礦井通風與災(zāi)害防治

礦井通風與災(zāi)害防治礦井通風與災(zāi)害防治制作:張玉鳳

礦井通風安全與災(zāi)害防治本課程主要內(nèi)容：

礦井通風

礦井瓦斯

礦井防滅火粉塵防治第一節(jié)井下空氣一．井下空氣成分：1．來源：地面空氣——人體需氧量：體質(zhì)精神狀態(tài)和勞動強度。休息時：0·2～0·4L／min

重體力：1·8～2·4L／min生命極限氧氣濃度：10％～12％氧氣20．96％氮氣79％二氧化碳0．04％2．地面空氣入井后的變化：﹙1﹚．氧氣含量相對減少；﹙2﹚．混入各種有毒有害氣體；（3）．混入煤塵﹑巖塵和水泥粉塵；（4）．空氣的溫度﹑壓力都發(fā)生了變化．3.《規(guī)程》對井下空氣成分的規(guī)定:《規(guī)程》規(guī)定：（1）采掘工作面進風流中，氧氣濃度不得低于20％，二氧化碳不得超過0．5％．（2）有害氣體不得超過下表規(guī)定：

名稱最高允許濃度（％）一氧化碳0．0024二氧化氮0．00025二氧化硫0．0005

硫化氫0．00066

氨氣0．004二．礦井氣候條件：礦井氣候條件人體散熱方式：對流、輻射、蒸發(fā)礦井空氣溫度井巷風速礦井空氣濕度

一）礦井空氣溫度：1.影響礦井空氣溫度的因素：

2.礦井空氣溫度的變化規(guī)律：距離溫度夏季冬季3.?規(guī)程?對溫度的規(guī)定：二）礦井空氣濕度：（空氣中所含水蒸氣的含量）1.絕對濕度：2.相對濕度：一般回風道和出風井濕度最大，進風路線上會出現(xiàn)

冬干夏濕。三）井巷風流速度：井巷名稱允許風速（m/s）最低最高無提升設(shè)備的風井和風硐15專為升降物料的井筒12風橋10升降人員和物料的井筒8主要進.回風巷8運輸機巷，采區(qū)進回風巷0.256采煤工作面.煤巷和半煤巖巷0.254掘進中的巖巷0.154架線電機車巷道1.08其他通風人行巷道0.15第二節(jié)礦井通風系統(tǒng)一.礦井通風系統(tǒng)：1.礦井通風方式:中央式﹑對角式﹑混合式中央式：中央并列式﹑中央分列式對角式：兩翼對角式、分區(qū)對角式混合式2.礦井通風方法:自然通風﹑機械通風。機械通風：壓入式、抽出式、混合式3.礦井通風網(wǎng)絡(luò):串聯(lián)﹑并聯(lián)﹑角聯(lián)并聯(lián)角聯(lián)串聯(lián)采煤工作面和掘進工作面都應(yīng)采用獨立通風。串聯(lián)通風的危害:總風阻大,等積空小,通風困難,通風動力費用相對較高位于后斷的巷道工作面中的風流不新鮮,風質(zhì)較差各段巷道或工作地點的風量不能進行調(diào)節(jié),不能有效地利用風量事故波及范圍大,安全性差.4.礦井通風設(shè)施:如:風硐﹑風橋﹑風門﹑擋風墻(密閉)﹑防爆門等二.采區(qū)通風系統(tǒng):

指礦井風流經(jīng)主要進風道進入采區(qū),流經(jīng)有關(guān)巷道,清洗采掘工作面﹑硐室和其他用風地點后,沿采區(qū)回風巷的整個網(wǎng)絡(luò).一).采區(qū)通風系統(tǒng)的基本要求:二).采區(qū)進﹑回風上山的選擇:1.輸送機上山進風﹑軌道上山回風

2.軌道上山進風﹑輸送機上山回風三)采煤工作面的通風系統(tǒng):

采煤工作面的通風系統(tǒng)是由工作面的進風巷﹑回風巷和工作面組成。走向長壁式下的采煤工作面的通風系統(tǒng)有:

