煤矿矿井通风与灾害防治.ppt

,矿井通风与灾害防治,裴矿玉 二o一三年七月十日,主要内容,矿井通风安全管理 防瓦斯安全管理 防尘安全管理 防灭火安全管理,煤矿开采安全,煤矿开采五大灾害：+ 两大灾害 水 火 顶板 瓦斯 煤尘 冲击地压 矿井热害,主要内容,矿井通风安全管理 防瓦斯安全管理 防尘安全管理 防灭火安全管理,一通三防安全管理,加强通风来，防瓦斯、防煤尘、防火灾事故,一通三防,总述,主要内容,煤矿开采安全 通风安全管理 防瓦斯安全管理 防尘安全管理 防灭火安全管理,1.矿井通风的作用,供给井下足够的新鲜空气，满足人员呼吸的需要,调节井下气候条件，提高生产效率。,稀释和排除井下有害气体、矿尘；,通风安全管理,地面空气 地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气，将发生一系列变化。主要有：氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。,通风安全管理,采掘工作面进风流中，氧气浓度不低于,（1）井下空气的主要成分,氧气,2.井下空气,（ 煤矿安全规程第100条）,通风安全管理,氧气（o2） 无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为1.105。很活跃，易使多种元素氧化，能助燃。维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。一般情况下，人在休息时的需氧量为0.20.4l/min；在工作时为13 l/min。 地面空气进入井下后，氧气浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化；爆破工作；井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有害气体等。 在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后，应特别注意对氧气浓度的检查，以防发生窒息事故。,氧气（o2） 表1-1 人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系,氮气（n2） 无色、无味、无臭的惰性气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒，不能供人呼吸。 正常情况下对人体无害，但浓度增加时，会相应降低氧气浓度，人会因缺氧而窒息。井下废弃旧巷或封闭的采空区中有可能积存氮气。 1982年9月7日，我国某矿因矿井主要通风机停风，井下采空区的氮气大量涌出，致使采煤工作面支架安装人员缺氧窒息，造成多人伤亡事故。 矿井中的氮气主要来源于：井下爆破；有机物的腐烂；天然生成的氮气从煤岩中涌出等。,采掘工作面进风流中二氧化碳（co2）浓度不超过0.5,二氧化碳,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，查明原因，制定措施，进行处理。,（ 煤矿安全规程第100条）,（ 煤矿安全规程第139条）,通风安全管理,二氧化碳（co2） 无色、略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，不助燃也不能供人呼吸，略带毒性，易溶于水。对人体的呼吸有刺激作用，在为中毒或窒息的人员输氧时，常常要在氧气中加入5%的二氧化碳以促使患者加强呼吸。当空气中的二氧化碳浓度过高时，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也能造成人员中毒或窒息。二氧化碳比空气重，常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。 矿井中二氧化碳的主要来源有：煤和有机物的氧化；人员呼吸；井下爆破；井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸等。 如我国某矿，曾在1975年6月发生过一起二氧化碳和岩石突出事故，突出二氧化碳11000m3。,通风安全管理,空气中二氧化碳浓度对人体的影响,通风安全管理,二、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准,煤矿安全规程的规定主要如下： 采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20%；二氧化碳浓度不超过0.5%。 矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。 采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。,通风安全管理,一氧化碳（co） 无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%75%时遇火有爆炸性。 一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大250300倍。 矿井中一氧化碳的主要来源有：爆破工作；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。,通风安全管理,据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事故中，约7075%的死亡人员都是因一氧化碳中毒所致。 一氧化碳的中毒程度与浓度的关系,通风安全管理,硫化氢（h2s） 无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，当浓度达4.3%46%时具有爆炸性。 硫化氢有剧毒。