煤矿通风与安全

1、煤矿通风与安全煤矿通风与安全 第一讲第一讲 矿井通风管理矿井通风管理 第一节第一节 矿井通风管理的主要矿井通风管理的主要 内容内容一、矿井通风的基本任务一、矿井通风的基本任务n把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风 矿井通风的基本任务矿井通风的基本任务:n供给井下充足的新风n排除或冲淡矿井中有毒有害气体和粉尘n创造良好的工作环境n提高矿井的抗灾能力 二、矿井通风管理制度二、矿井通风管理制度 加强通风加强通风, ,矿井每年要制定矿井每年要制定一通三防一通三防措施措施, ,定期检查定期检查通风工作通风工作, , 定期对定期对通风巷道通风巷道、通风设施通风设施进行全面检查进行全

2、面检查.三、矿井通风管理的主要内容三、矿井通风管理的主要内容 n矿井大气环境检测n矿井风量计算n井巷测风n矿井通风压力测定n矿井通风阻力测定n矿井主要通风机工况测定n矿井通风设施维修管理n矿井漏风状况检查n风量调节n矿井灾变时期通风管理n填写矿井通风安全报表n绘制矿井通风系统图n矿井井巷维护与管理n矿井通风费用估算n矿井通风系统评价n矿井通风安全仪器仪表管理矿井瓦斯等级鉴定n矿井瓦斯管理n矿井防尘防火防水管理n编制灾害预防与处理计划第二节第二节 井下主要有毒有害气体井下主要有毒有害气体一、容易窒息地点、容易窒息地点n窒息容易发生在通风不良的巷道，火灾或瓦斯煤尘爆炸地点，瓦斯喷出或煤与瓦斯突出等

3、地点n规程第100条规定采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20%二、井下主要有毒有害气体二、井下主要有毒有害气体 名 称 主要危害 允许浓度(%) 二氧化碳 微毒 窒息 总回风0.75采掘进风0.5采掘地点1.5 一氧化碳 剧毒 0.0024 二氧化氮 剧毒 0.00025 二氧化硫 剧毒 0.0005 硫化氢 剧毒 0.00066 三、井下有毒有害气体的检测三、井下有毒有害气体的检测n取样到化验室分析n便携式仪器现场快速测定 检定管测定法(比色法，比长法) DCOY型一氧化碳测定仪第第三节节 井下气候条件井下气候条件 井下气候条件是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度

4、一、井下空气温度一、井下空气温度n井下空气温度是影响气候条件的主要因素n规程第102条规定，采掘工作面的气温不得超过26；机电硐室的气温不得超过30二、井下空气湿度二、井下空气湿度 空气湿度是指空气中所含的水蒸气量 三、井巷风速三、井巷风速n井巷风速是指风流在单位时间内所流经的距离n不同井巷中的最高和最低风速应满足规程第101条的规定第四节第四节 井巷测风井巷测风规程第105条规定，矿井必须建立测风制度，并填写测风记录，采掘地点应根据实际需要随时测风，矿井每十天进行一次全面测风一、测风仪表一、测风仪表风表根据测量范围可分为:n高速（10 m/s）n中速（0.5 10m/s）n低速(0.3 0.

5、5m/s) 二、测风地点的选择二、测风地点的选择n有测风站的巷道测风工作应在测风站内进行；在无测风站的地点测风时，应选择巷道断面规整、支护良好、测风地点前后10m（米）范围内无障碍物及无拐弯分岔的地点进行，并对巷道断面进行现场实测三、测风线路三、测风线路四、井巷风量四、井巷风量nQ=SV n式中Q井巷风量，m3/snS测风地点的井巷断面积，m2nV井巷平均风速，m/s第五节第五节 矿井需风量计算矿井需风量计算 矿井需风量Q矿（m3/min）应按下列要求分别计算，并选取其中最大值 按井下同时工作最多人数计算 nQ矿=4NK矿式中 4井下每人的供风量，m3/min N井下同时工作的最多人数，人 K

6、矿通矿井通风系数，一般取K矿通=1.21.25 n按独立通风的采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算 nQ矿=(Q采i+Q掘i +Q硐i +Q其它i)K矿通n式中 Q采i采煤工作面实际需要风量的总和，m3/minnQ掘i掘进工作面实际需要风量的总和，m3/minnQ硐i硐室实际需要风量的总和，m3/minnQ其它i矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和，m3/min n例例：矿井N=400；采煤地点4个, 串联通风, 每个风量400m3/min；掘进地点5个, 独立通风,每个风量150m3/min；硐室4个, 独立通风, 每个风量80m3/min Q矿=4NK

