3礦井通風(fēng)(時文玉)解析

礦井通風(fēng)

新疆煤礦總工程師培訓(xùn)

時文玉新疆煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心主要內(nèi)容前言礦井通風(fēng)基礎(chǔ)構(gòu)建可靠通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)常見隱患典型事故案例剖析總結(jié)“國務(wù)院關(guān)于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知”（國發(fā)〔2010〕23號）要求全面加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作，堅決遏制重特大事故。礦井通風(fēng)知識是防治煤礦重特大事故的有力武器，本講座重點講述礦井通風(fēng)與重特大事故的關(guān)系。一、前言礦井是地下作業(yè)，礦井通風(fēng)是保證礦井生產(chǎn)的基本前提，又是防災(zāi)的基本手段?！耙煌ㄈ馈睒?gòu)成了礦井安全生產(chǎn)的主要內(nèi)容。一、前言通風(fēng)是煤礦安全的主要內(nèi)容之一

為了深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，促進安全生產(chǎn)理論和實踐的創(chuàng)新發(fā)展，國家安監(jiān)總局提出了“通風(fēng)可靠、抽采達標(biāo)、監(jiān)控有效、管理到位”的瓦斯綜合治理工作體系。

“通風(fēng)可靠”是煤礦災(zāi)害防治工作的基礎(chǔ)，構(gòu)建安全可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全生產(chǎn)、提高礦井抗災(zāi)能力和防治煤礦重特大事故的一項標(biāo)本兼治、重在治本的關(guān)鍵之策。通風(fēng)可靠是防治重特大事故的基礎(chǔ)一、前言建國后死亡百人以上煤礦事故共發(fā)生了25起，其中21起瓦斯、煤塵爆炸事故，1起火災(zāi)事故，2起透水事故。不可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是產(chǎn)生重特大事故的溫床一、前言通過對我國煤礦近年來發(fā)生的重特大事故原因進行分析，重大事故都與通風(fēng)系統(tǒng)的缺陷有關(guān)。不可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是產(chǎn)生重特大事故的溫床，是使事故擴大、造成重大人員傷亡的主要原因。礦內(nèi)空氣及流動規(guī)律礦井通風(fēng)阻力礦井通風(fēng)動力

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化礦井通風(fēng)基本內(nèi)容二、礦井通風(fēng)基礎(chǔ)礦井通風(fēng)的任務(wù)向井下各作業(yè)地點提供適量的新鮮空氣，以供給人員呼吸、稀釋和排出井下各種有毒有害氣體及粉塵和創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。確保采掘工作面的進風(fēng)流中氧氣濃度不得低于20%；采掘工作面和采區(qū)的回風(fēng)流中CH4的濃度不能大于1.0%，總回風(fēng)流中CH4最高容許濃度為0.75%。CO不同濃度及作用時間對人的影響礦井中主要有害氣體對人的影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)組成礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)方式、通風(fēng)動力裝置、井巷通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)流控制設(shè)施組成。三、構(gòu)建可靠通風(fēng)系統(tǒng)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性評價指標(biāo)主要通風(fēng)機總效率多風(fēng)機運行穩(wěn)定性通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度采區(qū)的通風(fēng)均衡度礦井回風(fēng)段阻力比礦井開采集中度等積孔礦井通風(fēng)總阻力回風(fēng)流瓦斯?jié)舛蕊L(fēng)量供需綜合指數(shù)采區(qū)的通風(fēng)設(shè)施數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理系統(tǒng)簡單煤礦通風(fēng)系統(tǒng)可靠性設(shè)施可靠風(fēng)量風(fēng)質(zhì)達標(biāo)抗災(zāi)能力強采區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)率風(fēng)流逆轉(zhuǎn)危險度

可靠通風(fēng)系統(tǒng)的首要特征是系統(tǒng)簡單，即要求礦井用風(fēng)地點少且分布合理、通風(fēng)方式和生產(chǎn)布局簡單。通風(fēng)系統(tǒng)越簡單，井下風(fēng)流的穩(wěn)定性和可控性越好，系統(tǒng)的抗災(zāi)能力越強。采用礦井通風(fēng)總阻力和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)作為評價通風(fēng)系統(tǒng)是否簡單的指標(biāo)，易行、便于操作。礦井通風(fēng)系統(tǒng)簡單131—階段運輸大巷；2—階段回風(fēng)石門；3—采區(qū)下部車場；4—采區(qū)軌道上山；5—采區(qū)運輸機上山；6—采區(qū)回風(fēng)上山；7—采區(qū)上部車場；8—采區(qū)中部車場；9—區(qū)段軌道巷；10—區(qū)段運輸巷；11—區(qū)段回風(fēng)巷；12—聯(lián)絡(luò)巷；13—采區(qū)煤倉；14—采區(qū)變電所；15—絞車房；16—階段回風(fēng)巷采區(qū)兩進一回通風(fēng)方式14進風(fēng)進風(fēng)回風(fēng)首采工作面采空區(qū)高濃瓦斯富集區(qū)出煤沿空留巷瓦斯抽采鉆孔回風(fēng)Y型通風(fēng)首采工作面平面圖采區(qū)工作面的U型或Y型通風(fēng)方式傳統(tǒng)的U型工作面通風(fēng)方式15通風(fēng)系統(tǒng)不合理實例