它能使人体血液缺氧中毒，对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。当空气中浓度达到0.0001%时可嗅到臭味，但当浓度较高时（0.0050.01%），因嗅觉神经中毒麻痹，臭味“减弱”或“消失”，反而嗅不到。,通风安全管理,矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。 1971年，我国某矿一上山掘进工作面曾发生一起老空区透水事故，人员撤出后，矿调度室主任和一名技术员去现场了解透水情况，被涌出的硫化氢熏倒致死。 硫化氢的中毒程度与浓度的关系,通风安全管理,二氧化硫（so2） 无色、有强烈硫磺气味及酸味的气体，当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。它易溶于水，相对密度为2.32，常常积聚在井下巷道的底部。 二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。,通风安全管理,矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。 二氧化硫的中毒程度与浓度的关系,通风安全管理,二氧化氮（no2） 红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，易溶于水。 井下毒性最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。 二氧化氮的中毒有潜伏期，容易被人忽视。中毒初期仅是眼睛和喉咙有轻微的刺激症状，常不被注意，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作，但经过6h甚至更长时间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤出现黄色斑点，头发发黄，吐黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐甚至死亡。,通风安全管理,矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。 我国某矿1972年在煤层中掘进巷道时，工作面非常干燥，工人们放炮后立即迎着炮烟进入，结果因吸入炮烟过多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。 二氧化氮的中毒程度与浓度的关系,通风安全管理,氨气（nh3） 无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6，易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸性。 氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。 氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。,通风安全管理,氢气（h2） 无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%74%时具有爆炸危险。 井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生火灾和爆炸事故中也会产生。 除了上述有害气体之外，矿井空气中最主要的有害气体是甲烷（ch4），又称沼气。它是一种具有窒息性和爆炸性的气体，对煤矿安全生产的威胁最大。 在煤矿生产中，通常把以甲烷为主的这些有毒有害气体总称为瓦斯。,通风安全管理,二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 矿井空气中有害气体最高允许浓度,此外，规程还规定：井下充电硐室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。,通风安全管理,（3）矿井空气成分的检测方法,矿井空气主要成分的检测方法,b.快速测定法,a.取样分析法,通风安全管理,利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送往地面化验室进行分析。分析仪器多用气相色谱仪。 特点： 分析精度高，定性准确，分析速度快，一次进样可以同时完成多种气体的分析；但所需时间长，操作复杂，技术要求高。 适用： 一般用于井下火区成分检测或需精确测定空气成分的场合。,通风安全管理,快速测定法,b.利用比长式检测管检测,a.利用检测仪检测,通风安全管理,利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定，是目前普遍采用的测定方法。 1、氧气浓度的快速测定方法 （1） 利用氧气检测仪检测 （2）利用比长式氧气检测管检测 2、二氧化碳浓度的快速检测方法 主要使用光学瓦斯鉴定器。,通风安全管理,ay1b型氧气检测仪,通风安全管理,近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体的检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。 （一）瓦斯（ch4）的快速检测方法 煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。,通风安全管理,（二）co、no2、h2s、so2、nh3、h2的快速检测方法 普遍采用比长式检测管法。它是根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。下面以比长式co检测管为例说明检测原理及检测方法。