7、矿 =44001.25 =2000 m3/min Q矿=(Q采i+Q掘i +Q硐i +Q其它i)K矿通 =(4003+1505+804) 1.25 =2837.5 m3/min 第六节第六节 矿井通风阻力矿井通风阻力一、摩擦阻力一、摩擦阻力 h摩摩=R摩摩Q2=aLU/S3*Q2式中式中h摩摩巷道摩擦阻力巷道摩擦阻力 R摩巷道摩擦风阻Q通过巷道的风量 巷道摩擦阻力系数 L巷道长度U巷道周长S巷道断面积二、局部阻力二、局部阻力 空气流经巷道的某些局部地点，因涡流冲击等原因所造成的能量损失 铁风筒在入口处突然缩小，在出口处然扩大；分岔点风流急速转弯；巷道中积物后方产生涡流，以及风窗、风硐等都会产生

8、局部阻力三、三、矿井通风阻力定律h=RQ2 式中h矿井通风阻力R矿井总风阻Q矿井总风量四、矿井风阻特性曲线四、矿井风阻特性曲线五、降低矿井通风阻力的措施、降低矿井通风阻力的措施1.减少摩擦阻力的措施（1）降低摩擦阻力系数（2）扩大巷道断面（3）选用周长较小的井巷（4）减少巷道长度（5）避免巷道风量过大2.降低局部阻力的措施 尽可能避免断面的突然扩大或突然缩小尽可能避免拐直角弯尽可能避免突然分叉和突然汇 第七节第七节 矿井通风动力矿井通风动力一、一、自然通风的特性 风量、风向不稳定，甚至反向或无风二、矿井通风机的分类二、矿井通风机的分类矿井通风机按其服务范围和作用可分为：主要通风机辅助通风机局部

9、通风机按其构造不同分为:离心式通风机轴流式通风机三、三、通风机的工作参数风量Q风压H功率N效率 转速n四、通风机的个体特性曲线五、通风机的合理工作范围1离心式风机的合理工作范围（1）转速在最低转速与最高额定转速之间（2）效率0.62轴流式风机的合理工作范围（1）在驼峰右侧,风机工作风压值不得超过工作段最大风压的O.9倍（2）叶片安装角应在最大叶片安装角与 小叶片安装角之间（3）效率0.6六、通风机联合工作六、通风机联合工作1通风机的串联工作当矿井通风阻力较大，一台通风机不能满足需要时，可采用通风机串联工作。在长巷道掘进风筒过长、阻力较大时，也应采用局部通风机串联工作2通风机的并联工作 当通风风

10、阻不大而需风量很大，但一台通风机风量满足不了要求时，可采用通风机并联工作七、矿井主要通风机的管理七、矿井主要通风机的管理（1）主要通风机必须安装在地面；装有通风的井口必须封闭严密（2）必须保证主要通风机连续运转例：四川省绵竹市太平煤矿在2000年6月16日前一周主要通风机停开，井下瓦斯积聚，无瓦斯检查工，矿井违章组织生产，由于矿灯电瓶短路产生火花于6月16日20：30分，引起瓦斯爆炸，造成12人死亡，重伤1人，直接经济损失67万元。（3）必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套备用。在建井期间可装置1 套通风机 和1部备用电动机。备用通风机和备用电动机 必须能在10min内开动。保证井下

11、正常有效地通风。生产矿井已安装的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用（4）严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用（5）主要通风机至少每月由矿井机电部门检查1次。改变通风转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准（6）在新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定（7）装有主要通风机的出风井应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次（8）生产矿井主要通风机必须装有反风设施（9）严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、电压表、轴承温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话 并有反风操作系统图、司机岗位

12、责任制和操作规程。主要通风机的运转应由专职司机负责，应每小时将通风机运转情况记入运转记录簿内；发现异常，立即报告（10）因检修、停电或其它原因停止主要通风机运转时，必须制定停风措施。对受停风影响的地区，必须立即停止作业，切断电源和撤出人员。由值班矿长迅速决定全矿是否停产，工作人员是否全部撤出 八、矿井主要通风机附属装置八、矿井主要通风机附属装置1风硐 风硐是连接风机和井筒的巷道2扩散器 在风机出口处连接的具有一定长度、断面逐渐 扩大的构筑物 降低出口速压，以提高风机静压和风机效率3防爆设施斜井口设防爆门立井口设防爆井盖保护主要通风机免受爆炸冲击毁坏4反风装置 反风装置是用来使井下风流反向的一种