反向通風系統(tǒng)(“U”型)﹑順向通風系統(tǒng)(“Z”型)﹑

對拉工作面(“W”型)等。上行通風下行通風U型后退式（上行）U型前進式（下行）Z型后退式（上行）Y型后退（上行）W型（兩進一回)5m偏Y型通風瓦斯抽放管五)采煤工作面所需風量的確定：

各個采煤工作面實際需要的風量，應(yīng)按瓦斯.二氧化碳涌出量，爆破后的有害氣體產(chǎn)生量，工作面的氣溫和風速，以及作業(yè)人數(shù)等因素分別計算后，取其中最大值。1.按瓦斯涌出量計算：

Q采＝100q瓦采K采通(m3/min)2.按工作面人數(shù)計算：

Q采＝4N采

(m3/min)3.按一次爆破最大消耗炸藥量計算：

Q采＝25A(m3/min)4.按工作面溫度計算：采煤工作面應(yīng)有良好的氣象條件，其溫度和風速應(yīng)符合下列要求：采煤工作面空氣溫度與風速對應(yīng)表長壁工作面實際需要的風量:Q采=60×V采×S采

(m/s)采煤工作面空氣溫度（℃）采煤工作面風速（m/s)<150.3~0.515~180.5~0.818~200.8~1.020~231.0~1.523~261.5~2.026~282.0~2.55.按風速進行驗算:0.25×60×S≤Q采最大≤4×60×S(六)無煤柱開采時的防止漏風的措施:

1.漏風的危害:2.防止漏風的措施:第三節(jié)礦井瓦斯的防治一.礦井瓦斯:

礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體的總稱，有時單獨指甲烷.二.礦井瓦斯等級鑒定:

1.鑒定的目的:

3.等級劃分:

低瓦斯礦井高瓦斯礦井煤與瓦斯突出礦井2.等級鑒定的依據(jù):

相對瓦斯涌出量絕對瓦斯涌出量瓦斯涌出形式四.礦井瓦斯涌出量:

礦井生產(chǎn)過程中,單位時間內(nèi)從煤層本身及圍巖和鄰近煤層涌出瓦斯量的總和。

1.絕對瓦斯涌出量:

Q瓦=Q×C%,m3/min或Q瓦=1440×Q×C%,m/min2.相對瓦斯涌出量:

q瓦=Q

瓦

×n/T,m3/t三.瓦斯涌出形式:1.普通涌出:2.特殊涌出

瓦斯噴出煤與瓦斯突出五.瓦斯爆炸的必備條件:

條件

1.一定的瓦斯?jié)舛?

瓦斯爆炸界限:5%~16%(下限:5%上限:16%威力最強9.5%)一定的瓦斯?jié)舛纫瑹嵩醋銐虻难鯕?.引爆熱源:1)熱源溫度:一般為650~750℃2)熱源存在的時間:大于瓦斯爆炸的感應(yīng)期

注意:

井下能引起瓦斯、煤塵爆炸的熱源有:

明火、電火、自然發(fā)火、架線機車火花、靜電、雷電、雜散電流、撞擊、摩擦火花等。

3.足夠的氧氣:

氧氣濃度不得低于12%六.瓦斯爆炸的危害：七.防治瓦斯的措施:一)防止瓦斯積聚:1.加強通風:2.加強檢查:3.及時處理局部積聚瓦斯:1)局部瓦斯積聚:2)U型工作面易積聚瓦斯的地點:3)上隅角瓦斯積聚的常用處理方法:

風障法、風筒排除法、尾巷排放法、水風扇排放法、打開密閉法等。風障風障法2m風筒排除法瓦斯自動引排系統(tǒng)調(diào)節(jié)風窗二）防止瓦斯引燃：防止瓦斯引燃的原則：

1.堅決禁止一切非生產(chǎn)的熱源

2.嚴加管理和控制生產(chǎn)中可能的熱源,防止它的發(fā)生或限制其燃燒瓦斯的能力

三)限制瓦斯爆炸范圍擴大:八.井下風流中的瓦斯?jié)舛燃俺迺r處理要求:地點瓦斯?jié)舛?%)處理要求礦井總回風或一翼回風巷風量超過0.75必須立即查明原因,進行處理采區(qū)回風巷、采掘工作面回風流超過1必須停工,撤人,采取措施,處理