,图1-2 比长式co检测管结构示意图 1堵塞物；2活性炭；3硅胶；4消除剂；5玻璃粉；6指示粉,通风安全管理,我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表,与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。,图1-3 圆筒形压入式手动采样器结构示意图 1气嘴；2接头胶管；3阀门把；4变换阀； 5垫圈；6活塞筒；7拉杆；8手柄,通风安全管理,使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气23次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45位置；将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；将把手扳至垂直位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。 低浓度检测可以采用增加送气次数的方法进行测定。测得的浓度值除以送气次数，即为被测对象的实际浓度。 高浓度检测在优先考虑测定人员的防毒措施后，可先将待测气体稀释后再进行测定，但测定结果要根据稀释的倍数进行换算。,通风安全管理,四、防止有害气体危害的措施 1、加强通风。 2、加强对有害气体的检查。 3、瓦斯抽放。 4、放炮喷雾或使用水炮泥。 5、加强对通风不良处和井下盲巷的管理。 6、井下人员必须随身佩带自救器。 7、对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（no2、h2s中毒除外）或其它急救措施。,通风安全管理,近年来，已开发了多种便携式煤矿安全检测仪表。新产品除了便携式瓦斯检测报警仪，还有氧气检测仪、一氧化碳检测报警仪、多参数组合检测仪（ch4、co、o2、温度等），以及通过检测煤矿井下气体和其他安全参数的监控设备等。,通风安全管理,矿井空气中常见的有害气体除了上述的二氧化碳、瓦斯和氮气外，主要还有：,一氧化碳（co）,氮氧化合物（二氧化氮no2，一氧化氮no）,二氧化硫（so2）,硫化氢（h2s）,氢气（h2）,氨气（nh3）,通风安全管理,一氧化碳（co） 0.0024,硫化氢（h2s） 0.00066,二氧化氮（no2） 0.00025,井下有害气体 最高允许浓度,氨（nh3） 0.004,二氧化硫（so） 0.0005,煤矿安全规程规定，矿井有害气体的最高允许浓度：,（ 煤矿安全规程第100条）,学习回顾,氢（h2） 0.5,（ 煤矿安全规程第131条）,井下充电室必须有独立的通风系统，回风风流应引入回风巷。,井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度，不得超过05。,通风安全管理,3.井下气候条件,（1）井下气候条件,是指井下空气的温度、湿度和风速三者综合给予人的舒适感觉。,通风安全管理,（2）井下空气温度,采掘工作面的气温不得超出26,机电硐室的气温不得超出30,（ 煤矿安全规程第102条）,通风安全管理,综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于表2的规定值，但不得超过5ms。,回采工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷风速不得低于0.25ms；最高不超过4ms,掘进中的岩巷风速不得低于0.15ms；最高不超过4ms。,（3）井下风速,（ 煤矿安全规程第101条）,通风安全管理,矿井气候条件及改善,矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态。 一、矿井气候对人体热平衡的影响 人体散热的方式主要通过皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发三种基本形式进行。 二、矿井空气的温度、湿度和风速 （一）矿井空气的温度 最适宜的矿井空气温度为1520。 在进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和围岩温度的影响，有冬暖夏凉之感。,通风安全管理,（二）矿井空气的湿度 （1）绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（g/m3），用f表示。 空气在某一温度下所能容纳的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量，用f饱表示。温度越高，空气的饱和水蒸气量越大。,通风安全管理,在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、 饱和水蒸气压力,（2）相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和水蒸气量（ ）比值的百分数，用公式表示如下：,通风安全管理,通常所说的湿度指的都是相对湿度，它反映的是空气中所含水蒸气量接近饱和的程度。一般认为相对湿度在5060%对人体最为适宜。 一般情况下，在矿井进风路线上，有冬干夏湿之感。在采掘工作面和回风系统，因空气温度较高且常年变化不大，空气湿度也基本稳定，一般都在90%以上，甚至接近100%。,通风安全管理,风速与温度之间的合适关系,通风安全管理,井巷中的允许风流速度,此外，规程还规定，设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表执行。 无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值，但不得低于0.5m/s。 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于上表的规定值，但不得超过5m/s。