矿井通风复习题

1 矿井通风 矿井通风 这种利用机械或自然通风为动力 使地面空气进入井下 并在井巷中做定向和定量地流动 最后将 污浊空气排出矿井的全过程就称为矿井通风 2 地面空气组成 地面空气组成 地面空气是由于空气和水蒸汽组成的混合气体 通常称为湿空气 3 矿井空气 矿井空气 地面空气进入矿井以后即称为矿井空气 4 干空气 干空气 是指完全不含有水蒸气的空气 它是由氧 氮 二氧化碳 氩 氖和其他一些微量气体所组成的混合气 体 5 矿井空气中常见的有害气体 矿井空气中常见的有害气体 主要有一氧化碳 CO 硫化氢 H2S 二氧化氮 NO2 二氧化硫 SO2 氨气 NH3 氢气 H2 等 6 一氧化碳的主要来源 一氧化碳的主要来源 井下爆破 矿井火灾 煤炭自燃以及煤尘 瓦斯爆炸事故等 7 硫化氢的主要来源 硫化氢的主要来源 有机物腐烂 含硫矿物的水解 矿物氧化和燃烧 从老空区和旧巷积水中放出 我国有些 矿区煤层中也有硫化氢涌出 8 二氧化硫的主要来源 二氧化硫的主要来源 含硫矿物的氧化与自燃 在含硫矿物中爆破 以及从含硫矿层中涌出 9 二氧化碳的主要来源 二氧化碳的主要来源 爆破工作 用水灭火等 部分岩层中也有氨气涌出 10 氢气的主要来源 氢气的主要来源 井下蓄电池充电时可放出氢气 有些中等变质的煤层中也有氢气涌出 11 矿井气候 矿井气候 是指矿井空气的温度 湿度和流速这三个参数的综合作用状态 12 矿井气候对人体热平衡的影响 矿井气候对人体热平衡的影响 1 空气温度对人体对流散热起着主要作用 2 相对湿度影响人体蒸发散 热的效果 3 风度影响人体的对流散热和蒸发散热的效果 13 矿井气候条件的指标 矿井气候条件的指标 干球温度 湿球温度 等效温度 同感温度 14 我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度 矿井空气最高容许干球温度是 我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度 矿井空气最高容许干球温度是 28 摄氏度 摄氏度 15 世界主要产煤国家对矿井气候条件主要采用的指标有 世界主要产煤国家对矿井气候条件主要采用的指标有 干球温度 湿球温度 同感温度等 16 温度 温度 是描述物体冷热状态的物理量 是矿井表征气候条件的主要参数之一 测量温度的标尺简称温标 17 规程规程 第第 102 条规定条规定 生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过 26 摄氏度 机电硐室的空气温度不得超过 30 氏度 18 空气的压力 空气的压力 也称为空气的静压 用符号 P 表示 压力的单位为 Pa 19 风流之所以能在系统中流动 其根本的原因是系统中存在着促使空气流动的能量差 当空气的能量对外做工有 力的表现时 我们就把它称为压力 压力是可以感测到的 压力可以理解为 单位体积空气所具有的能够对外做工 的机械能 20 压力分 压力分 为绝对压力和相对压力 测压仪器有压差计 皮托管 21 通风能量方程分为 通风能量方程分为 连续性方程 质量守恒方程 和能量方程 22 井巷通风阻力可分为两类 井巷通风阻力可分为两类 摩擦阻力 也称沿程阻力 和局部阻力 23 降低井巷摩擦阻力措施 降低井巷摩擦阻力措施 1 减小摩擦阻力系数 a 2 保证有足够大的巷道断面 3 选用周长较小的井巷 4 减少巷道长度 5 避免巷道内风量过于集中 24 矿井通风的动力 矿井通风的动力 欲使空气在矿井中源源不断地流动 就必须克服空气沿井巷流动时所收到的阻力 这种克服 通风阻力的能量或压力叫通风动力 通风机风压和自然风压均是矿井通风的动力 25 自然通风 自然通风 在夏季时 若空气柱 5 4 3 比 0 1 2 温度低 平均密度大 则系统产生的自然风压方向与冬季相反 地面空气从井口 5 流入 从井口 1 流出 这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风 26 在一个有高差的闭合回路中 只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等 则该回路就会产生自然风压 27 矿井通风的主要动力 