13、设施5消音装置规程第741条规定，作业场所的噪声不应超过85 dB(A) 。大于85 dB(A)时需配备个人防护用品，大于或等于90 dB(A)时，还应采取降低作业场所噪声的措施第八节第八节 矿井通风系统矿井通风系统 矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、通风网络和通风设施的总称一、矿井通风方式一、矿井通风方式二、矿井主要通风机工作方法二、矿井主要通风机工作方法三、矿井三、矿井井巷的联接形式 井巷的联接形式有串联、并联、角联三种基本形式1串联2并联 并联通风优点： 并联总风阻、总阻力小，耗电省并联各巷道风流都为新风若一条巷道发生事故，对其余巷道影响小并联各巷道风量可按需调节 规程第

14、114条规定，采掘工作面应采用独立通风（并联通风）。当布置独立通风系统有困难时，在制定措施后可以串联，但串联次数 不得超过一次。在进入串联工作的进风流中必须装设甲烷断电仪，瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%，其它有害气体浓度都应符合规程第100条的规定。开采有瓦斯喷出或有煤与瓦斯突出危险的煤层时，严禁任何2个工作面之间串联通风3角联 角联通风的特点是对角巷道中的风流不稳定，可能反向甚至无风四、采煤工作面通风四、采煤工作面通风1采煤工作煤工作面通风方式通风方式规程规定，采煤工作面的进回风不得经过采空区或冒顶处2采面上行通风与下行通风n上隅角 规程第115条规定，有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出

15、危险的采煤工作面不得采用下行通风五、矿井通风设施五、矿井通风设施 矿井通风设施（通风构筑物）按用途不同可分三类： 引导风流的设施（风硐、风桥、反风设施） 隔断风流的设施（防爆门、风墙、风门、防突门） 调节风流的设施（风窗）按服务期不同可分：临时通风设施永久通风设施1风桥在进风巷与回风巷交叉的地点须设置风桥2风墙 不通风、不行人行车的巷道内，需设置风墙（又称密闭） 用来封闭采空区、火区和废弃的旧巷等 按服务年限长短，风墙分为永久性和临时性两种3风门 在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中建风门 通车风门间距要大于一列车的长度 行人风门间距不小于5m4导风板 5风窗 风窗是在风门上方开一小窗，

16、并有可滑移的窗板用来改变窗口面积，使各风路中的风量满足调风的需要 六、井巷漏风的控制六、井巷漏风的控制 漏风主要是由于漏风区两端有压差造成的1漏风的分类 矿井漏风按其地点可分为外部漏风和内部漏风 按照漏风分布的性质可以分为局部漏风和连续分布漏风2衡量矿井漏风程度的指标 矿井有效风量是矿井各独立用风地点的风量之和3漏风的防治措施（1）矿井的开拓方式、通风方式和开采方法对漏风有较大影响（2）减少通风设施的漏风（3）减少井筒漏风（4）减少矿井连续分布漏风七、七、矿井通风系统图八、矿井通风系统评价八、矿井通风系统评价1矿井通风系统的安全可靠性（1）矿井通风系统的完整性（2）风网形式对安全的影响（3）主

17、要通风机运转的稳定性（4）抗灾能力2矿井通风系统的经济合理性九、矿井通风系统改造九、矿井通风系统改造（1）根据生产要求，确定改造目标（2）进行矿井通风现状的全面调查（3）对矿井通风现状进行分析，查明存在的问题（4）拟定几个改造方案（5）通过技术比较，确定两、三个比较方案（6）经过经济、安全方面的比较，最终确定最优改造方案第九节第九节 矿井风量调节矿井风量调节 一、风量调节一、风量调节（一）局部风量调节 1、增阻调节法在风量大的风路上安设风窗开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗 2、增压调节法在风阻大、风量不足的风路上安设辅助通风机矿井通风系统中，如果某一分区风路过长，主要通风机不能供给足够

18、风量，并在时间上无法实现改建通风工程时，可采用增压调节法，但辅助通风机必须安设在进风流中(一般设在进风的绕道中）；在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。 煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井，严禁设辅助通风机3、降阻调节法扩大巷道断面积改善支护条件清除堆积物（二）矿井总风量的调节1、改变主要通风机工作特性改变离心式主要通风机转速改变轴流式主要通风机叶片安装角换用性能更适合的主要通风机2、改变矿井总风阻值 关小开大风硐中的闸门 刷大主要巷道断面二、矿井灾变时期的通风管理、矿井灾变时期的通风管理1正常通风 事故发生在回风流 通风系统复杂，改变通风方法可能会造成风流紊乱、逆转、瓦斯积聚2增减风量

19、 火区和回风侧瓦斯浓度增加，应增加风量 正常通风会使火灾扩大，可减风3停止主要通风机运转 控制火势，隔绝供氧 瓦斯矿停风易造成瓦斯积聚4风流短路 利用现有通风设施使进入火源的风量减少 把烟雾直接引入回风道采取该措施时，必须将受影响区域的人员全部撤走5反风 主要的反风方法有：（1）设专用反风道反风（2）轴流式风机反转反风例例：矿斜井开拓，冬季在离进风口200米处因电缆接线盒内沥清爆炸，电缆着火，引起吊挂电缆的木棚着火，火势急剧向井下蔓延，在查清情况的基础上，当即采取果断反风措施，在下达反风指令仅五分钟就使风流反向，烟火沿原进风井口喷出，井下千余名工人安全脱险无一伤亡 规程第122条规定生产矿井主