,通风安全管理,衡量矿井气候条件的指标和安全标准,（一）衡量矿井气候条件的指标 干球温度我国现行的最简单的评价矿井气候条件指标之一 等效温度1923年由美国采暖通风工程师协会提出,（二）矿井气候条件的安全标准 我国现行的评价矿井气候条件的指标是干球温度。规程规定： 进风井口以下的空气温度必须在2以上。 生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26，机电设备硐室的空气温度不得超过30；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、机电设备硐室的空气温度超过34时，必须停止作业。,通风安全管理,四、矿井空气温度和湿度的测定 （一）矿井空气温度的测定 测温仪器可使用最小分度0.5并经校正的温度计。测温时间一般在8：0016：00h的时间内进行。测定温度的地点应符合以下要求： 1、掘进工作面空气的温度测点，应设在工作面距迎头2m处的回风流中。 2、长壁式采煤工作面空气温度的测点，应在工作面内运输道空间中央距回风道口15m处的风流中。采煤工作面串联通风时，应分别测定。 3、机电硐室空气温度的测点，应选在硐室回风道口的回风流中。 此外，测定气温时应将温度计放置在一定地点10min后读数，读数时先读小数再读整数。温度测点不应靠近人体、发热或制冷设备，至少距离0.5m。,通风安全管理,（二）空气湿度的测定 测量矿井空气湿度的仪器主要有风扇湿度计和手摇湿度计，它们的测定原理相同。 1干球温度计；2湿球温度计；3湿棉纱布；4、5双层金属保护管； 6通风器；7风管 测定相对湿度时，先用仪器附带的吸水管将湿温度计的棉纱布浸湿，然后上紧发条，小风扇转动吸风，空气从两个金属保护管4、5的入口进入，经中间风管7由上部排出。湿球温度计的温度值低于干球温度计的温度值，空气的相对湿度越小，蒸发吸热作用越显著，干湿温度差就越大。根据湿温度计的读数和干、湿度计的读数差值，由表1-12即可查出空气的相对湿度（）。,通风安全管理,五、矿井气候条件的改善 （一）空气预热 空气预热就是使用蒸汽、水暖或其它设备，将一部分空气预热到7080，再使其与冷空气混合，混合后的空气温度达到2以上。按冷热空气混合方式的不同，预热方式有井筒混合式；井口房混合式；井筒、井口房混合式三种。,通风安全管理,五、矿井气候条件的改善 （二）降温措施 1、通风降温 （1）增加风量 （2）选择合理的通风系统 （3）改革采煤工作面通风方式 2、改革采煤方法和顶板管理 （1）后退式采煤法有利于降温。 （2）倾斜长壁式采煤法对改善工作面的气候有利。 （3）采用充填法管理顶板可降低工作面风流的温度。 3、减少各种热源散热 4、制冷降温,通风安全管理,井巷中风速与风量的测定,单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。因此，测量风量时必然测定风速。 规程规定：矿井必须建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其它用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。 矿井应根据测风结果采取措施，进行风量调节。,井巷断面上的风速分布 空气在井巷中流动时，一般来说，位于巷道轴心部分的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小。通常所谓巷道内的风速都是指平均风速v均。 实际工作中最大风速不一定正好位于井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性。,图1-6 巷道中的风速分布,通风安全管理,4.矿井通风系统,是造成压力的通风设备、引导风流的通风巷道、控制风流的通风设施的总称,（1）通风系统,通风安全管理,矿井必须有完整的独立通风系统。改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，由企业技术负责人审批。,煤矿安全规程规定：,（ 煤矿安全规程第107条）,通风安全管理,按其服务范围和所能起得作用可分为三类：,矿井通风机,a.主要通风机 （主扇）,b.辅助通风机 （辅扇）,c.局部通风机 （局扇 ）,（2）矿井通风机,通风安全管理,按其构造不同分为两大类：,a.离心式通风机,b.轴流式通风机,矿井通风机,通风安全管理,离心式通风机结构示意图,通风安全管理,轴流式通风机结构示意图,通风安全管理,指矿井主要通风机对井下供风的工作方式,（3）矿井通风方法,矿井通风方法,通风安全管理,矿井通风方法可分为,a.压入式通风（正压通风）,b.抽出式通风（负压通风）,c. 抽压混合式通风,矿井通风方法,通风安全管理,一个矿井构成通风系统就至少需一个进风井和一个回风井,（4）通风方式,通风方式,指矿井的进风井筒与回风井筒之间的相对位置,通风安全管理,通风方式分类,通风方式,进、回风井筒相对位置,中央式,井田倾斜方向上位置,中央并列式,中央边界式,对角式,区域式,两翼对角式,单翼对角式,分区对角式,混合式,回、风井走向位置,通风安全管理,中央并列式通风系统示意图,中央边界式通风系统示意图,通风安全管理,两翼对角式,通风安全管理,分区对角式通风系统示意图,通风安全管理,中央边界与双翼对角混合式通风示意图,通风安全管理,矿井内风流按生产需求在井巷中流动时，风流的风支、汇合线路的结构形式，叫通风网路。,（5）矿井通风网路,矿井通风网路,通风安全管理,通风网路分类,a.串联网路（通风）,b.并联网路（通风）,c.角联网路（通风）,通风网路,通风安全管理,就是在矿井通风系统中，为引导、控制或为改善通风动效果等所建造的通风设施。,（6）通风构筑物,通风构筑物,通风安全管理,a.风墙（密闭、挡风墙）,主要通风构筑物：,作用：严密阻断风流。