通风系统及瓦斯等级鉴定(课件)PPT课件.ppt

2020 3 28 通风系统及瓦斯等级鉴定 中国煤矿安全技术培训中心王志亮电话 010 61594849 8561手机 mail friendwzl 1 2020 3 28 主要内容 第一部分标准的法律定位和内涵第二部分通风系统与瓦斯治理第三部分瓦斯等级鉴定第四部分 矿井瓦斯等级鉴定规范 2 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 一 标准的定义对重复事物和概念所作的统一规定 它以科学 技术和实践经验的综合成果为基础 经有关方面协商一致 由主管机构批准 以特定形式发布 作为共同遵守的准则和依据 标准应以科学 技术和经验的综合成果为基础 以促进最佳社会效益为目的 3 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 二 标准的内涵1目的 建立最佳秩序 取得最佳效益 2基础 理论 工程技术和实践经验的综合 3对象 具有多样性 相关性特征的重复事物 4本质 统一 协调 5产生 具有民主性和程序性 4 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 三 标准体系1从适用范围划分1 国家标准 国务院标准化行政主管部门制定 全国范围内统一执行的标准 2行业标准 国务院有关行政主管部门制定并报国务院标准化行政主管部门备案 在全国某个行业范围内统一的标准 5 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 3 地方标准 由省 自治区 直辖市标准化行政主管部门制定 并报国务院标准化行政主管部门和国务院有关行业行政主管部门备案 在本省 自治区和直辖市范围内统一执行的标准 4 企业标准 由企业自行组织制定 并按相关要求备案 在企业内部执行 作为生产依据的标准 6 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 2从法律约束性划分1 强制性标准 具有法律属性 依靠强制手段执行 2 推荐性标准 又称自愿性标准 是指通过经济手段或市场调节而自愿采用的标准 3 标准化指导性技术文件 在技术发展变化较快的领域 为科研 设计 生产 使用和管理等有关人员提供参考而制定的标准化文件 7 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 四 标准代号1国家标准 强制性国家标准代号为 GB 推荐性国家标准代号为 GB T 2行业标准 按行业确定 如煤炭行业强制性行业标准编号为 MT 机械行业强制性行业标准编号为 JB 安全生产标准代号为 AQ 8 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 3地方标准 地方标准的代号又汉语拼音 DB 加上省 自治区 直辖市行政区划分代码前两位数字再加斜线组成强制性地方代码 4企业标准 由Q加企业编号组成 企业编号应符合GB T1 1 1993 标准化工作基本导则 的要求 9 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 五 安全生产法律体系1宪法 由全国人民代表大会制定 是国家的根本大法 是其他一切法律的立法依据 宪法中许多条文涉及到安全生产和劳动保护问题 这是安全法律法规的最高法律依据 10 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 2安全生产法律 由全国人大或全国人大常委会制定 国家主席签署主席令予以公布 1 安全生产基本法律 安全生产法 2002年11月1日实施 2 单行安全生产法律 矿山安全法 海上交通安全法 消防法等 3 相关安全生产法律 劳动法 工会法 矿产资源法 煤炭法 电力法 铁路法 公路法 民航法 建筑法等 11 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 3行政法规 由国务院制定 总理签署国务院令公布 如矿山安全法实施条例 煤矿安全监察条例 危险化学品安全管理条例 民用爆炸物品管理条例等 12 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 4地方性行政法规 由地方人民代表大会和其常委会 结合本行政区内具体情况和实际需要 依照法律规定的权限和程序制定的规范性文件 地方性法规只限于本地区使用 地方性法规不能与宪法 法律和行政法规相抵触 13 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 