矿井通风的主要动力 是通风机 矿用通风机按其服务范围可分为三类矿用通风机按其服务范围可分为三类 1 主要通风机 服务于全矿或矿 井的某一翼 2 辅助通风机 服务于矿井网络的某一分支 帮助主要通风机通风 以保证该分支风量 3 局部通 风机服务于独头掘进井巷等局部地区 28 按通风机的构造和工作原理可分为 按通风机的构造和工作原理可分为 离心式通风机和轴流式通风机两种 29 风硐 风硐 连接风机和井筒的一段巷道 减少漏风 30 扩散器 扩散器 无论是抽出式还是压入式通风 无论是离心式通风还是轴流式通风 在风机的出口都外接一定的长度 断面逐渐扩大的构筑物 其作用是降低出口速压以提高风机静压 31 防爆门 防爆井盖 防爆门 防爆井盖 出风井的上口 必须安装防爆设施 在斜井井口安设防爆门 在立井井口安设防爆井盖 其作用是当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时 受高压气浪的冲击作用 自动打开 以保护主要通风机免受毁坏 在 正常情况下是气密的 以防止风流回路 32 目前的反风方法有 目前的反风方法有 1 设专用反风道反风 2 轴流式通风机反转反风 3 利用备用风机的风道反风 4 调整动叶安装角进行反风 33 反风装置应满足下列要求 反风装置应满足下列要求 定期进行检修 确保反风装置处于良好状态 动作灵敏可靠 能在 10min 内改变巷 道中风流方向 结构要严密 漏风少 反风量不应小于正常风量的 40 每年至少进行一次反风演习 34 分析通风网络时的一些图论术语 分析通风网络时的一些图论术语 分支 边 弧 节点 结点 顶点 路 通路 道路 回路 树 割集 35 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等于流出该节点的空气质量 或者说 流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零 36 任何原因引起的风阻变化都回导致风网内风流的变化 任何原因引起的风阻变化都回导致风网内风流的变化 1 变阻分支本身的风量与风压变化规律 2 变阻分 支对于其他分支风量与风压的影响规律 3 巷道密闭与贯通对风流的影响 37 局部风量调节 局部风量调节 是指在采区内部各工作面间 采区之间或生产水平之间的风量调节 调节方法有增阻法 减阻 法及辅助通风调节法 38 增阻调节法 增阻调节法 是通过在巷道中安设调节风窗等设施 增大巷道的局部阻力 从而降低与该巷道处于同一通路中 的风量 或增大与其关联的通路上的风量 增阻调节是一种耗能调节法 具体措施有 1 调节风窗 2 临时风 帘 3 空气幕调节装置等 39 减阻调节法 减阻调节法 是通过在巷道中采取降阻措施 降低巷道的通风阻力 从而增大与该巷道处于同一通道中的风量 或减小与其并联通路上的风量 减阻调节只要措施有 1 扩大巷道断面 2 降低摩擦阻力系数 3 清除巷道 中的局部阻力物 4 采用并联风路 5 缩短风流路线的总长度等 40 增能调节法主要 增能调节法主要 是采用辅助通风机等增加通风能量的方法 增加局部地点的风景 增能调节的措施主要有 1 辅助通风机调节法 2 利用自然风压调节法 41 矿井总风量的调节 矿井总风量的调节 一 改变主通风机工作特性 二 改变矿井总风阻值 1 风硐闸门调节法 2 降低矿井 总风阻 42 局部通风 局部通风 这种利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法 又称掘进通风 43 局部通风机的常用通风方式 局部通风机的常用通风方式 有压入式 抽出式和混合式 44 压入和抽出的优缺点 压入和抽出的优缺点 压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大 可防止瓦斯层状积聚 且因风速较大而提 高散热效果 然而 抽出式通风有效吸程小 掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内 与 压入式通风相比 抽出式风量小 工作面排污风所需时间长 速度慢 45 掘进工作面是最容易发生瓦斯 煤尘爆炸和火灾事故的主要原因在于 掘进工作面是最容易发生瓦斯 煤尘爆炸和火灾事故的主要原因在于 