采掘工作面風流(及其他地點風流中)達到1必須停止煤電鉆打眼,20m內(nèi)嚴禁放炮達到1.5必須停工,斷電,撤人,進行處理

采掘工作面局部空間(>0.5m3)

達到2.0附近20m內(nèi),必須停工,撤人,斷電,進行處理電動機或其開關(guān)附近20m以內(nèi)風流中

達到1.5必須停止運轉(zhuǎn),撤出人員,切斷電源,進行處理裝有安全監(jiān)控系統(tǒng)的綜采工作面、水采、保護層(厚度<0.8m)的采面(經(jīng)抽放(抽放率>25%))和增加風量不得超過1.5已達最高風速后,其回風巷風流中瓦斯?jié)舛热圆荒芙档偷?%以下時,回風巷中最高允許濃度九.煤與瓦斯突出:

在地應(yīng)力和瓦斯的共同作用下,破碎的煤、巖和瓦斯由煤體或巖體突然向采掘空間拋出的異常的動力現(xiàn)象。一）煤與瓦斯突出的危害：二）煤與瓦斯突出前的預(yù)兆及發(fā)現(xiàn)預(yù)兆時安全措施：

1.突出前的預(yù)兆:1)有聲預(yù)兆:2)無聲預(yù)兆:

2.發(fā)現(xiàn)預(yù)兆時應(yīng)采取的安全措施:四)開采煤與瓦斯突出煤層的采煤工作面應(yīng)采取的防突措施：三)綜合防突措施:

突出危險性預(yù)測防突措施防突措施的效果檢驗安全防護措施突出危險性預(yù)測防突措施區(qū)域預(yù)測局部預(yù)測區(qū)域性防突措施局部防突措施第四節(jié)礦塵的防治一．平煤集團發(fā)生的特大煤塵爆炸事故：

1.1960年11月28日原平頂山礦務(wù)局五礦發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸，死亡187人

2.1976年原平頂山礦務(wù)局六礦發(fā)生煤塵爆炸,死亡75人

3.1981年原平頂山礦務(wù)局五礦發(fā)生瓦斯、煤塵爆炸,死亡133人二.礦塵:

礦塵是礦井在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種礦物微細顆粒

三.礦塵的危害:

1.對人體的危害

2.煤塵燃燒或爆炸

3.影響作業(yè)環(huán)境,增加其他事故的發(fā)生

四.礦塵的分類:1.按礦塵的成分劃分：2.按礦塵所含SiO2的多少劃分：3.按礦塵的粒度大小及其可見度劃分煤塵水泥粉塵巖塵硅塵含量>10%非硅塵含量<10%可見礦塵粒度>10微米顯微礦塵粒度在0.25~10微米超顯微礦塵粒度<0.25微米4.按礦塵的爆炸性劃分:

爆炸性礦塵、無爆炸性礦塵5.按礦塵的存在狀態(tài)分:6.按礦塵的粒度范圍劃分:全塵、落塵7.按礦塵的來源劃分:原生礦塵、次生礦塵浮塵暴風、沖擊波自重落塵五.礦塵的產(chǎn)生:1.礦塵的產(chǎn)生:

生產(chǎn)環(huán)節(jié):開拓、掘進、采煤、運輸及提升等生產(chǎn)工序:鑿巖、打眼、落煤、放頂、轉(zhuǎn)運等2.影響產(chǎn)塵量的因素:1.自然因素:2.生產(chǎn)技術(shù)因素:六.井下空氣中粉塵的允許濃度:1.粉塵濃度:

礦井空氣中所含浮游礦塵的數(shù)量表示方法有兩種

2.井下空氣中粉塵濃度:

質(zhì)量法計數(shù)法粉塵中的游離SiO2含量最高允許濃度(mg/m3)總粉塵呼吸性粉塵<10%103．510~<50%2150~80%20．5≥80%20．3作業(yè)場所空氣中粉塵濃度標準七.煤塵爆炸的必備條件及其特征:

1.煤塵爆炸的必備條件:

1)煤塵本身必須具有爆炸性

2)煤塵在空氣中懸浮并達到一定的濃度

我國煤塵爆炸性鑒定,其爆炸濃度為45~2000g/m3

3)有能引起煤塵爆炸的火源

正常情況下,煤塵爆炸的引爆溫度為630~1050℃

2.煤塵爆炸的特征:

煤塵爆炸的明顯特征是:爆炸時產(chǎn)生粘焦八.影響煤塵爆炸的因素:

1.煤的成分:煤的揮發(fā)分、煤的灰分、煤的水分

2.煤塵的濃度

3.煤塵的粒度

4.礦井瓦斯?jié)舛群秃趿?/p>

5.引爆熱源與爆炸環(huán)境九.預(yù)防止煤塵爆炸和限制煤塵爆炸范圍擴大的措施:防止煤塵爆炸的技術(shù)措施：

(一)防止浮游煤塵爆炸的技術(shù)措施：一是實施綜合防塵措施降低浮游煤塵的濃度，控制其在爆炸下限以下；二是消除各種引爆火源。

(二)防止沉積煤塵參與爆炸的技術(shù)措施:﹙防爆重點）標準：定期沖刷巷道積塵，主要大巷每年至少刷白一次，井下巷道不得有厚度超過2mm連續(xù)長度超5m的煤塵堆積。沖洗巷道主要進、回風巷至少每月沖刷一次積塵。2清掃積塵定期清掃積塵撒布巖粉噴灑占粘結(jié)劑(三)限制煤塵爆炸范圍擴大的措施:隔爆設(shè)施：開采有煤塵爆炸危險煤層的礦井，在適當?shù)奈恢冒苍O(shè)的隔絕煤塵爆炸的安全設(shè)施。作用：使已經(jīng)發(fā)生瓦斯或煤塵爆炸地點附近的煤塵不能參與爆炸，使爆炸事故不能繼續(xù)下去。規(guī)定：開采有煤塵爆炸危險的煤層的礦井，礦井的兩翼，相鄰的采區(qū)、相鄰的煤層和相鄰的工作面，都必須采用水棚或巖粉棚隔開。巖粉隔爆裝置：1）巖粉棚：要求：巖粉棚必須成列，總長度不應(yīng)小于20米。巖粉用量根據(jù)巷道斷面大小而定，主要運輸巷不應(yīng)少于400kg/m2，其它巷道不應(yīng)少于200kg/m2。2）巖粉箱：水隔爆裝置：水的比熱較巖粉高5倍，吸熱效果好，長期使用不必更換。1）隔爆水槽：采用隔爆水槽時的用水量根據(jù)巷道斷面大小而定，主要巷道不少于400L/m2，水棚長度不少于30m；一般巷道不少于200L/m2，水棚長度不少于20m。水棚的排間距離都為1·2～3m。2）隔爆水袋：3)自動隔爆水幕：3撒布巖粉和清掃積塵：十.煤礦塵肺病及其防治:(一)煤礦塵肺病:(二)影響塵肺病發(fā)病的因素:(三)預(yù)防塵肺病的技術(shù)措施—綜合防塵措施

綜合防塵措施的內(nèi)容:主要以風、水為主。如:濕式鑿巖、通風排塵與凈化風流、爆破噴霧、沖洗巖幫、裝巖灑水、個體防塵等多種措施.最佳排塵風速：1·5～2·0m/s當風速達0·15m/s時，5μm以下的粉塵能隨風排出。噴霧器布置：水霧布滿巷道斷面、盡可能靠近塵源，縮小含塵空氣的迷漫范圍。如：某礦距掘進工作面20、40和60m處各設(shè)一道水幕。第一道：59％～66·5％第二道：78·2％～80％第三道：98·6％（濃度達0·78mg/m3

）降塵率

通風排塵和凈化風流爆破噴霧爆破：產(chǎn)生礦塵、落塵再度飛揚。水霧粒度為20～50μm捕塵效果最佳。把水化成微細水滴通過噴霧器實現(xiàn)。1）水力噴霧器：水流在壓力的作用下從噴嘴噴出，形成水霧。適用：運輸機頭、翻罐籠、煤倉、裝車站等固定點防塵。2）風水噴霧器：以壓氣作主要動力，將低于風壓的水分散成水霧。掘進工作面使用較多的是鴨嘴式噴霧器。某礦寬4m以上的掘進工作面兩幫各設(shè)一個鴨嘴式噴霧器，爆破后5min測定，工作面礦塵由11·6mg/m3降到2·42mg/m3