5部门规章 由国务院所属各部门 各委员会和具有行政管理职能的直属机构 依据宪法 法律和行政法规制定的规范性文件 如煤矿安全规程 14 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 6地方政府规章 由省 自治区 直辖市和较大市的人民政府根据法律 行政法规和地方性法规制定的规范性文件 15 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 7标准 1 国家标准 国务院标准化行政主管部门制定 全国范围内统一执行的标准 2行业标准 国务院有关行政主管部门制定并报国务院标准化行政主管部门备案 在全国某个行业范围内统一的标准 16 2020 3 28 第一部分标准的法律定位和内涵 8国际公约 国际条约 我国与外国签订的国际条约 以及我国宣布承认或参加的一些已经存在的国际条约 国际公约 也是我国法律规范的表现形式之一 如 建筑业安全卫生公约 17 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 通风方式 进风井和回风井的布置方式 通风方法 主要通风机的工作方法 工作面通风方式 采用通风方式治理瓦斯的基本方法 通风网络 若干风路顺序相联而成的网状线路 18 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 一 矿井通风方式的类型及其适用条件 1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 采空区漏风大 适用条件 井田走向长度不大 小于4km 瓦斯及自燃不严重的矿井 19 2020 3 28 中央并列式 主井 副井 风井 20 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 2中央分列式 进风井大致位于井田走向的中央 回风井位于井田浅部边界沿走向的中央 沿倾斜方向二者相隔一段距离 特点 矿井通风阻力较小 内部漏风小 工业广场不受抽出式主要通风机噪音的影响 适用条件 适用煤层倾角小 埋藏浅 瓦斯和自然发火比较严重的矿井 21 2020 3 28 中央分列式 风井 主井 副井 22 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 3两翼对角式 进风井位于井田中央 回风井设在沿走向的两翼 特点 通风路线较短 阻力和漏风较小 各采区间风阻较均衡 便于按需分风 工业广场不受回风污染和抽出式主要风机噪音危害 适用条件 井田走向长 产量高 需风量大 易自燃 有突出危险的矿井 23 2020 3 28 两翼对角式 风井 风井 主井 副井 24 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 4分区式 进风井大致位于井田走向中央 在每采区掘一个小回风井与采区回风巷相通 不必掘总回风巷 特点 基本与两翼对角式相同 浅部开采不掘总回风巷 加快投产时间 但开采深部煤田时 通风方式需变化 通常会转变为两翼对角式 对生产有一定干扰 适用条件 同两翼对角式 且煤层赋存浅 要求投产期短的矿井 25 2020 3 28 分区式 主井 副井 风井 风井 风井 26 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 确定矿井通风方式的要素 基本原则 安全可靠 技术可行 经济合理 投产快 产量大 基本要求 安全出口 风流质量 暖风设备 风机噪音 漏风率 矿井阻力 控风设施 风量分配等 27 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 二 主要通风机工作方法及其特性1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 矿井地面漏风是从矿内漏向地面 特点 A 井下巷道大气处于正压状态 有助于抑制煤壁和采空区瓦斯漏出 B 压入式通风使采空区自燃生成有害气体通过塌陷区向外漏出 减小对井下生产和人员安全的影响 28 2020 3 28 C 压入式风机停止运转 井下巷道大气绝对静压下降 可能导致煤壁和采空区瓦斯涌出增大 D 自燃生成气体直接经塌陷区漏出 可能导致自燃隐患难以及时发现 E 火源具有指向供风方向蔓延特性 促进自燃向采煤工作面方向发展 F 压入式通风的进风区装设的控风设施对生产有干扰 控风设置易损坏 漏风较大 通风管理较困难 29 2020 3 28 压入式 风井 主井 副井 30 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 