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1、矿井通风与灾害防治 （一）授课人：侯英敏矿井通风上午好1 1 煤炭工业安全生产是我国国民经济可煤炭工业安全生产是我国国民经济可持续发展的根本保证持续发展的根本保证 能源是现代文明的动力，从整个人类文明发展能源是现代文明的动力，从整个人类文明发展历史长河来看，文明的积累和提升，人类社会的可历史长河来看，文明的积累和提升，人类社会的可持续发展，无不以持续发展，无不以能源能源利用为基础。利用为基础。能源工业能源工业基础产业基础产业 煤炭工业煤炭工业支柱产业支柱产业安全生产安全生产根本保障根本保障20042004年一次能源生产构成年一次能源生产构成中国近中国近5050年能源消费构成预测年能源消费构成预
2、测2、我国煤我国煤矿目前的安全目前的安全现状状 煤矿是我国工矿企业灾害事故的主要来源： 2002-2005年，工矿企业一次死亡10人以上特大事故中，煤矿事故占72.8%-89.6% (死亡人数)。 煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯事故分别占死亡人数的77%。 事故原因分析：与技术原因有关造成的事故占52.5%近年来死亡人数在6769人- 5670人（2000-2004）百万吨死亡率与先进国家差距大。原因：中国煤层赋存条件复杂，缺乏有效的控制技术措施。v公开资料显示：v2000年以前，中国煤矿事故每年死亡上万人。v2000年，从中央到地方组建煤矿安全监察体制之后，每年事故死亡人数控制在70
3、00人以下。v2003年事故死亡人数为6434人。v2004年死亡6027人。v2005年死亡5986人。v2006年死亡4746人。 2004年底至2005年,连续发生6起百人以上特别重大瓦斯(煤尘)爆炸事故，震惊国内外陕西铜川陈家山陕西铜川陈家山11.28事故事故/死亡死亡166人人辽宁阜新孙家湾辽宁阜新孙家湾2.14事事故故/死亡死亡214人人河南郑州大平河南郑州大平10.20事故事故死亡死亡148人人煤矿灾害造成了恶劣的社会影响煤矿灾害造成了恶劣的社会影响v国际社会一些国际社会一些“人人权权” 组织以此为借口指组织以此为借口指责责 我国不重视人权我国不重视人权v国际贸易中指责我国际贸易
4、中指责我国国 煤炭为煤炭为“带血带血”的的煤煤v事故矿区生产停顿、事故矿区生产停顿、 社会秩序混乱社会秩序混乱v事故家庭事故家庭“家破人家破人亡亡”v激化职工、企业和激化职工、企业和政府的矛盾政府的矛盾p国务院常务会专国务院常务会专门讨论瓦斯灾门讨论瓦斯灾害治理问题害治理问题q科技部决定采取科技部决定采取煤矿安全科技煤矿安全科技行动专项计划行动专项计划q国务院专门成立国务院专门成立瓦斯治理部际瓦斯治理部际协调领导小组协调领导小组温总理主持国温总理主持国务院第务院第81次常次常务会务会召集全国煤矿安召集全国煤矿安全专家会诊全专家会诊煤矿安全专家对煤矿安全专家对45户重点监控企户重点监控企业进行会
5、诊业进行会诊国家对煤矿灾害治理高度重视、采取的应急对策国家对煤矿灾害治理高度重视、采取的应急对策决定紧急采取决定紧急采取7项措施治理煤项措施治理煤矿瓦斯灾害矿瓦斯灾害建国以来一次死亡100人以上事故统计表序号 时 间地 点类 别死亡人数11950.2.27 河南省宜洛沟煤矿老李沟井瓦斯爆炸18721954.12.6 内蒙古包头大发煤矿瓦斯煤尘爆炸10431960.5.9 山西大同矿务局老白洞煤矿煤尘爆炸68441960.5.14 四川重庆松藻矿务局松藻二井煤与瓦斯突出12551960.11.28河南平顶山矿务局龙山庙煤矿瓦斯煤尘爆炸18761960.12.15四川重庆中梁山煤矿南井瓦斯煤尘爆炸