裝巖灑水：人工：灑水裝巖機裝巖：裝巖機兩端各安裝一個風水噴霧器。裝巖灑水耗水量：一般干燥的煤巖灑水10～30L/m3

沖洗巖幫：恢復(fù)作業(yè)前，專人用膠皮水管由外向里沖洗兩幫、頂部、底部。水壓一般為0·3～0·4MPa。（照明及其它電氣設(shè)備）個體防塵：第五節(jié)礦井火災(zāi)的防治一.平煤集團公司建礦以來曾發(fā)生火災(zāi)事故

1、1975年10月，一礦丁十采區(qū)某采面皮帶機道，轉(zhuǎn)載機與皮帶搭接處，轉(zhuǎn)載機減速機順軸竄動冒火引起液力聯(lián)軸器漏油燃燒著火火災(zāi)，引起非阻皮帶、電纜﹝剩銅絲﹞燃燒，死亡4人.2、1983年7月31日，高莊皮帶摩擦引起火災(zāi)，死亡11人.3、1994年8月3日，八礦皮帶摩擦引起火災(zāi)，死亡17人.二.礦井火災(zāi):三.礦井火災(zāi)發(fā)生的條件:

可燃物、熱源、空氣四.礦井火災(zāi)的危害:

1.產(chǎn)生有毒有害氣體

2.引起瓦斯、煤塵爆炸

3.造成資源損失

4.使設(shè)備和財產(chǎn)遭受損失五.礦井火災(zāi)的分類:

按發(fā)火原因分:

一）.內(nèi)因火災(zāi)

（一）煤的自燃傾向性：煤自身具有吸氧蓄熱著火的特性?！兑?guī)程》208條煤的自燃傾向性分為容易自燃、自燃、不易自燃。(二）煤炭自然的條件：

1具有自燃傾向性的煤炭呈破碎堆積狀態(tài)。

2有連續(xù)的通風供氧條件，維持煤炭氧化過程的發(fā)展；

3積聚氧化生成熱量，使煤的溫度升高；

4上述條件同時具備，且大于煤的自然發(fā)火期。煤的發(fā)火期(三）自然發(fā)火的過程：特點:1、O2減少;2、CO、CO2、增加;3、空氣中溫度升高、出現(xiàn)霧氣和水珠。自熱階段燃燒階段(燃燒期)特點:1、產(chǎn)生大量可燃氣體。如:CO和其它碳氫化合物。

2、火區(qū)附近溫度顯著增高,出現(xiàn)特出的火災(zāi)氣味、煙及明火。如:煤油味等。(三）早期識別煤炭自然的征兆：煤層的溫度、附近的空氣溫度和水的溫度都比正常情況下高；附近的氧濃度降低；附近巷道中的濕度增大；附近巷道的壁面和支架表面出現(xiàn)水珠（掛汗）；出現(xiàn)有毒有害氣體，如：一氧化碳、二氧化碳和各種碳氫化合物；巷道中出現(xiàn)煤油汽油松節(jié)油和焦油等氣味。影響煤自然的因素：1內(nèi)在因素：煤層厚度和傾角、煤層埋藏深度、地質(zhì)構(gòu)造、圍巖性質(zhì)、煤的瓦斯含量、含硫量等。2外在因素：開拓開采條件、漏風條件（最危險的漏風量0·4～0·8m3/(min·m2），下限0·068m3/(min·m2）)、采空區(qū)的管理等。漏風發(fā)生的條件：漏風通道的存在漏風通道兩端存在壓差（五）.預(yù)防煤炭自燃發(fā)火的措施:

預(yù)防煤炭自燃發(fā)火必須采取綜合性的預(yù)防措施

1)開采技術(shù)措施

2)通風措施

3)預(yù)防性灌漿

4)阻化劑防火措施

5)注氮滅火(六)火區(qū)的管理和啟封:火區(qū)的管理繪制火區(qū)位置關(guān)系圖,建立火區(qū)管理卡片《規(guī)程》火區(qū)管理卡片應(yīng)包括如下內(nèi)容:(通風部門)(1)火區(qū)基本情況登記表(2)火區(qū)灌漿注沙或灌注惰氣記錄表(3)防火墻的建造記錄表)加強防火墻的管理《規(guī)程》火區(qū)熄滅的標志火區(qū)