,通风安全管理,作用：阻断风流通过，但可行车、走人,b.风门,设置：在同一巷道，设置风门至少设置两道。,通风安全管理,c.风窗（调节风窗）,作用：,利用改变风窗口面积大小来调节风量。,通风安全管理,作用：在平面相交叉的两巷道交叉点构筑立体风路,使两巷道风流不相混合。,d.风桥,通风安全管理,按服务年限，巷道中通过风量大小以及风桥的结构特点不同可分,绕道式风桥,混凝土料石风桥,铁筒式风桥,风桥,通风安全管理,5.采区通风,采区通风是矿井通风的主要对象。搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。,（1）采区通风的基本要求,（2）回采工作面上行风与下行风,（3）回采工作面同向通风与逆向通风,（4）进风巷与回风巷的布置形式,（5）采煤工作面风流,通风安全管理,（1）采区通风的基本要求,采区必须实行分区通风。,采掘进工作面都必须实行独立通风。,采掘工作面采用串联通风的次数不得超过一次。,（ 煤矿安全规程第113条）,（ 煤矿安全规程第114条）,（ 煤矿安全规程第114条）,通风安全管理,上行风与下行风是针对风流方向与煤层倾斜的关系而言,（2）回采工作面上行风与下行风,下行通风,上行通风,工作面通风,（ 煤矿安全规程第115条）,有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。,通风安全管理,工作面通风,通风安全管理,同向通风,同向通风与逆向通风是针对风流方向与煤炭运输方向之间的关系而言的,逆向通风,工作面通风,（3）回采工作面同向通风与逆向通风,通风安全管理,长壁式回采工作面进风巷与回风巷的布置有u、z、y、双z及w等形式。,（4）回采工作面进风巷与回风巷的布置形式,我国多采用u形通风，后退式,通风安全管理,进风巷与回风巷的布置形式图,au形,bz形,通风安全管理,6.掘进通风,对开掘巷道这种只有一个出口的独头工作面的通风,（1）掘进通风,掘进通风（又称局部通风）,通风安全管理,（2）巷道掘进通风方法,扩散通风,全风压通风,局扇通风,巷道掘进通风方法,通风安全管理,扩散通风,a.扩散通风,利用空气分子的自然扩散运动，对局部地点进行通风的方式,通风安全管理,由于扩散作用的有效范围有限，只适用于掘进小型硐室,b.适用,井下机电设备硐室应设在进风风流中。,如果硐室深度不超过6m、入口宽度不小于15m而无瓦斯涌出，可采用扩散通风。,（ 煤矿安全规程第132条）,通风安全管理,是利用主要通风机产生的风压，借助导风设施，把风流引入掘进工作面的通风。,全风压通风,a.全风压通风,通风系统中主要通风机出口侧和进口侧的总风压差,全风压,通风安全管理,b.全风压通风的具体方法有以下几种：,（a）利用纵向风墙导风,（b）利用风筒导风,（c）双巷通风,（d）利用钻孔通风,（e）引射器通风,通风安全管理,压入式通风的局部通风机和启动装置，必须安装在离掘进巷道道口10m以外的进风侧。,（1）压入式通风,通风安全管理,局部通风机的回风流部分或全部再回入同一局部通风机的进风流中的现象,循环风,局部通风机不准使用循环风。,通风安全管理,把工作面污浊空气经风筒抽出，新鲜空气经由巷道流入,抽出式通风的局部通风机和启动装置安装在离掘进巷道道口10m以外的回风侧。,（2）抽出式通风,抽出式通风,抽出式通风仅限于无瓦斯的岩巷掘进中使用。,通风安全管理,(b)抽出式通风,通风安全管理,是压入式和抽出式通风的综合通风方式。,（3）混合式通风,（抽、压混合式）,利用压入式通风有效射程长的特点，将炮烟排离工作面，然后经抽出式局部通风机吸走。,混合式通风,通风安全管理,压入式通风筒的出风口或抽出式通风筒的吸风口与工作面的距离，应分别在风流的有效射程范围内。,排烟快、效果好。,混合式通风的特点：,但抽出式通风筒吸风口与掘进工作面的距离不得大于5m。,混合式通风的要求,通风安全管理,(c)混合式通风,通风安全管理,按井下同时工作的最多人数计算,7.风量的计算,每人供风量不得少于4m3min。,煤矿安全规程 （第103条）规定,通风安全管理,（1）反风技术：是矿井发生灾变时，所采取的一项重要的控制风流的救灾措施。,8.反风技术,通风安全管理,（2）煤矿安全规程规定：,生产矿井主要通风机必须有反风设施，必须能在10分钟内改变井下巷道中的风流方向。,当风流改变方向后，主要通风机供给的风量不应小于正常风量的40。,（第122条）,通风安全管理,总结,矿井通风方式：机械通风、自然通风 局部通风：抽出式、压入式、混合式,压入式 抽出式 混合式,总结,通风系统,新鲜风,乏风,通风系统,新鲜风,乏风,通风系统,新鲜风,乏风,主要内容,矿井通风安全管理 防瓦斯安全管理 防尘安全管理 防灭火安全管理 顶板灾害防治 水害防治,煤矿井下以甲烷为主的有毒有害气体的总称，有时单只甲烷。,1.什么叫矿井瓦斯？,天然气,沼气,ch4,二、矿井瓦斯,防瓦斯安全管理,（1 ）矿井瓦斯涌出的形式：,（1）普通涌出,涌出形式,（2）特殊涌出,可分为,2.矿井瓦斯涌出,防瓦斯安全管理,（2）矿井瓦斯涌出量,绝对瓦斯涌出量,相对瓦斯涌出量,单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量。单位：m3min,矿井正常生产条件下，月平均日产1t煤所涌出的瓦斯数量。单位：m3t,防瓦斯安全管理,一个矿井中只要有一个煤（岩）层发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井。,3.瓦斯矿井,（1）什么是瓦斯矿井,防瓦斯安全管理,低瓦斯矿井,（2）我国瓦斯矿井的分级,瓦斯矿井划分为三个级别,高瓦斯矿井,煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,防瓦斯安全管理,相对瓦斯涌出量10m3t且绝对瓦斯涌出量40m3min；,低瓦斯矿井,防瓦斯安全管理,高瓦斯矿井,相对瓦斯涌出量10m3t或绝对瓦斯涌出量40m3min；,防瓦斯安全管理,矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出,煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井,防瓦斯安全管理,4.