6、12471961.3.16 辽宁抚顺矿务局胜利煤矿电气火灾11081968.10.24山东新汶矿务局华丰煤矿煤尘爆炸108建国以来一次死亡100人以上事故统计表序号时 间地 点类 别死亡人数91969.4.4山东新汶矿务局潘西煤矿二号井煤尘爆炸115101975.5.11陕西铜川矿务局焦坪煤矿前卫斜井 瓦斯煤尘爆炸101111977.2.24江西丰城矿务局坪湖煤矿瓦斯爆炸114121981.12.24 河南平顶山矿务局五矿瓦斯煤尘爆炸133131991.4.21山西省洪洞县三交河煤矿瓦斯煤尘爆炸147141996.11.27 山西省大同市郭家窑乡村煤矿瓦斯煤尘爆炸114152000.9.27贵
7、州省水城矿务局木冲沟煤矿瓦斯爆炸162162002.6.20黑龙江省鸡西矿务局城子河煤矿瓦斯爆炸125172004.10.20 河南省郑煤集团大平煤矿瓦斯爆炸148182004.11.28 陕西省铜川矿务局陈家山煤矿瓦斯爆炸166建国以来一次死亡100人以上事故统计表序号时 间地 点类 别死亡人数192005.2.14辽宁阜新孙家湾煤矿瓦斯事故瓦斯爆炸214202005.8.7广东省梅州市大兴煤矿透水事故透水事故123212005.11.27 黑龙江七台河东风煤矿煤尘爆炸煤尘爆炸171222005.12.7河北唐山刘官屯煤矿瓦斯爆炸瓦斯爆炸108232007.8.17山东新汶华源煤矿溃水事故水
8、灾172山东省煤矿山东省煤矿1990年以来重特大通防事故统计表年以来重特大通防事故统计表(一一)序号发 生时 间事 故 单 位事 故类 别事 故 原 因死亡人数受伤人数事 故 地 点11990年7月13日新矿集团潘西矿瓦斯爆炸冒顶矸石压住凤筒停风40小时造成瓦斯积聚48-350水平后二采区2191上小面切眼21994年3月15日枣庄远大公司瓦斯爆炸风筒不到迎头，电煤钻电缆引起火花91东煤井17层煤采区31995年12月14日 莱芜市辛庄煤矿瓦斯爆炸风量不足,引起瓦斯积聚,冒落矸石撞击轨道产生火花183191工作面41996年1月26日 新矿集团张庄矿煤尘爆炸放炮引起局部煤尘爆炸5-210水平七
9、采区1510东平巷51997年5月2日莱芜市南下冶煤矿瓦斯爆炸回柱时违章放炮32串采工作面61999年2月4日蒙阴县曹庄煤矿煤尘爆炸回柱时违章放明炮10281502工作面71999年3月27日枣矿集团柴里煤矿煤尘爆炸违章放糊炮崩石头17342346综放面82000年1月8日莱芜市钢城区里辛煤矿瓦斯爆炸通风不好形成盲巷，放炮器失爆产生火花10-110米水平1908东平巷山东省煤矿山东省煤矿1990年以来重特大通防事故统计表年以来重特大通防事故统计表(二二)序号发 生时 间事 故 单 位事 故类 别事 故 原 因死亡人数受伤人数事 故 地 点92001年7月23日淄川区岭子镇一号煤矿果园煤井瓦斯爆
10、炸放炮器放电产生火花引爆瓦斯9三采主下山336东平巷上山102001年8月20日枣庄市薛城区南石镇西夹埠煤矿煤尘爆炸违章放炮产生火源，引爆扬起的煤尘11二工区1411采煤面112001年12月27日章丘市铺集镇普集煤矿瓦斯爆炸瓦斯集聚，电缆有接头，短路产生火花3-200水平西大巷主巷掘进迎头122001年12月27日新矿集团汶南矿煤尘爆炸放炮时由于炸药爆燃产生火源,引起煤尘爆炸221811310东面断层切眼132002年4月30日枣庄市薛城区邹坞镇邹坞煤矿瓦斯爆炸瓦斯涌出异常，供风不足，器械撞击产生火花91706运输巷掘进头142002年8月19日章丘市普集镇普集煤矿瓦斯窒息系统不合理，回风道
