矿井通风与安全45731.doc

矿井通风与安全第一讲 通风安全基础知识煤矿生产是地下作业，作业地点多变，生产条件复杂，工作环境恶劣。地面空气进入矿井后，其成份、温度、湿度、压力等发生一系列变化。矿井通风的基本任务就是源源不断地供给井下足够的新鲜空气，冲淡并排除各种有毒有害气体和矿尘，保证矿工身体健康、提高劳动生产率，创造良好的工作环境，达到安全生产的目的。第一节 矿井空气一、矿井空气矿井空气主要来自地面。地面空气是由下列气体组成的混合物：氧气为20.96%；氮气为78.13%；二氧化碳为0.04%；其它气体为0.87%。此外还有少量水蒸汽、微生物和灰尘等。地面空气进入矿井后，发生了一系列变化，如：氧气浓度减少；混入各种有害气体和粉尘；空气的温度、湿度、压力也发生了变化等。这种进入矿井发生了变化的空气叫做矿井空气，其中变化不大的新鲜空气，如井下进风道中的风流；变化程度较大的叫污浊空气，如井下回风道中的风流。但矿井空气中主要成份仍然是氧气、氮气等。矿井空气的污浊程度与矿井的通风状况、生产的操作方式和各种有害气体的涌出情况以及所采取的各种防治技术措施有关。二、矿井空气中的主要有害气体矿空气中的有害气体可分为三大类：爆炸性气体（如沼气）、刺激性气体（如二氧化硫）、窒息性气体。其中窒息性气体又可分为单纯窒息性气体（如氮气）和化学性窒息性气体（如一氧化碳）。这些有毒有害气体总称为矿井瓦斯。由于沼气在有害气体中占90%以上，所以有时候所说的瓦斯系单独对沼气而言。1、沼气沼气是植物成煤过程中的一种伴生气体。它无色、无味、无嗅、比空气轻，因此容易在巷道顶板附近、冒落处和上山巷道掘进头等处积聚。沼气不溶于水，扩散性强，易于从周围岩中涌出。沼气无毒，但不帮助呼吸，因此，沼气浓度升高时会使氧气浓度相对下降而使人窒息死亡。沼气能在空气中燃烧，并放出在量热量。因此，沼气与空气混合后浓度达到5%-16%时遇火源即发生爆炸，爆炸时产生高温、冲击波造成大量人员伤亡和财产的损失。2、一氧化碳一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体，比重与空气差不多，易扩散，因此它可以均匀地散布在空气中。一氧化碳难溶于水，易溶于酒精、醋酸等溶剂。一氧化碳是一种极毒的气体，据统计，在瓦斯煤尘爆炸事故中，80%以上的死亡人员是一氧化碳中毒死亡。3、硫化氢硫化氢是无色、微甜、有臭鸡蛋气味、有剧烈毒性的气体，比重略在于空气，易溶于水，能燃烧，当浓度达到4.3%45.4%时有爆炸性。三、防治有害气体的主要措施1、加强通风2、减少有毒有害气体的生成3、净化风流4、有害气体积聚地区禁止入内5、加强检查6、中毒急救第二节 矿井气候条件井下空气的温度、湿度、风速三者的综合利用对人体影响，称为矿井气候条件。井下气候条件的好坏，直接影响着工人的健康和工作效率。第三节 矿井通风压力和阻力空气在井巷中流动就形成进巷风流。空气只有得到一定的压力才能流动，并且总是由压力高的地方流向压力低的地方。井巷中，这种空气借以流动的压力就称为矿井通风压力。矿井通风压力是由通风机械和自然风压产生的，其共同作用的结果使进风井口的压力高于回风井口，即在进、回风井口间产生一个压力差，促使空气流动。风流在井巷流动时，井巷的四壁、支架和各种堆积物以及井巷断面参数的突然变化、转弯等，都有阻止空气流动的作用。这种空气在井巷内流动中受致到干扰和阻滞作用，称为矿井通风阻力。通风阻力消耗通风能量，使通风压力降低，造成通风压力损失。为了使风流按预定要求在井巷中流动，就必须以通风压力来克服矿井阻力。二者是作用力和反作用力的关系，数值相等，方向相反。因此，只要计算出通同风阻力值，就知道通风所需要的压力值，并根据该值和矿井所需风量合理地选择矿井通风动力设备。第四节 矿井通风系统矿井通系统是矿井通风方法、通风方式和通风网路的总称。