1 掘进工作面是最先揭露煤层 它 破坏了煤层中的瓦斯静平衡状态 使大量瓦斯从煤壁和顶底版向巷道内涌入 当穿地质构造带时 瓦斯涌出也会增 大 因此 在掘进工作面易形成瓦斯积聚超限 2 掘进工作面是依靠局部通风机进行独头巷道通风的 其可靠性 差 容易发生无计划突然停电停风 形成瓦斯积聚 3 掘进巷道断面有限 空间狭窄 打眼放炮 机掘落煤 装 煤运输等各生产关节均不断的产生大梁煤尘 若防尘效果不良 就会潜伏煤尘爆炸危险 4 掘进巷道可燃物集中 有风筒 电缆等 另外 机电设备多 容易发生机电事故和违章放炮 从而形成多种火源 导致瓦斯煤尘爆炸 造 成火灾 46 防止瓦斯爆炸等安全措施 防止瓦斯爆炸等安全措施 1 保证局部通风机稳定可靠运转 2 加强瓦斯检查和监测 3 综合防尘措施 4 防火防爆安全措施 5 隔爆与自救措施 47 矿井通风系统 矿井通风系统 是向矿井各作业地点供给新鲜空气 排出污浊空气的进 回风井的布置方式 主要通风机的工 作方法 通风网络和风流控制设施的总称 48 按进 回风井在井田内的位置不同 通风系统可分 按进 回风井在井田内的位置不同 通风系统可分 为中央式 对角式 区域式及混合式 49 中央式 中央式 1 中央并列式 2 中央边界式 对角式 1 两翼对角式 2 分区对角式 50 主要通风机的工作方式有三种 主要通风机的工作方式有三种 抽出式 压入式 压抽混合式 51 采区通风系统 采区通风系统 是矿井通风系统的组合要组成单位 是采区生产系统的重要组成部分 它包括采区进凤 回风 和工作面进 回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施 52 采区通风系统的基本要求 采区通风系统的基本要求 1 每一个采区 都必须布置回风巷 实行分区通风 2 采煤工作面和掘进工作 面都采用独立通风 有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定 3 煤层倾角大于 12 度的采煤工作面采用下列通 风时 报矿总工程师批准 并需遵守下列规定 一 采煤工作面的风速 不得低于 1m s 二 机电设备设在回风巷 时 其风流中瓦斯浓度不得超过 1 并应装有瓦斯自动监测报警断电装置 三 进 回风巷中 都必须设置消防 供水管路 4 采煤工作面和掘进工作面的进风和回风 都不得经过采空区或冒落去 水采工作面由采空区和冒落 去回风时 必须使水采工作面有足够的新鲜风流 保证水采工作面及其回风巷的风流中的瓦斯和 CO2 浓度都必须 符合 规 53 矿井通风系统的类型 矿井通风系统的类型 中央式 对角式 区域式 混合式 54 三专两闭锁 三专两闭锁 三专是指专用变压器 专用开关 专用电缆 两闭锁是指风 电闭锁和瓦斯 电闭锁 55 通风构筑物可分为两大类 通风构筑物可分为两大类 一类是通过风流的通风构筑物 如主要通风机风硐 反风装置 风桥 导风板和调 节风窗 另一类是隔断风流的通风构筑物 如井口密封 挡风墙 风帘和风门等 56 常用的自动风门有 常用的自动风门有 1 碰撞式自动风门 2 气动或水动风门 3 电动风门 57 风桥按其结构可分为 风桥按其结构可分为 1 绕道式风桥 2 混凝土风桥 3 铁筒风桥 58 密闭 密闭 是隔断风流的构筑物 按结构随服务年限的不同分为 1 临时密闭 常用木板 木段等修筑 并用 黄泥 石灰抹面 2 永久密闭 常用料石 砖 水泥等不燃性材料修筑 59 导风板可分为 导风板可分为 1 引风导风板 2 降阻导风板 3 汇流导风板 60 漏风可分为 漏风可分为 外部漏风和内部漏风 1 煤层瓦斯垂直分带 煤层瓦斯垂直分带 一般将煤层由露头自上向下分为四个带 CO2 N2 带 N2 带 N2 CH4 带 CH4 带 前三个带总称为瓦斯风华 带 2 矿井瓦斯等级 矿井瓦斯等级 矿井瓦斯等级划分 1 低瓦斯矿井 矿井相对瓦斯涌出量小雨或等于 10 立方米每吨 且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于 40 立方米 每分 2 高瓦斯矿井 矿井相对瓦斯涌出量大于 10 立方米每吨 且矿井绝对瓦斯涌出量大于 40 立方米每分 3 煤 岩 与瓦斯 二氧化碳 突出矿井 矿井在采掘过程中 