11、堵塞，迎头风量不足、循环风 4703下山东五平巷152003年11月6日章丘市闫家峪乡三号煤井瓦斯窒息违章作业擅自打开密闭进入盲巷3七层煤下山二、存在的主要问题及原因分析二、存在的主要问题及原因分析 地下开采比例大，地质条件复杂。 小煤矿过多，违法开矿问题严重。 整体装备水平低 ，安全投入不足，抗灾防 灾能力差 重生产、轻安全问题突出 社会文化心理因素（6）存在一些制度有待完善的问题。完善劳动 保障法律制度，保障劳动者的民主权利，对 促进安全生产极为重要。 矿井通风和灾害防治1、通风2、瓦斯3、煤尘4、火5、水6、顶板第一第一节 矿井通风v1地面空气的成分 氧气：20.96 二氧化碳：0.04
12、 氮气：79.00一、矿井空气v2、井下空气的主要成分v（1）二氧化碳v浓度为2025时，人将中毒死亡。v来源：有机物的氧化；人员的呼吸；爆破工作，矿内火灾，煤炭自燃以及瓦斯、煤尘爆炸时也能产生大量二氧化碳。v煤矿安全规程规定：按体积计算，采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓度不超过0.5%；采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，进行处理。v（2）一氧化碳v无色、无味、无臭，微溶于水。v爆破作业、煤炭自燃剂发生火灾、瓦斯、煤尘爆炸时都能产生CO。vCO是一种对血液、神经有害的毒物。vCO与血红蛋白的结合力比氧与血红蛋白的结合力大200300倍。v煤矿安全规程规定CO最
13、高容许浓度为0.0024。v(3)硫化氢v无色、带有臭鸡蛋气味的有毒气体，易溶于水。v主要是硫化矿物水化和坑木等有机物腐烂所产生的。v煤矿安全规程规定H2S最高容许浓度为0.00066。v（4）二氧化氮（NO2）v有强烈的刺激性气味，相对密度为1.59，易溶于水。v主要来源于爆破过程v对眼睛、呼吸道和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时肺水肿。v煤矿安全规程规定的N02最高允许浓度为0.00025，3、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 v制定这些标准时，都留有较大的安全系数。如空气中CO浓度达0.048时一小时内才可出现轻微的中毒症状，而煤矿安全规程规定的CO最高允许浓度为0.0024，是其
14、轻微中毒浓度的120。v因此，只要我们能够严格遵守煤矿安全规程规定，不违章作业，就完全可以避免有害气体对人体的侵害。二、矿井通风任务矿井通风任务主要体现如下方面：v（1）向井下各个场所不断的输送新鲜空气。v（2）冲淡并排除有毒有害气体、粉尘和水蒸气；v（3）调节煤矿井下的气候条件，给井下作业人员创造良好的生产工作环境。v（4）增强矿井的抗灾能力，保证矿工身心健康和安全生产。三、井下气候条件井下气候条件井下气候条件 指井下空气的温度、湿度和风速三者综合所给予的舒适感觉程度。 井下工作地点人体最适宜的气候条件是：空气温度为1520、空气相对湿度为50%60%。规程规定：采掘工作面的气温不得超过26
15、；机电设备硐室的气温不得超过30。四、矿井通风系统v(一)概念： 矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风网路和通风方式的总称。（二）主要通风机的工作方法1、抽出式。 主要通风机安装在井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。2、压入式。 主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置