瓦斯的性质,瓦斯是一种无色、无味、无臭、无毒的气体。,瓦斯比空气轻，其与空气相对密度（比重）为0.554。,瓦斯具有可燃性和爆炸性,瓦斯本身无毒，但不能供人呼吸，具有窒息性。,防瓦斯安全管理,窒息事故,5.瓦斯事故,燃烧事故,爆炸事故,防瓦斯安全管理,6.瓦斯的危害,（1）瓦斯爆炸造成重大灾祸,（2）瓦斯浓度超限或局部积聚影响矿井正常生产,（3）瓦斯浓度超限影响人体健康乃至致人死亡,（4）瓦斯突出或喷出事故造成重大损失,防瓦斯安全管理,爆炸的高温度1850 2650 ,爆炸的高压力 710倍,产生有毒有害气体一氧化碳（co）,瓦斯爆炸,7.瓦斯爆炸有什么危害,防瓦斯安全管理,爆炸的高压力,正向冲击,反向冲击,由爆炸地点，沿巷道向外，高温高压气体,由外沿巷道向爆炸地点，常温压新鲜空气,防瓦斯安全管理,24的 一氧化碳（co）,煤矿井下一氧化碳的最高允许浓度是0.0024%。,产生,瓦斯爆炸,防瓦斯安全管理,azl一40型过滤式自救器,死于一氧化碳中毒的人数占总死亡人数的7090,煤矿安全规程规定，入井人员必须佩戴自救器。,瓦斯、煤尘爆炸事故,防瓦斯安全管理,一定的瓦斯浓度 5 % 16%,一定的引火温度 650 750,充足的氧气含量 大于 12%,爆炸,7.瓦斯爆炸的基本条件,防瓦斯安全管理,点燃瓦斯爆炸所需的最低温度,瓦斯爆炸的引火温度 650-750,引爆瓦斯的火源,（1）电火花,（2）放炮火花,（3）明火,（4）撞击磨擦火花,（5）静电火花和地面雷电,有,引火温度,防瓦斯安全管理,先抽后采,监测监控,以风定产,8. 煤矿综合治理瓦斯的方针,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（一）,1.违背技术政策和法律法规开采： q不足 自然通风 独眼井 通风系统不合理、不完善（串联风、扩散风、循环风） 采空区和盲巷不及时处理和封闭,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（二）,2.通风管理不善： 局扇随意停开 不按需要配风 巷道冒顶堵塞 风流短路 风筒脱节、漏风、被压、不及时处理 风筒距掘面太远，造成迎头微风,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（三）,3.瓦斯检查制度执行不严 瓦检员数量不足 空班漏捡 瓦检员责任心不强，做假记录 监测系统安装不合理或不及时维修，不能 发挥作用,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（四）,4.瓦斯预排抽放不到位 有的矿井有抽放系统，但抽放效果不佳。 抽放时间不够 部分矿井没有建立抽放系统,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（五）,5.违章放炮 不装或少装炮泥 用煤粉等可燃物代替炮泥 最小抵抗线不够 用裸露爆破或放连珠炮 上、下两段爆破时间间隔不够,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（六）,6.电气系统管理不严及机械设备摩擦 失爆 带电作业 机械摩擦,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（七）,7.着火引爆 采空区和旧巷不及时封闭 残煤自燃火区复燃（封闭管理不严） 皮带着火,防瓦斯安全管理,瓦斯爆炸事故原因分析（八）,8.职工安全意识淡漠 井下吸烟 违章电焊,防瓦斯安全管理,预防瓦斯爆炸措施（一）,1.加强对“一通三防”工作的领导，落实责任，管理到位。 2.加强技术装备，努力提高抗御瓦斯灾害能力 装设瓦斯遥测仪、断电仪、风电闭锁； 高瓦斯突出矿井在采面、掘面、回风道、机电硐室都要装瓦斯传感器 瓦检工、爆破工、区队长、班组长都要配便携式瓦检仪或瓦斯报警矿灯 装备移动式瓦斯抽放泵站和对旋局扇。,防瓦斯安全管理,预防瓦斯爆炸措施（二）,3.加强通风管理、防止瓦斯积聚 大大减少局扇无计划停电停风 双风机、双电源自动换机 三专两闭锁 局扇专人看管，消灭微风、循环风,防瓦斯安全管理,预防瓦斯爆炸措施（三）,4.加强机电设备维护、提高防爆能力 5.整顿非正规采煤方法（突出矿井严禁采用） 6.加强明火和放炮管理 7.加强瓦斯抽放和瓦斯管理 8.加强培训,防瓦斯安全管理,瓦斯防治“12字方针”,先抽后采 监测监控 以风定产,防瓦斯安全管理,瓦斯防治“16字工作体系”,通风可靠 抽采达标 监控有效 管理到位,防瓦斯安全管理,监测监控系统,监测监控电缆,传感器,调度室、通风队,压风系统,压风管路,压风设备,压风机房,喷气嘴,瓦斯抽放系统,煤矿安全规程第一百四十五条 有下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时抽放瓦斯系统： （一）1个采煤工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min或1个掘进工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 （二）矿井绝对瓦斯涌出量达到以下条件的： 1大于或等于40m3/min； 2年产量1.01.5mt的矿井，大于30m3/min； 3年产量0.61.0mt的矿井，大于25m3/min； 4年产量0.40.6mt的矿井，大于20m3/min； 5年产量小于或等于0.4mt的矿井，大于15m3/min。 （三）开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。,瓦斯抽放系统,煤矿安全规程第一百四十七条 设置井下临时抽放瓦斯泵站时，应遵守下列规定： （一）临时抽放瓦斯泵站应安设在抽放瓦斯地点附近的新鲜风流中。 （二）抽出的瓦斯可引排到地面、总回风巷、一翼回风巷或分区回风巷，但必须保证稀释后风流中的瓦斯浓度不超限。在建有地面永久抽放系统的矿井，临时泵站抽出的瓦斯可送至永久抽放系统的管路，但矿井抽放系统的瓦斯浓度必须符合本规程第一百四十八条的规定。 （三）抽出的瓦斯排入回风巷时，在排瓦斯管路出口必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏设置的位置是上风侧距管路出口5m、下风侧距管路出口30m，两栅栏间禁止任何作业。 （四）在下风侧栅栏外必须设甲烷断电仪或矿井安全监控系统的甲烷传感器，巷道风流中瓦斯浓度超限时，实现报警、断电，并进行处理。,瓦斯抽放系统,瓦斯抽放管路,瓦斯抽放设备 （固定、移动）,瓦斯抽放泵站,1、瓦检员的任务,1、瓦检员必须做好班前三检（气路、光路、药品）的确认工作 。 2、瓦检员必须执行检查、填牌、汇报三对口制度 。 3、瓦检员必须现场监督雷管的使用情况 。 4、瓦检员必须执行“一炮三检”制度，并做好人员举一反三查和相关准备工作 。 5、瓦检员必须随时掌控所盯守作业当头供风质量，保证风流、风量。,防瓦斯安全管理,瓦检员的职责,1.负责规定分工区域内瓦斯、二氧化碳及其他有害气体的检查测定与汇报工作。 2.负责对分工区域内通风、防尘、防火、防突、瓦斯抽放、安全检测及“一通三防”安全设施的使用情况和工作状态进行检查、维护与管理。 3.负责及时发现和汇报分工区域内通风、瓦斯、煤尘、煤与瓦斯突出、自然发火等隐患，并采取有效措施进行处理。 4.分工区域内一旦发生灾害事故，负责组织遇险人员自救与互救，参加抢险救灾工作。 5.积极完成领导布置的其他“一通三防”的临时性和紧急性工作。 6.遵守有关矿山安全法律、法规和企业规章制度，遵守劳动纪律，严格执行煤矿安全规程 工资操作规程 作业规程。 7.积极参加 技术革新活动，有权提出合理化建议，不断改善劳动条件和作业环境。,瓦检员需要掌握的知识,1、煤矿安全规程有关风量、气体浓度、温度以及对瓦斯检查的规定。 2、所使用仪器的性能和参数。 3、熟悉矿井通风系统，掌握各用风地点所需风量。 4、了解和掌握瓦斯及其他有毒有害气体的相关知识和防止措施。 5、了解和掌握瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出事故发生的原因、规律和防治技术。 6、熟悉入井人员的相关规定，各种灾害事故的比在路线。,瓦检员下井主要携带物品,光干涉式甲烷测定器（简称光瓦） 氧气、一氧化碳、甲烷便携仪 温度计 手杖（探杖）、橡皮管 牌板填写笔、记录本、手册 瓦检员特种作业操作证、入井安全资格证。,光干涉式甲烷测定器的简介,光干涉式甲烷测定器，简称光瓦，是用来测定瓦斯浓度、也可测定其他气体（如二氧化碳）的浓度的一种仪器。按其测量瓦斯浓度的范围分为0-10%（精度为0.01%）和0-100%（精度为0.1%）两种。 光学干涉型甲烷检定器是利用不同气体对光的折射率不相同的原理，来判别气体浓度大小的，气体的折射率又受压力、温度、气体成分的影响而发生变化(因此在井下测量时要尽量注意温度，压力对测量的影响)。,光瓦的构造及原理,光学干涉型甲烷检定器有气路、光路、电路三大系统组成。 气路：吸气管、进气管、水分吸收管、二氧化碳吸收管、吸气橡皮球、气室、毛细管组成。 光路如图 电路：电池、灯泡、电源盖、电源电门、微读数电门组成。,光瓦的使用用法,1、检查药品性能。（先查看药品是否变色，变色即失效更换药品。再查看药品的颗粒度，直径在2-5mm之间，过大将对气体吸收不充分，过小药品将堵塞吸气口。） 2、检查气路系统。（先检查气球，后气路、最后全气路检查）,3、检查光路系统。按下光源电门，有目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分划板清晰为止，看干涉条纹是否清晰，如不清晰取下光源盖调整灯泡位置，只奥条纹清晰为止。 4、清洗气室。在地面或井下新鲜风流中，捏气球5-10次。（选择温差和气压相差不大的新鲜风流中进行清洗。） 5、调零。 先按下微读数光门，将微调调零后，在按下电源光门，将光谱第一条黑线对好零点 。,光瓦的使用用法,6、测定。 （甲烷）将连接在二氧化碳吸收管的橡皮管伸向待测位置，然后捏气球5-10次，将待测气体吸入瓦斯室内。（二氧化碳）首先测出瓦斯浓度，然后去掉二氧化碳吸收管，再测定出瓦斯和二氧化碳混合气体的浓度，后者减去前者，再乘以校正系数0.955，即可侧得。 7、读数并记录。先读出黑线邻近的整数位，再微调黑线后退至该整数位，读出微调数据，两者相加即为测量浓度。 8、每次测定后应把微刻度盘退到零位。,光瓦的使用用法,便携式仪器的使用方法,领到便携式仪器后,首先开机,开机时用大母子按注显示屏右下角处标有开/关的小园圈,等仪器的蜂鸣声响后松开手指,5秒钟后进入检测状态,显示检测浓度.,20.9,开关,氧气,0.00,开关,甲烷,开/关,0000,一氧化碳,一氧化碳便携式仪器报警浓度,便携式一氧化碳检查仪的报警浓度是0.0024%（或者是24ppm），当空气中的一氧化碳浓度大于24ppm时发出声光报警；报警后，首先停止工作，检查原因；如果是由于仪器缺电报警，报警后，仪器会自动关机；第二、如果仪器显示的数值快速上升，浓度显示为160ppm时，说明进入施工地点的上风侧和附近有火灾发生可能、或者是采空区、盲巷和老塘内的有害气体涌出的可能，班组长必须立即组织全体人员配戴隔离式自救器，按照作业规程所规定的避灾线路撤到新鲜风流中，利用井下附近的固定电话和小灵通询问和汇报矿调度室，同时对进入工作地点口设置栅栏，挂警示牌，以防别人进入。