只要发生过 1 次煤 岩 与瓦斯突出 该矿井即为突出矿井 发生突出的煤层即为突出煤层 井瓦斯等级鉴定 1 鉴定时间和基本条件 2 测点选择和测定内容及要求 3 矿井瓦斯等级的确定 3 预防煤与瓦斯突出的主要技术措施 预防煤与瓦斯突出的主要技术措施 区域性防突措施 1 开采保护层 1 开采保护层的作用 地压减少 弹性潜能得以缓解释放 煤层膨胀变形 形成裂隙与孔道 透气系数增加 所以被保护层内的瓦斯能大量排放到保护层的采空区内 瓦斯含量和瓦斯压力都将明显下降 煤层瓦斯涌出后 煤的强度增加 据测定 开采保护层后 被保护层的煤硬度系数由 0 3 0 5 增加到 1 0 1 5 2 保护范围 垂直保护距离 沿倾向的保护范围 沿走向的保护范围 煤柱的影响 2 预抽煤层瓦斯 局部防突措施 1 松动爆破 2 钻孔排放瓦斯 3 水力冲孔 4 金属骨架 5 超前钻孔 6 超前支架 7 卸压槽 8 震动放炮 4 瓦斯爆炸的主要参数瓦斯爆炸的主要参数 1 瓦斯的爆炸浓度 在正常的大气环境下 瓦斯只在一定的浓度范围内爆炸 这个浓度范围称瓦斯的爆炸界限 其最低浓度界限叫爆炸下限 其最高浓度界限叫爆炸上限 瓦斯在空气中的爆炸下限为 5 6 上限为 14 16 氧的浓度 氧浓度低于 12 时 混合气体就失去爆炸性 其他可燃气体 煤尘 空气压力 惰性气体 2 瓦斯的最低点燃温度和最小点燃能量 温度 650 度 最低点燃能量为 0 28mJ 3 瓦斯的引火延迟性 5 预防瓦斯爆炸的措施 预防瓦斯爆炸的措施 瓦斯爆炸必须具备三个条件 1 瓦斯浓度在爆炸范围内 2 高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引 火感应期 3 瓦斯 空气混合气体中的氧气浓度大于 12 防止瓦斯积聚 1 搞好通风 2 及时处理局部积存的瓦斯 1 采煤工作面上隅角瓦斯积聚的处理 2 综采工作面瓦斯的处理 1 加大工作面风量 2 防止采煤机附近瓦斯的积聚 3 顶板附近瓦斯层状积聚的处理 1 加大巷道的平均风速 使瓦斯与空气充分地紊流混合 一般认为 防止瓦斯层状积聚的平均风速不得低于 0 5 1m s 2 加大顶班附近的风速 3 将瓦斯源封闭隔绝 4 顶板冒落孔洞内积存瓦斯的处理 5 恢复有大量瓦斯积存的盲巷或打开密闭时的处理措施 3 抽放瓦斯 4 经常检查瓦斯浓度和通风状况 防止瓦斯引燃 防止瓦斯爆炸灾难事故扩大的措施 1 编制周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划 并对有关人员贯彻这个计划 2 实行分区通风 3 通风系统力求简单 4 装有主要通风机的出风井口 应安装防爆门或防爆井盖 防止爆炸波冲毁通风机 影响救灾与恢复通风 5 防治煤尘事故的隔爆措施 同样也适用于防止瓦斯爆炸 6 开采煤层的瓦斯抽放开采煤层的瓦斯抽放 未卸压钻孔抽放 1 钻孔方向 2 孔间距 3 抽放负压 4 钻孔直径 卸压钻孔抽放 1 随倔随抽 2 随采随抽 人工增加煤层透气系数的措施 1 水力压裂 2 水利割裂 3 深孔爆破 4 酸液处理 5 交叉钻孔 7 火灾的类型及其特征火灾的类型及其特征 1 按引火原因分类 内因 自燃 火灾 外因火灾 2 消防分类 A 类火灾 煤炭 木材 橡胶 棉 毛 麻等含碳的固体可燃物质燃烧形成的火灾 B 类火灾 指汽油 煤油 柴油 甲醇 乙醇 丙酮等可燃液体燃烧形成的火灾 C 类火灾 指煤气 天然气 甲烷 乙炔 氢气等和可燃气体燃烧形成的火灾 D 类火灾 像钠 钾 镁等可燃金属燃烧形成的火灾 其特点是火源温度高 3 其他分类方法 按火源特征 可分为原生火灾与再生火灾 按火源产生的位置 可分为井上火灾和井下火灾等 8 煤炭自燃条件煤炭自燃条件 1 有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎 状态 堆积厚度一般要大于 0 4m 2 有较好的蓄热条件 3 有适量的通风供氧 4 上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期 上述四个条件缺一不可 前三个条件是煤炭自然的必要条 件 最后一个条件是充分条件 9 采空区三带的划分采空区三带的划分 散热带 自燃带 窒息带 靠近工作面的采