16、若干通风构筑物，使通风管理困难，且漏风较大。3、压抽混合式 在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。因此实际应用较少。 一、矿井通风方式中央式：进回风井位于井田走向中央，风流在井下的流动路线是折返式。中央并列式： 进、回风井布置在井田中央工业广场。 特点：地面建筑和供电集中，便于管理，建井期较短，便于贯通，井筒延伸通风方便，但风流路径长，风阻较大，井底车场和进回风井间压差大，漏风大。 适用条件：井田走向长度不大（小于4k
17、m），瓦斯及自燃不严重的矿井。(a) 中央并列式中央并列式主井主井副井副井风井风井 中央分列式：中央分列式： 其其进进回回风风井井沿沿井井田田倾倾斜斜方方向向相相隔隔一一段段距距离离。回回风风井井位位于于井井田田浅浅部部边边界界沿沿走走 向向的的中中央央，不不在在工工业业广场内。广场内。 特特特特点点点点：进进回回风风井井巷巷间间的的漏漏风风通通过过中中央央采采区区的的采采空区，工业广场不受抽出式主要通风机噪音的影响。空区，工业广场不受抽出式主要通风机噪音的影响。 适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：与中央并列式相同与中央并列式相同。 (b) 中央分列式中央分列式风井风井主井主井副井副井
18、两翼对角式：两翼对角式： 进进风风井井位位于于井井田田中中央央，回回风风井井设设在在沿沿走走向向的的两翼。两翼。 特特点点：通通风风路路线线较较短短，阻阻力力和和漏漏风风较较小小，各各采采区区间间风风阻阻较较均均衡衡，便便于于按按需需分分风风。工工业业广广场不受回风污染和抽出式主要风机噪音危害。场不受回风污染和抽出式主要风机噪音危害。 适用条件：适用条件：井田走向长，产量高，需风量井田走向长，产量高，需风量大，易自燃，有突出危险的矿井。大，易自燃，有突出危险的矿井。 （c）两翼对角式两翼对角式风井风井风井风井主井主井副井副井 分区式分区式： 进进风风井井位位于于井井田田中中央央，开开采采井井田
19、田浅浅部部，在在每每采采区区掘掘一一个个小小回回风风井井与与采采区区回回风风巷巷相相通通，不不必必掘掘总总回回风巷。开采井田深部，往往转变为两翼对角式。风巷。开采井田深部，往往转变为两翼对角式。 特特特特点点点点：基基本本与与两两翼翼对对角角式式相相同同，浅浅部部开开采采不不掘掘总总回回风风巷巷，加加快快投投产产时时间间，但但开开采采深深部部煤煤田田时时，通通风方式需变化，对生产有一定干扰。风方式需变化，对生产有一定干扰。 适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：同两翼对角式，且煤层赋存浅，要同两翼对角式，且煤层赋存浅，要求投产期短的矿井。求投产期短的矿井。 (d) 分区式分区式主井主井副井副
20、井风井风井风井风井风井风井结结 论论：v矿井的通风方式宜采用：边界式和对角式中央并列式矿井：投产后要考虑新打风井不宜长期使用老矿井、深矿井、新水平延伸：首先考虑补打风井通风网络 分类形式：串联、并联和角联网络 串联网络特点：串联的井巷越多、通风阻力越大；进风侧发生灾害将影响到回风侧；各段巷道中风量不能随意变更。 并联网络特点：并联的井巷越多、各井巷分得的风量也越小，通风阻力越小；各井巷互不干扰，安全性好。 角联网络特点：串联角联网络中的边缘风路的风流方向是稳定的，而对角风路中的风流方向不稳定。由于这个特点，在有瓦斯涌出的地点将给通风管理工作带来一定难度。因此，在通风管理中，应尽量避免出现角联网