矿井通风系统是否合理，对矿井的通风状况好坏、保障矿井安全生产和经济效益的提高起着重要的作用。一、矿井通风方法矿井通风方法是指矿井通风机的工作方法，有压入式、抽出式和压入抽出联合式。二、矿井通风方式每个矿井，至少有两个直通地面的井筒，其中一个进风，另一个回风。进、回风井的布置方式就称为矿井通风方式。分为中央并列式、中央分列式、对角式以及混合式等。三、通风网络风流流经井巷间的联接形式称通风网络路。分为串联、并联、角联和复杂联。其中串联和并联称为简单风网，是井下风路连接的最基本形式。四、通风构筑物为保证风流按拟定的路线流动，就必须在某巷道中设置相应的通风构筑物，对风流进行控制调节。通风构筑物是矿井通风系统的组成部分。通风构筑物的建造质量、数量、和安装位置以及管理直接影响矿井通风的状况。因此，通风构筑物的建造和管理是矿井风量的重要的日常工作。井下主要通风的构筑物有：风门、调节风窗、风墙和风桥等。五、矿井风量调节随着巷道的延深、工作面推进和更替以及瓦斯涌出量的变化等，常常需要对矿井风量进行调节，以满足矿井和各作业地点风量的按需分配。其中增减矿井总风量称矿井总风量调节，井下各用风区域或地点间的风量调节称局部风量调节。1、 局部风量调节局部风量调节方法有增阻法、减阻法和辅助通风机法。2、 矿井总风量调节当用局部风量调节法不能满足生产的需要时，就必须对扩井总风量进行调节。即通过改变主要通风机的工作点实现矿井总风量的增减。方法有：（1） 改变通风机转速（2） 改变轴流式通风机工作轮叶片安装角（3） 改变通风机工作风阻调节六、矿井漏风进入井巷的风流，在未到达用风地点之前就漏出、漏入的现象统称为矿井漏风。漏风使有效风量减少，通风系统复杂，威胁安全生产，增加通同风机无益电耗等。因此，它是衡量矿井通风管理工作的质量标准。第二讲 通风工第一节 通风工的基本任务 通风工的基本任务包括以下主要内容：1、负责砌筑和维护永久通风设施以及临时通风设施的钉筑、拆除工作。保证通风系统完整合理。2、认真搞好局部通风机的安装和拆移以及风筒的运输工作。3、协助放炮员和瓦斯检查员处理局部的积存瓦斯和有关通风、瓦斯问题。4、负责定期对井下各地点风速、风量、空气温度和气压的测定工作。5、负责按计划调配分区风量，认真检查巷道漏风情况。6、负责对采空区空气成分定期取样检查和对局部通风机有效风量进行定期观测。第三讲 防瓦斯第一节 瓦斯涌出形式及瓦斯涌出量一、瓦斯涌出矿井瓦斯是煤炭形成过程中的气体产物，并保存于煤层之中。在开发煤炭资源时，一但井巷揭露了煤层和岩层，瓦斯即会从煤层和岩层中释放出来。这种从煤层或岩层中均匀地出瓦斯的现象称为瓦斯涌出。二、瓦斯涌出的影响因素及规律（一） 自然因素1. 煤层中保存下来的瓦斯数量2. 开采深度3. 地质构造的影响4. 地面大气压力的变化 (二) 生产技术因素1. 矿井产量2. 开采顺序与开采方法3. 生产工艺过程4. 风量与通风压力第二节 瓦斯检查仪器的使用1、检查药品是否失效2、检查气密性3、检查干涉条纹4、清洗空气室5、干涉条纹对零6、瓦斯浓度测定7、二氧化碳浓度的测定第三节 瓦斯灾害 一、瓦斯爆炸（一）瓦斯爆炸的危害1）瓦斯爆炸会产生高温。 2）爆炸时会产生很高的压力。 3）爆炸时会产生大量的有毒有害气体。 （二）瓦斯爆炸的条件瓦斯爆炸发生的必备条件是： 1）空气中混入一定浓度的瓦斯。一般认为爆炸的下限浓度为5%，上限浓度为16%；2）有引爆瓦斯的热源存在。一般认为引爆热源的温度为165-750C；3）空气中有足够的氧气。当氧含量小于12%时，不会发生瓦斯爆炸。（三）瓦斯爆炸的措施预防瓦斯爆炸的措施可分为三个方面。 1防止瓦斯积聚 防止瓦斯积聚的措施有： 1）加强井下各地点风流中瓦斯浓度的检查严格执行规程关于瓦斯检查的制度，是及时发现和处理瓦斯超限、瓦斯积聚，防止瓦斯爆炸的前提。