第三、如果仪器报警，但浓度显示在100ppm以下，工作面必须停止工作，查明原因，可能是通风不良，装载机和低污染车等尾气所造成；若查不清原因，请汇报矿调度室，通知通风部门查明原因。,甲烷便携式仪器报警浓度,便携式甲烷查仪的报警浓度是1.0%,当空气中的甲烷浓度大于1.0%时发出声光报警；报警后，首先停止工作，检查原因；如果是由于仪器缺电引起报警，报警后，仪器会自动关机；其二、可能是工作面通风不良，造成瓦斯涌出积聚，工作面必须停止一切工作，查明原因，若查不清原因，必须汇报矿调度室，通知通风部门进行查明原因，排除瓦斯隐患后，方可工作；其三、当甲烷检查仪显示1.5%，班组长必须撤出工作面所有人员，在进入口处设置栅栏，挂警示牌，切断工作面的电源，汇报矿调度室。,氧气便携式仪器报警浓度,便携式氧气检查仪的报警浓度为18%，当空气中的氧气浓度低于18%时发出声光报警；报警后，首先停止工作，检查原因；如果是由于仪器缺电报警，报警后，仪器会自动关机；第二、如果仪器显示的数值快速下降，说明进入施工地点的上风侧和附近有火灾发生可能、或者是采空区、盲巷和老塘内的有害气体涌出的可能，班组长必须立即组织全体人员配戴隔离式自救器，按照作业规程所规定的避灾线路撤到新鲜风流中，利用附近井下固定电话和小灵通询问和汇报矿调度室，同时对进入工作地点口设置栅栏，挂警示牌，以防别人进入。第三、如果仪器报警，但浓度显示在17%左右，工作面必须停止工作，查明原因，可能是通风不良，装载机和低污染车等尾气所造成；若查不清原因，请汇报矿调度室，通知通风部门查明原因。,瓦斯检测的主要位置,1、矿井总回风或一翼回风巷风流 2、采区回风巷和采煤工作面回风巷风流 3、综采工作面 4、连采工作面 5、盲巷内,矿井总回风或一翼回风巷风流内有害气体浓度的测定,测定巷道风流瓦斯浓度时要在巷道风流的上部进行，即将光学瓦斯检定器的二氧化碳吸收管进气口置于巷道风流的上部（风流断面全高的上部约1/3处）进行抽气，连续测定3次，取其平均值；测定二氧化碳时应在巷道风流的下部进行，即将光学瓦斯检定器的二氧化碳吸收管的进气口置于巷道风流的下部（风流断面全高的下部约1/5处）进行抽气，首先测出该处瓦斯浓度，然后去掉二氧化碳吸收管，测出该处瓦斯和二氧化碳混合气体浓度，后者减去前者再乘上校下系数即是二氧化碳的浓度，这样连续测定3次，取其平均值。,巷道风流范围划定： 1、有支架的巷道，距支架和巷底各50mm的巷道空间内的风流。 2、无支架或用锚喷、砌碹支护的巷道，距巷道顶、帮、底各200mm的巷道空间风流。,巷道风流,采区回风巷和采煤工作面回风巷风流中有害气体浓度的测定,1、采区回风巷、采煤矿工作面回风巷风流中瓦斯浓度与二氧化碳浓度，在巷道内的测定部位和巷道风流范围的划定，按照矿井总回风巷执行。 2、采区回风巷风流中瓦斯浓度和二氧化碳浓度，应在该采区全部回风流汇合后的风流中测定。 3、采煤工作面回风巷风流中的瓦斯浓度和二氧化碳浓度应在距采煤工作面煤壁线10米以外的采煤工作面回风巷风流中测定，并取其中最大值为测定结果和处理标准。,综采工作面有害气体检测,采煤工作面风流，是指距煤壁、顶（岩石、煤或假顶）、底（煤、岩石或充填材料）各为200mm（小于1m厚的薄煤层采煤工作面距顶、底各为100mm）和以采空区切顶线为界的采煤工作面空间内的风流。采用充填法管理顶板时，采空区一侧应以挡矸、砂帘为界。采煤工作面回风上隅角以及未放顶的一段巷道空间至煤壁线的范围空间中的风流，都按采煤工作面风流处理。,综采工作面有害气体检测,采煤工作面风流中的瓦斯和二氧化碳的浓度检查方法，与在巷道中风流进行的方法相同。但要注意以下三点： 1、要正确选择测点，不得遗漏，每个测点连续测定3次，并取其中最大值。 2、工作面由下端头至上端头、煤壁侧至采空区侧，风流瓦斯浓度有很大变化，分布很不均匀，不得取其平均值而应取最大值作为工作面风流瓦斯浓度的测定结果和处理标准。 3、在测定采煤工作面风流瓦斯浓度时，要特别注意对上隅角进行认真测定。,综采工作面有害气体检测,综采检查注意事项,1.初次放顶前的采空区内业应选点测定。以便对采空区的瓦斯做到心中有数。 2.重点检查回采工作面的上下雨角。 3.准确的掌握规程对井下不同地点的瓦斯浓度的要求及措施。 4.在检查的同时还要注意通风机其他设施是否存在问题，发现问题及时汇报。 5.注意自身的安全，防止冒顶、片帮、运输等因素造成伤害。,掘进工作面有害气体检测,图中：1、掘进工作面；2、风筒出口；3风筒；4、掘 进工作面风流；5、掘 进工作面回风流；6、压入式通风机 掘进工作面风流及其回风流中的瓦斯和二氧化碳浓度的测定应分别在工作面风流中及其回风流中进行，并取其最大值作为测定结果和处理标准,掘进工作面有害气体检测,注意事项： 1、检查工作由外向内依次进行。 2.首先要检查局部通风机的安设位置是否符合规定，是否发生循环风及是否挂牌有专人管理。 3.在检查风流瓦斯的同时，还必须注意检查有无局部瓦斯积聚。 4.检查风筒末端至工作面距离及供风量是否合乎规定及风筒吊挂和安设的质量，风筒有无破口等。,掘进工作面有害气体检测,注意事项： 5.检查甲烷传感器和断电仪安设是否符合规定，是否正常运行。 6.上山掘进重点检查瓦斯，下山掘进重点检查二氧化碳。 7.注意自身安全，以防爆破、运输机炮烟熏人等事故发生,掘进工作面有害气体检测,盲巷内有害气体浓度的检测,由于盲巷内不通风，时间稍长便会充满瓦斯，形成“瓦斯库”，在进行检测和处理时，如若检测方法与措施不当，极易发生窒息或中毒事故。所以，在检测盲巷内的瓦斯和其他有害气体时，要倍回谨慎，应遵循以下原则： 、检测工作应由专职瓦斯检查工负责进行。检查之前，首先要检查自己的矿灯、自救器、,瓦斯检定器等有关仪器，确认完好、可靠后方可开始工作；在进行检测过程中，要精神集中，谨慎小心，不可造成撞击“火花”等隐患； 、由外向内逐步检测。盲巷入口处（栅栏外面）的瓦斯和二氧化碳浓度不超限（小于3%）时，方可步步深入检查，切不可直接进入盲巷内检