21、络。 v矿井通风网络形式ABABA:分风点B:汇风点串联网络并联网络角联网络五、矿井漏风及其危害（一）矿井漏风的含义 矿井漏风是指在矿井通风中进入井巷的风流未达到用风地点，而通过通风构筑物的缝隙、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂隙等直接渗透到回风巷或地面的现象。（二）矿井漏风的危害（1）漏风使工作地点风量减少，可能造成瓦斯积聚、空气温度升高、气候条件恶化，这不仅影响工人的劳动效率，而且影响工人的身体健康和矿井安全。（2）漏风使矿井通风系统复杂化，降低了通风系统的稳定性、可靠性，影响井下风流控制和调节效果。（3）大量漏风会造成矿井通风费用增大，甚至使主要通风机能力不足。（4）采空区等处的漏风易造成煤
22、炭发火，而地表塌陷区风量的漏入，会将采空区有害气体带入井下，直接威胁采掘工作面的安全生产。六、采区通风（一）采区通风系统的构成是指矿井风流从主要进风巷进入采区，流经采掘工作面、硐室和其他用风地点后，排至矿井主要回风巷的整个路线。（二）串联通风和循环风1、串联通风(0.5%)采掘工作面或硐室的回风再进入其他采掘工作面或硐室的通风方式，称为串联通风，也叫“一条龙”通风。2、循环风循环风一般发生在局部通风过程中，即局部通风机的回风流部分或全部再进入同一台局部通风机的进风风流中。v产生循环风的主要原因：1、局部通风机安装靠近工作面的回风口，由于风流的扩散作用，造成部分回风进入风机。2、局部通风机的吸风
23、量大于由全风压供给该处的风量。防止措施：1、压入式局部通风机安装在进风巷中，距回风口不得小于10米。2、局部通风机的吸入风量必须小于全风压供给该处的风量检查循环风的方法v站在风机一侧，用手将粉末捻下，如果观察粉末飘向风机吸风口，说明发生循环风。(三）采煤工作面通风三）采煤工作面通风 采煤工作面通风系统由进、回风巷、工作面、采空区和通风设施等组成。包括采煤工作面风流流动方式和通风方式等。采煤工作面通风方式及类型：v长壁工作面按其进、回风巷道的数量及位置，其通风系统可分以下几类：v1.一进一回系统v2.两进一回系统v3.两进两回或三进一回系统采区长壁工作面通风方式和特点 一进一回的工作面通风系统（
24、U型、Z型） U U型后退型后退： 工作面进、风巷布置在煤体侧，我国应用普遍。 优点：系统简单、可靠、漏风小。缺点：上隅角瓦斯易超限，巷道掘进提前量U U型前进型前进： 工作面进、回风巷布置在采空区侧。 优点：巷道掘进独头通风长度短，巷道掘进提前量小，采空区瓦斯不进入工作面。 缺点：漏风大，掘进对回采有干扰，进回风巷维护困难。前前进进式式U 型型 后后退退式式 Z Z型型后后退退：工工作作面面进进风风巷巷布布置置在在煤煤体体侧侧，回回风风巷布置在采空区侧。巷布置在采空区侧。 优点：优点：采空区瓦斯不进入工作面。采空区瓦斯不进入工作面。 缺点：缺点：漏风大，回风巷维护困难。漏风大，回风巷维护困难
25、。 Z Z型型前前进进：工工作作面面进进风风巷巷布布置置在在采采空空区区侧侧，回风巷布置在煤体侧。回风巷布置在煤体侧。 优点：优点：巷道掘进提前量较小。巷道掘进提前量较小。 缺缺点点：采采空空区区瓦瓦斯斯进进入入工工作作面面，漏漏风风大大，进进 风巷维护困难。风巷维护困难。后后退退式式前前进进式式Z 型型 两两进进一一回回或或一一进进两两回回的的工工作作面面通通风风系系统统（Y Y型型、W W型型、双双Z Z型型）用用于于增增加加采采区区工工作作面面的的风风量量，减少上隅角瓦斯积聚。减少上隅角瓦斯积聚。 Y Y型系统型系统 工工作作面面两两端端巷巷道道均均进进风风，其其中中一一条条越越过过工工