20、要通风机必须装有反风设施，能在10分钟内改变 巷道中风流方向；当风流方向改变后主要通风机的供风量不应小于正常供风量的40%。每季度应至少检查1次反风设施，每年应进行一次反风演习；矿井通风系统有较大的变化时，应进行一次反风演习第十节第十节 掘进通风管理掘进通风管理 一、掘进通风方法一、掘进通风方法1利用矿井全风压通风 (1) 用纵向风墙或风障导风 （2）利用风筒导风2引射器通风3局部通风机通风规程第127条规定，掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式应采用压入式，不得采用抽出式。瓦斯喷出区域和突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式二、局部通风

21、机通风的设备二、局部通风机通风的设备 1. 局部通风机 JBT系列轴流式KBJ66-1型系列子午加速型对旋式局部通风机(BDK) 2. 风筒（1）种类 刚性风筒和柔性风筒 (2)基本要求 漏风少，风阻小，使用方便，成本低，安全（阻燃、抗静电）耐用等 (3) 风筒连接方法插接反边接胶粘接(4)风筒的漏风针眼接头破口3.局部通风机与风筒的选择根据风量、风压选择根据掘进工作面风量按经验数据选择局部通风机风筒应与局部通风机相配合三、局部通风机通风的技术管理三、局部通风机通风的技术管理1减少风筒的漏风，提高有效风量（1）应适当加大每节风筒长度，减少接头数（2）不断改进风筒的连接方法（3）及时修补风筒（4

22、）堵补风筒的针眼2降低风筒的风阻，增加通风距离（1）适当选用大直径风筒（2）提高安装质量，风筒须拉紧（3）悬吊平直，靠帮靠顶，悬吊稳妥（4）避免拐硬弯，可使用短节弯头或铁风筒弯头（5）当直径不同的风筒相连时，应用过渡节（6）当风筒中有积水时，须及时放出，防变形、损坏3保证局部通风机安全运转 根据规程第128条、第129条的要求，应做到：（1）局部通风机要有专人负责管理（2）防循环风产生。压入式局部通风机和启动装置必须安装在进风巷道中，距回风口不小于10m；局部通风机吸入风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风 例：2000年3月3日四川省内江市向家寨煤矿井下的掘进头，采煤工人随意移动局

23、部通风机而拉循环风，造成瓦斯积聚，在没有瓦斯检查工检查瓦斯情况下，工人违章用煤电钻动力电缆搭线爆破，短路产生火花引燃瓦斯，又有部分悬浮煤尘发生爆炸，造成6人死亡，伤10人，直接经济损失数十万元例：四川省什邡市八角镇红旗煤矿，用一台5.5KW局部通风机向二号眼、三号眼两个碛头供风。矿井供风量严重不足，局部通风机拉循环风，未能将涌出的瓦斯及时稀释排出，煤电钻失爆产生火花，一平巷三号眼掘进碛头于2002年5月9日21时15分发生瓦斯爆炸事故，死亡5人，直接经济损失25万元 例：2002年4月24日19时15分，四川省攀枝花煤业（集团）有限 责任公司花山煤矿+1030m水平四采区4234采煤工作面六六

24、号超前掘进碛头，爆破前断开风筒，造成瓦斯积聚，爆破时未使用水炮泥，封泥长度严重不足，爆破火花引起瓦斯爆炸，死亡24人，重伤3人，直接经济损失281万元（3）必须采用抗静电、阻燃风筒（4）在瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、煤（岩） 与瓦斯（二氧化碳）突出矿井中，所有掘进工作面的局部通风机，都应装设三专（专用变压器、专用开关、专用线路）供电（5）没有装备矿井安全监控系统的矿井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷的掘进工作面，必须装备甲烷风电闭锁装置或甲烷断电仪和风电闭锁装置。没有装备矿井安全监控系统的无瓦斯涌出的岩巷掘进工作面，必须装备风电闭锁装置 （6）严禁使用三台或三台以上的局部通风机同时向一个掘进工作面供风；不得使用一台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风，否则易造成掘进头风量不够 例：2000年6月15日四川省攀枝花市仁和区下马家田煤矿一号井三号煤层掘进工作面，瓦斯爆炸，死亡6人，伤4人。原因是局部通风机不合格，吸风量不够，同一台局部通风机同时向三个作业的掘