2）加强通风供给井下各生产地点足够的新鲜风流，是防止瓦斯积聚的最有效的措施。加强通风做好以下几个方面工作：（1）正确地分配、及时调节各生产地点的风量，保证每一工作地点都有足够的风量通过； （2）正确地选择、建筑、维修、管理通风构筑物，减少漏风。尤其是要管理好风门，防止因风流短路造成瓦斯积聚；（3）井下各工作地点应作到：停工不停风，否则应采取设栅栏、警标，切断电源等以防止人员误入和防火源的措施；3）及时处理局部积聚的瓦斯第四节 瓦斯管理瓦斯管理可分为：矿井瓦斯的分级管理、矿井瓦斯的分源治理和矿井瓦斯的综合管理措施。一、矿井瓦斯的一般管理措施1、组织措施2、瓦斯检查制度3、建立与健全瓦斯报表、瓦斯台帐和瓦斯记录制度二、矿井瓦斯的特殊管理措施1、加强通风管理2、局部瓦斯积聚处理的安全技术组织措施3、排放瓦斯要实行分级管理4、局部积聚瓦斯的处理与排放5、盲巷管理及瓦斯排放第五节 矿井瓦斯抽放方法 一、本煤层抽放瓦斯本煤层抽放就是采用巷道法或钻孔法直接抽放开采煤层的瓦斯。按照抽放与采掘的时间关系，可分为“预抽”和“边抽”两种方法，预抽：就是在开采之前预先抽出煤体内的瓦斯，以减少开采时的瓦斯的涌出量。边抽：是指边生产边抽放瓦斯，即生产和抽放同时进行。包括边采边抽和边掘边抽。（一）预抽本煤层瓦斯方法1、巷道预抽：是在采煤前事先掘出瓦斯巷道，然后将巷道密闭，在密闭处接设管路进行抽放，直到采煤时为止。优点：煤体卸压范围大，煤的暴露面积大，有利于瓦斯的释放。缺点：（1）需要提前掘出瓦斯巷道，提前投资，且在抽放结束即将开采之前，还要对巷道重新修复和支护，浪费工时和材料，（2）在掘进巷道过程中，由于瓦斯涌出量大，不仅施工困难，增加了通风负担，而且瓦斯回收率低，浪费资源。（3）如果管理不好，抽放巷道密闭不严，不仅抽出的瓦斯浓度低，而且巷道内容易引起自然发火。2、钻孔预抽：这种方法由于贯穿煤层，钻孔与煤层的层理面成垂直或斜交，瓦斯很容易沿层理面流入钻孔，有利于提高抽放效果，此外，抽放工作是在掘进和采煤之前进行的所以能使生产过中的瓦斯涌出量大大减少。因为被抽放煤层没爱采动影响，煤层压力没有较大的变化，因此，对于透气必低的煤层，可能达不到预抽效果。这种方法适用于煤层瓦斯含量较大，透气性较好和有一定倾家荡产斜角度的中厚煤层。（二）边抽本煤层瓦斯方法1、边采边抽在煤层比较致密、透气性低，单纯用预抽方法达不到抽放效果或者虽然煤层透气性较好、容易抽放，但因生产接续紧张，没有充分的预抽时间，开采时瓦斯涌出量较大时，往往采用边采边抽的方法，以弥补预抽时的不足。边采边抽方法适用于瓦斯大，时间紧、预抽不充分的地区及煤层透气性较小但有抽放可能的较薄或中厚煤层。3、 边掘边抽这种方法适用于预抽不充分或瓦斯瓦斯涌出量大的煤巷掘进工作面，对透气性低的煤层也会获得一定效果。二、邻近层抽放瓦斯（一）上邻近层抽放1、开采层层内巷道打钻抽放2、开采层层外巷道打钻抽放（二）下邻近层抽放1、开采层层内巷道打钻抽放2、开采层层外巷道打钻抽放三、有空区抽放瓦斯1、采煤工作面的采空区抽放2、采煤结束后的老空区抽放3、高位钻场抽放第四讲 防尘一、矿尘在煤矿生产和建设过程中产生的各种岩矿微细颗粒统称为煤矿粉尘，简称矿尘。矿尘主要是岩尘和煤尘。二、矿尘的危害矿尘的危害是多方面的，其主要危害有两个方面：一是煤尘能产生爆炸；二是长期吸入大量粉尘的人员会患尘肺病。三、减少煤尘生成量措施1、煤层注水（如图所示）2、采空区灌水3、水炮泥4、湿式钻眼四、降尘、除尘措施1、通风除尘2、喷雾洒水3、风流净化4、防止煤尘二次飞扬第五讲 矿井火灾发生于煤矿地面或井下威胁煤矿生产安全的火灾，称矿井为灾。一、火灾的分类矿井火灾按发火的原因不同可分为内火灾和外火灾。内火灾又称煤炭自燃火灾，是由于煤炭破碎后与空气接触面积增加发生氧化作用，生成的热量积聚导致煤炭自燃引起的火