通风管理,(d) 分区对角式,主井,副井,风井,风井,风井,第一节 矿井通风管理,2、通风方法： 主要指矿井主要通风机对矿井供风的工作方法。（按通风动力 的产生方法分为自然通风和机械通风） 按通风机安装位置有抽出式、 压入式和压-抽混合式三种。我国 90%以上的矿井采用抽出式通风方法。 压入式：主要通风机设在入风井口，在压入式通风机作用下，矿井井巷大气处在高于当地大气压力的正压状态。 抽出式：主要通风机设在回
5、风井口,在抽出式通风机作用下,矿井井巷大气处在低于当地大气压力的负压状态。 压-抽混合式：主要通风机分别设置于进、回风井口。主要用于压入、抽出互相转换的过渡期。,第一节 矿井通风管理,3、矿井通风网络 矿井或采区风流按照生产要求在巷道中流动时，风流分岔、汇合 线路的结构形式和控制风流的通风构筑物。 基本形式：串联、并联、角联 4、通风设施 控制矿井风流流动的通风构筑物。井下主要通风设施有：风墙、 风门、调节风窗、风桥 八、几种采区通风系统 回采工作面通风系统由工作面进风巷、采煤工作面和工作面回风巷组成。采煤工作面通风系统有U、Z、Y、双Z、W和H形等形式。目前我国煤矿多采用U 形通风系统。,第
6、一节 矿井通风管理,前进式,U型,后退式,后退式,前进式,Z 型,后退式,前进式,型,Y,型,W,双 型,Z,H型,九、矿井通风机械 为矿井提供通风动力的机械设备。 主要有离心式、轴流式矿井主要通风机。 十、掘进工作面通风 必须采用全风压通风和矿井局部通风机通风。 矿井局部通风机工作方式也可分为压入式、抽出式、抽-压混合式 。其优缺点如下：,第一节 矿井通风管理,第一节 矿井通风管理,第二节 矿井瓦斯防治,第二节 矿井瓦斯防治,一、矿井瓦斯的定义及性质 1矿井瓦斯的定义 从广义上讲，矿井瓦斯是指从煤层或岩层中放出或生产过程中产生并涌入到矿井内的各种气体的统称。 狭义的讲，矿井瓦斯专指甲烷（CH
7、4）。因为其在矿井各种有害气体中占比最大，可达80-90。后面章节中所谈的瓦斯概念，一般为甲烷。 2矿井瓦斯的性质 瓦斯（甲烷）是无色、无味、无臭、无毒的气体。瓦斯比空气轻，其比重为O.554 ，因此在煤矿井下常积聚在巷道顶部或上山迎头。能迅速扩散。渗透能力很强，是空气的1.6 倍。微溶于水，不助燃，但条件适宜时能发生燃烧和爆炸（浓度5-16）。,第二节 矿井瓦斯防治,二、矿井瓦斯的危害 1、瓦斯窒息。甲烷本身无毒，但当空气中其浓度较高时，就会相对降低空气中氧气浓度。 2、燃烧和爆炸。与空气混合后，瓦斯浓度、氧气浓度符合条件，遇高温火源它能燃烧和爆炸。 3、瓦斯动力现象。有些煤层还能在短时间内
8、大量地喷出瓦斯或发生煤与瓦斯突出现象，产生很大的动力破坏作用。,图1-1-2 煤体中瓦斯的赋存状态示意图 1-自由瓦斯 ；2-吸着瓦斯； 3-吸收瓦斯；4-煤体；5-空隙,三、煤层瓦斯的赋存状态 1、瓦斯的赋存状态 矿井瓦斯在煤、岩层中以两种 状态存在，即自由状态和吸附 状态。 自由状态又称游离状态。 吸附状态分为两种表现形式，即吸着状态和吸收状态。 2、自由瓦斯和吸附瓦斯关系 二者是处于一种动平衡状态，即在一定条件下自由瓦斯和吸附瓦斯可以互相转化。,第二节 矿井瓦斯防治,第二节 矿井瓦斯防治,四、矿井瓦斯的涌出 矿井瓦斯涌出形式 瓦斯从煤层和岩层中的涌出形式有两种：普通涌出和特殊涌出。 1.