2抽出式 主要通风机设在回风井口 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 矿井地面漏风是从地面漏向矿内 特点 其优缺点与压入式相反 另外 在矿井与小煤窑相通时 会把小窑积存的有害气体抽入矿井 同时 小窑发生事故也会对矿井造成威胁 31 2020 3 28 抽出式 风井 主井 副井 32 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 3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 特点 因正压 负压均不大 漏风量较小 但通风管理复杂 33 2020 3 28 压抽混合式 副井 风井 风井 主井 34 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 三 采区长壁工作面通风方式和特点1一进一回的工作面通风系统 U型 Z型 U型后退 工作面进 回风巷布置在煤体侧 在我国应用普遍 优点 系统简单 可靠 漏风小 缺点 上隅角瓦斯易超限 巷道掘进提前量大 U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 35 2020 3 28 前进式 后退式 U型 36 2020 3 28 Z型后退 工作面进风巷布置在煤体侧 回风巷布置在采空区侧 优点 采空区瓦斯不进入工作面 缺点 漏风大 回风巷维护困难 Z型前进 工作面进风巷布置在采空区侧 回风巷布置在煤体侧 优点 巷道掘进提前量较小 缺点 采空区瓦斯进入工作面 漏风大 进风巷维护困难 37 2020 3 28 后退式 前进式 Z型 38 2020 3 28 2两进一回或一进两回的工作面通风系统 Y型 W型 双Z型 用于增加采区工作面的风量 减少上隅角瓦斯积聚 Y型系统工作面两端巷道均进风 其中一条越过工作面后成为回风巷 通往采区边界的回风巷 39 2020 3 28 后退式 前进式 型 Y 40 2020 3 28 W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 41 2020 3 28 型 W 后退式 前进式 42 2020 3 28 双Z型系统工作面两端与位于采空区侧 前进式 或煤体侧 后退式 的二条进风巷道相联 工作面中部与位于煤体侧 前进式 或采空区侧 后退式 的一条回风巷道相联 43 2020 3 28 双型 Z 44 2020 3 28 3两进两回的工作面通风系统 H型系统 工作面两端分别与贯通煤体侧和采空区侧的两条巷道相联 形成两条进风巷 两条回风巷的通风系统 其特点是工作面风量大 减少采空区工作面的瓦斯涌出量 45 2020 3 28 H型 46 2020 3 28 第二部分通风系统与瓦斯治理 四 矿井通风网络的基本形式及特性串联通风网络及其特性由两条或两条以上分支彼此首尾相连 中间没有风流分汇点的网路称为串联风网 47 2020 3 28 48 2020 3 28 串联通风网络的特性 1 风量总风流质量等于各分支的风流质量 即MS M1 M2 Mn当各分支的空气密度相等时 QS Q1 Q2 Qn 49 2020 3 28 串联通风网络的特性 2 风压总风压 阻力 等于各分支风压 阻力 之和 即 50 2020 3 28 串联通风网络的特性 3 风阻总风阻等于各分支风阻之和 即 51 2020 3 28 串联通风网络的特性 4 等积孔按照等积孔的定义 串联风网等积孔与各分支等积孔间的关系为 52 2020 3 28 并联风网由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络 称为并联风网 53 2020 3 28 54 2020 3 28 并联通风网络特性 1风量总风量等于各分支的风量之和 即 当各分支的空气密度相等时 有 55 2020 3 28 并联通风网络特性 2风压总风压 阻力 等于各分支风压 分支阻力 即 56 2020 3 28 并联通风网络特性 3风阻并联风网总风阻与各分支风阻的关系为 57 2020 3 28 并联通风网络特性 4等积孔依据等积孔的定义 并联风网等积孔等于各分支等积孔之和 即 58 2020 3 28 串并联通风网络比较分析 经济性比较 R1 R2 0 04 串联风路总风阻 并联风路总风阻 59 2020 3 28 串并联通风网络比较分析 安全可靠性比较对于串联网路形式 一旦某巷道发生灾害事故 势必对下风侧所有串联巷道产生直接影响 且不易控制 而并联网络形式中各巷道风流相互独立 风量易于调控 某巷道中发生的灾害事故不直接影响其它风路 