26、作面后成为回风巷，通往采区边界的回风巷。作面后成为回风巷，通往采区边界的回风巷。 后退式后退式前进式型型YW W型系统型系统 工作面两端及中部分别与位于采空区侧（前进式）或煤体侧（后退式）三条巷道相联，其中选择二条巷道进（回）风，一条巷道回（进）风。W型型（四）掘进通风山西洪洞致105人死矿难3负责人一审被判无期 v新华网太原 月日电（记者 胡靖国）v山西临汾市中级人民法院日对山西洪洞“”重大责任事故案进行一审宣判：洪洞县瑞之源煤业有限公司（原新窑煤矿）被判处罚金亿元，实际投资人王东海、法人代表王宏亮、实际负责人孔惠平等人被判处无期徒刑，剥夺政治权利终身，并分别被处罚金万元、万元和万元。另有人
27、被判处至年不等有期徒刑，人免予刑事处罚。 v经法院审理查明，洪洞县瑞之源煤业有限公司非法开采煤层，该煤层米巷道以掘代采面无风作业，造成瓦斯积聚达到爆炸浓度界限。年月日时许，由于违规放炮，产生明火，引爆瓦斯，煤尘参与爆炸。爆炸事故发生后，孔惠平电话向王东海汇报。王东海指示不要上报。孔便与被告人高建民、秦三顺、王俊杰、任天会在煤矿调度室商议自救。井下呼救的唐元平等人，在任天会的电话指令下，盲目将煤层密闭打开，致使风流短路，发生次生事故。到月日凌晨时，孔惠平见事态无法控制后报案，已延时个多小时。 v孔惠平、高建民、王俊杰、秦三顺盲目组织人员施救，致使伤亡扩大，导致名自救工人死亡。事故共造成人死亡，人
28、重伤，人轻伤，直接经济损失万元。 v事故发生后，被告人郑俊强受孔惠平的指使将该公司部分过磅单及票据全部烧毁，并将外欠账和支出账及收入条据藏匿；被告人王宏亮和孔惠平商量，由王宏亮将年至年经营煤矿期间的部分会计资料全部销毁。 v经调查，该矿采矿许可证允许开采、煤层，年初，开始越层非法开采煤层。为逃避打击，在与煤层间建有密闭，遇有关部门检查时就封闭，检查过后就打开密闭在煤层非法生产。该公司于年月、年月受到洪洞县安监局、国土资源局处罚，但仍弄虚作假，继续非法生产，造成煤炭资源破坏可采量余万吨，价值总额为亿余元。 v年，孔惠平、王东海、王宏亮等还私自设立个存放非法火工品的炸药库。年月案发时，该公司共非法
29、买卖炸药万多公斤、雷管万枚。另外，法人代表王宏亮为达到偷税目的，故意指使会计做虚假纳税申报。年至年月共偷税余万元。 50个工友盲目下井救人，没再上来个工友盲目下井救人，没再上来 v最令胡永朋惊讶的是以下这几段情节。 v矿难发生后，有工友想在第一时间下井救人，被矿矿难发生后，有工友想在第一时间下井救人，被矿长拦住了，双方僵持不下，几个性急的矿工实在忍长拦住了，双方僵持不下，几个性急的矿工实在忍不住，把矿长揍了一顿，终于开始救人；但只是自不住，把矿长揍了一顿，终于开始救人；但只是自行组织人员下井搜救，有开铲车的小伙子，不到行组织人员下井搜救，有开铲车的小伙子，不到20岁，还有不少保安也加入了盲目搜救的队伍。岁，还有不少保安也加入了盲目搜救的队伍。 v“大家都没学过怎么救人，结果，下去大家都没学过怎么救人，结果，下去50个救人的，个救人的，都没再上来。都没再上来。” v直到5个多小时后，矿方才向有关部门报告。这与事故指挥部后来传出的消息吻合：事故发生在12月5日23时15分，至12月6日5时，有关部门才接到报告。从事发到上报，耽搁了5个小时，错过了抢救最佳时机，是导致事故扩大的重要原因。 v国家安监局调查组随后要求，搜救工作要严格、科学，防止搜救人员被困井下。 思考题v1、矿井通风系统的概念和内容。v2、串联通风和循环风的定义。