9、 普通涌出是指瓦斯从煤岩层表面孔隙中缓慢、均匀地涌出。它持续时间长，涌出范围广，是矿井瓦斯的主要放散形式。 2. 特殊涌出包括瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯突出两种形式。瓦斯喷出是指高压瓦斯从煤岩裂隙中快速喷出；煤（岩）与瓦斯突出是指在很短时间内从煤岩壁内部向采掘工作空间突然喷出大量煤岩和瓦斯的现象。,第二节 矿井瓦斯防治,五、矿井瓦斯等级 矿井瓦斯等级是矿井瓦斯量大小和安全程度的基本标志,矿井生产过程中,根据不同的瓦斯等级选用相应的机电设备,采取相应的通风瓦斯管理制度,以保障安全生产,并做到经济合理。煤矿安全规程第133条规定，“一个矿井中，只要有一个煤（岩）层中发现过一次瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井
10、；并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理。” 矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，划分为： 1.瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min； 2.高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min； 3.煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。,第二节 矿井瓦斯防治,六、瓦斯爆炸的条件 瓦斯浓度。在爆炸界限内，一般为516 ； 氧浓度。混合气体中的氧浓度不低于12 ； 引火温度。有足够能量的点火源 650-750. 以上三条件必须同时具备（瓦斯三角形）。 七、瓦斯爆炸的危害
11、1、产生高温高压冲击波；(1000m/s；0.5-2MPa) 2、产生火焰锋面；(100m/s；2150-2650) 3、产生有毒有害气体;（CO、水蒸气）,八、预防瓦斯爆炸的措施 （一）防止瓦斯积聚 1.加强通风管理。保证工作面足够的供风量； 2.认真进行瓦斯检查与监测； 3.及时处理局部积存的瓦斯； 4.抽放瓦斯。 （二）防止瓦斯引燃的措施 1.防止明火。严禁携带烟草和点火物品下井。严格井下动火。 2.严格火药、爆破管理。采掘工作面都必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。禁止放明炮、糊炮。 3.防止出现电火花。井下使用的机械和电气设备，以及供电网路都必须符合规程规定。不准带
12、电作业。 4.其它火源防治。防止机械摩擦火花引燃瓦斯。 过热防护和降温。,第二节 矿井瓦斯防治,九、矿井瓦斯治理的方针、体系 “十二字方针”：先抽后采、监测监控、以风定产。 “十六字体系”：通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位。 关系：十六字体系是十二字方针的具体体现、深化和发展： 通风可靠：系统合理；风量充足；风流稳定；设施完好。 抽采达标：多措并举；应抽尽抽；抽采平衡；效果达标。 监控有效：装备齐全；数据准确；处置迅速；断电可靠。 管理到位：责任明确；制度完善；执行有力；监督严格。,第二节 矿井瓦斯防治,十、“四位一体”防突措施 1、突出危险性预测； 2、防治突出措施；（区域和局部两类）
13、 3、防治突出措施的效果检验； 4、安全防护措施。 十一、掘进工作面“三专两闭锁” “三专”：专用变压器、专用电缆、专用开关；“两闭锁”：风电闭锁，瓦斯电闭锁。,第二节 矿井瓦斯防治,第三节 矿井防尘,第三节 矿井防尘,一、矿尘定义 是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。 二、矿尘的分类 矿尘除按其成分可分为岩尘、煤尘等多种无机矿尘外，尚有多种不同的分类方法。常用的分类方法： 1按矿尘粒径划分 (1)粗尘；(2)细尘；(3)微尘；(4)超微尘。 2按矿尘的存在状态划分 (1)浮游矿尘； (2)沉积矿尘。,三、矿尘的危害 矿尘具有很大的危害性，表现在以下几个方面： (1)污染工
14、作场所，降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生； (2)引起职业病。长期吸入引起身体器官病变，重者会导致尘肺病； (3)某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可能发生爆炸； (4)加速机械、电气设备磨损，缩短精密仪器、仪表使用寿命。 煤矿安全规程第739条规定：作业场所空气中粉尘浓度应符合下列规定：,第三节 矿井防尘,作业场所空气中粉尘浓度标准,第三节 矿井防尘,四、尘肺病 是工人在生产中长期吸入大量微细矿尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。一旦患病，目前很难根治，发病缓慢，病程长，具有一定的潜伏期。 1尘肺病的分类 煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同，可分为三类： (1) 硅肺病（矽肺
15、病）；(2) 煤硅肺病（煤矽肺）；(3) 煤肺病。 2影响尘肺病的发病因素 (1) 矿尘的成分。(2) 矿尘粒度及分散度。 (3) 矿尘浓度。(4) 个体方面的因素。,第三节 矿井防尘,五、关于矿尘的几个重要概念 1、全尘 包括各种粒径（粒度）的矿尘称为全尘。 2、呼吸性粉尘 粒径小于10微米的尘粒容易被人吸入细支气管和肺泡里引起尘肺病，这部分矿尘一般被称为呼吸性粉尘。 3、矿尘的分散度 指各种粒度的尘粒在矿尘总量中所占的百分比。我国划分为四个计测范围：2微米；:2-5微米；:5-10微米；10微米。微细颗粒多，所占比例大，称为高分散度的矿尘。分散度越高，危害性越大，且愈难捕获。 4、游离二氧
16、化硅含量 地壳内最常见的氧化物。以结合态、游离态两种状态存在。游离状态是危害人体的决定性因素，含量越高，危害越大。,第三节 矿井防尘,第三节 矿井防尘,六、 煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时满足以下三个条件： （1）煤尘自身具有爆炸性危险性。爆炸指数。 （2）煤尘浓度达到爆炸危险范围。一般为45-2000g/m3。 （3）引起煤尘爆炸的热源。610-1015，一般为700-900。 七、预防煤尘爆炸的措施 1、减尘降尘措施；如煤层注水、湿式打眼、使用水泡泥、通风除尘等。 2、防止煤尘引燃的措施：如禁止明火、加强爆破管理、防静电等。 3、隔爆措施：如设置岩粉棚、水棚、水袋、撒布岩粉等。 八、综合防尘措施 1、通风防尘。全风压、局部通风机通风。 2、湿式作业。湿式打眼