同时串联风网中上风侧工作面产生的炮烟和矿尘会影响下风侧工作面 风流的质量难以保证 因此从安全可靠性的角度分析 并联网络形式的抗灾能力优于串联风网 60 2020 3 28 角联通风网络及其特性 一 角联通风网络在两条并联巷道之间存在一条联络巷 使一侧巷道与另一侧巷道彼此相连所构成的网络称角联通风网络 61 2020 3 28 62 2020 3 28 角联通风网络特性 在角联通风网络中 边缘巷道的风流方向是稳定的 而对角巷道中的风流方向是不稳定的 它随两侧边缘巷道风阻比值的变化而变化 可能出现无风或风流反向的现象 会给现场通风管理带来困难 因此 在通风网络设计中 应尽量减少角联分支的数量 63 2020 3 28 矿井等积孔 定义 为了更形象 更具体 更直观地衡量矿井通风难易程度 矿井通风学上用一个假想的 并与矿井风阻值相当的孔的面积作为评价矿井通风难易程度 这个假想孔的面积就叫做矿井等积孔 64 2020 3 28 矿井等积孔 物理意义 假定在无限空间有一薄壁 在薄壁上开一面积为A m2 的孔口 如图 3 8 所示 当孔口通过的风量等于矿井总风量Q 而且孔口两侧的静压差等于矿井通风总阻力 p1 p2 h 时 则孔口的面积A值就是该矿井的等积孔 65 2020 3 28 矿井等积孔 推倒过程 在薄壁左侧距孔口A足够远处 风速取断面I I 其静压为p1 在孔口右侧风速收缩断面最小处取断面II II 面积 其静压为p2 风速v为最大 p1 p2 0 因为p1 p2 h 所以h 由此得 66 2020 3 28 矿井等积孔 推倒过程 风流收缩处断面面积A 与孔口面积A之比称为收缩系数 由水力学可知 一般 0 65 故A 0 65A 则该处的风速代入上式 整理得 矿井空气密度为标准空气密度 67 2020 3 28 矿井等积孔 小型矿井分级标准 上表所列衡量矿井通风难易程度的等积孔值 是1873年缪尔格根据当时的生产情况提出的 一直沿用至今 由于现代化矿井开采规模 开采方法 机械化程度和通风能力等较以前有很大的发展和提高 表中的标准对小型矿井还有一定的参考价值 对于大型矿井或多风机通风矿井应参照下表 68 2020 3 28 矿井等积孔 大中型矿井分级标准 69 2020 3 28 矿井等积孔 多台风机矿井等积孔计算 计算依据 根据全矿井总功率等于各台主要通风机工作系统功率之和的原理计算出总阻力 而总风量等于各台主要通风机风路上的风量之和 70 2020 3 28 通风网络解算基本定律 一 风量平衡定律风量平衡定律是指在稳态通风条件下 单位时间流入某节点的空气质量 体积 等于流出该节点的空气质量 体积 或者说 流入与流出某节点的各分支的质量流量 体积流量 的代数和等于零 即 71 2020 3 28 72 2020 3 28 通风网络解算基本定律 二 阻力定律对于任一分支巷道或整个网路系统 风流的流动均遵循阻力定律 即 73 2020 3 28 通风网络解算基本定律 三 能量平衡定律1风网中无动力源通风网络中的任一闭合回路 当无动力源时 各分支阻力的代数和为零 即 回路中分支风流方向为顺时针时 其阻力取正 逆时针时 其阻力取负 74 2020 3 28 通风网络解算基本定律 三 能量平衡定律2风网中有动力源在任一闭合回路中 各分支的通风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和 75 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 一 世界各国瓦斯等级的划分1前苏联 俄罗斯 乌克兰 哈萨克斯坦等国 一级 瓦斯相对涌出量小于5m3 t 二级 瓦斯相对涌出量5 10m3 t 三级 瓦斯相对涌出量10 15m3 t 超级 瓦斯相对涌出量大于15m3 t 或有瓦斯喷出现象 突出 开采突出煤层 76 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 一 世界各国瓦斯等级的划分2波兰无瓦斯 瓦斯相对涌出量小于5m3 t 低瓦斯 瓦斯相对涌出量5 10m3 t 瓦斯 瓦斯相对涌出量10 15m3 t 高瓦斯 瓦斯相对涌出量大于15m3 t 或有瓦斯喷出现象 突出 开采突出煤层 77 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 一 世界各国瓦斯等级的划分3德国微瓦斯 瓦斯相对涌出量0 3 3m3 t 低瓦斯 瓦斯相对涌出量2 6m3 t 瓦斯 瓦斯相对涌出量4 12m3 t 中等瓦斯 瓦斯相对涌出量8 25m3 t 高瓦斯 瓦斯相对涌出量20 60m3 t 超级瓦斯 瓦斯相对涌出量50 120m3 t 78 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 一 世界各国瓦斯等级的划分4印度一级 瓦斯相对涌出量小于1m3 t 且矿井总回风瓦斯浓度小于0 1 二级 瓦斯相对涌出量1 10m3 t 且矿井总回风瓦斯浓度大于0 1 三级 瓦斯相对涌出量大于10m3 t 且矿井总回风瓦斯浓度大于0 1 79 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 一 世界各国瓦斯等级的划分5日本高瓦斯矿井 符合下列条件之一1 回风巷道风流中可燃气体含量大于0 25 2 采掘工作面风流中可燃气体含量大于0 5 3 停风1小时 采掘工作面或人行巷道风流中可燃气体含量大于3 低瓦斯矿井 不符合上述条件的 皆为低瓦斯矿井 80 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 二 我国矿井瓦斯等级划分11980年以前 我国基本上采用前苏联矿井瓦斯等级划分方法 划分为四级 一级 瓦斯相对涌出量小于5m3 t 二级 瓦斯相对涌出量5 10m3 t 三级 瓦斯相对涌出量10 15m3 t 超级 瓦斯相对涌出量大于15m3 t 或有瓦斯喷出 瓦斯突出现象 81 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 二 我国矿井瓦斯等级划分21980年至2001年 划分为三级低瓦斯 瓦斯相对涌出量小于10m3 t 高瓦斯 瓦斯相对涌出量大于10m3 t 或有瓦斯喷出现象 煤与瓦斯突出 开采突出煤层 82 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 二 我国矿井瓦斯等级划分2001年以后 加入矿井瓦斯绝对涌出量作为划分依据之一 低瓦斯 瓦斯相对涌出量小于或等于10m3 t 且绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3 min 高瓦斯 瓦斯相对涌出量大于10m3 t 或绝对瓦斯涌出量大于40m3 min 煤与瓦斯突出 采掘过程中 只要发生过一次突出 该矿井即为突出矿井 83 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 三 矿井瓦斯等级划分标准的变动1提出的建议1 矿井相对瓦斯涌出量受产量影响 瓦斯等级划分指标不合理 2 增加矿井绝对瓦斯涌出量 回风流瓦斯浓度 瓦斯灾害严重程度等指标 3 采用工作面绝对瓦斯涌出量作为指标 4 增加矿井瓦斯等级的级数 84 2020 3 28 第三部分矿井瓦斯等级 三 矿井瓦斯等级划分标准的变动2达成的共识1 三级分类法较为合理 过多分级会造成瓦斯管理上的困难 2 采用瓦斯相对涌出量和绝对涌出量作为分级指标 3 矿井瓦斯等级的分级对象是矿井 不再采用采区来划分矿井等级 85 2020 3 28 第四部分 矿井瓦斯等级鉴定规范 解释 AQ1025 2006安全生产标准代号 标准顺序号 年号 86 2020 3 28 主要内容 适用范围鉴定资质瓦斯等级基本概念鉴定程序 87 2020 3 28 适用范围 矿井设计 预测瓦斯涌出量 参考瓦斯涌出量预测矿井瓦斯等级 矿井通风系统设计的依据 井工生产矿井 每年进行瓦斯等级鉴定正在建设矿井 每年进行瓦斯等级鉴定自然井 以自然井为单位 不是采区 可以不鉴定的条件 特殊原因长期停产 经省 自治区 直辖市 级煤炭行业管理部分批准 88 2020 3 28 鉴定资质 煤炭企业有资质的中介机构 89 2020 3 28 瓦斯等级 划分的依据 矿井瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式等级 低瓦斯矿井 高瓦斯矿井 突出矿井 90 2020 3 28 基本概念 正常生产条件 测定区域 矿井 煤层 翼 水平或采区 的实际产量 包括回采和掘进煤产量 达到该区域设计产量 或正常产量 的60 以上的条件 91 2020 3 28 基本概念 瓦斯喷出 从煤体或岩体裂隙 孔洞 钻孔或炮眼中大量涌出瓦斯 二氧化碳 的异常涌出现象 在20m巷道范围内 涌出瓦斯 二氧化碳 量大于或等于1 0m3 min且持续8h以上时的区域定为瓦斯 二氧化碳 喷出危险区域 92 2020 3 28 基本概念 高瓦斯区 在低瓦斯矿井中 相对瓦斯涌出量大于或等于10m3 t d或有瓦斯 二氧化碳 喷出危险的区域 采区或工作面 定为高瓦斯 二氧化碳 区 93 2020 3 28 鉴定程序 制定鉴定方案做好鉴定准备实施鉴定数据记录和整理报告审批和备案 94 2020 3 28 鉴定方案内容 鉴定时间 月份 旬 天 班次 时刻测定内容 风量