通風(fēng)阻力完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力完全紊流狀態(tài)下，風(fēng)流的摩擦阻力與風(fēng)量的平方成正比。

此式稱為完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律。巷道的摩擦風(fēng)阻計算：

礦井通風(fēng)阻力要求礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量（m3/min）對應(yīng)的通風(fēng)阻力（Pa）（1）﹤3000﹤1500

（2）3000～5000﹤2000

（3）5000～10000﹤2500

（4）10000～20000﹤2940

（5）﹥20000﹤3920

通風(fēng)阻力小1500-2000Pa為理想通風(fēng)阻力，不應(yīng)超過3000Pa。

通風(fēng)阻力分布合理礦井最大阻力路線上的回風(fēng)段阻力占全礦井總阻力的百分比30-50%。系統(tǒng)均衡各采區(qū)供風(fēng)量和通風(fēng)阻力應(yīng)盡量均衡。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理礦井通風(fēng)阻力分布

通風(fēng)系統(tǒng)可分為進風(fēng)段、用風(fēng)段、回風(fēng)段。三段的阻力分布（比例）是反映礦井通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力的一個標(biāo)志。進風(fēng)段從進風(fēng)井口到采區(qū)石門之間的巷道；用風(fēng)段從采區(qū)進風(fēng)石門到采區(qū)回風(fēng)石門之間的巷道；回風(fēng)段從回風(fēng)石門到排風(fēng)井口。

新設(shè)計礦井一般進風(fēng)段阻力占總阻力25%、用風(fēng)段占45%、回風(fēng)段占30%為宜。隨著礦井服務(wù)年限的增加，回風(fēng)段的阻力會有所增大，但回風(fēng)段的阻力應(yīng)不超過總阻力的60%。礦井通風(fēng)阻力分布20

某礦2-2煤系統(tǒng)過三盤區(qū)綜采面風(fēng)路通風(fēng)阻力分布規(guī)律（A-B’

進風(fēng)段，B’-C’用風(fēng)段，C`-D回風(fēng)段,2008年實測結(jié)果）某礦1-2煤系統(tǒng)過四盤區(qū)綜采面風(fēng)路通風(fēng)阻力分布規(guī)律（A-B進風(fēng)段，B-C用風(fēng)段，C-D回風(fēng)段,2008年實測結(jié)果）礦井通風(fēng)阻力分布不合理實例

主通風(fēng)機效率高

主要通風(fēng)機效率>70%時，風(fēng)機的工況點在穩(wěn)定范圍內(nèi)，運行穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟性好。

通風(fēng)分區(qū)均衡和獨立各分區(qū)的通風(fēng)機壓力差值小，多風(fēng)機共同作用的公共段阻力占總阻力的百分比小。采區(qū)通風(fēng)設(shè)施數(shù)少反映通風(fēng)設(shè)施的可靠性，通風(fēng)設(shè)施越少，可靠性越高。通風(fēng)設(shè)施可靠礦井等積孔用礦井風(fēng)阻R表示通風(fēng)難易程度不夠形象，所以常用等積孔表示礦井通風(fēng)的狀況。等積孔與礦井總風(fēng)阻之間有如下關(guān)系：式中A表示礦井等積孔，單位m2，R表示礦井總風(fēng)阻，單位㎏/m7。用工程制單位計算時:A=0.38/√R;其中R單位為:㎏fs2/m8

礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔礦井通風(fēng)裝備（主通風(fēng)機）24英國豪頓主要通風(fēng)機通風(fēng)機裝備的可靠性不斷提高，對旋式通風(fēng)機、大型通風(fēng)機都已在國內(nèi)廣泛使用。24對旋式通風(fēng)機風(fēng)井防爆門是礦井通風(fēng)系統(tǒng)最主要的安全部件。要求設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、維護良好、動作可靠。實際使用中防爆門可能的安全問題主要有漏風(fēng)嚴(yán)重、開啟困難、沖開后不能自行復(fù)位、不滿足反風(fēng)要求等。礦井通風(fēng)裝備（防爆門）風(fēng)量滿足要求礦井主要用風(fēng)地點風(fēng)量供需情況，用風(fēng)地點的風(fēng)量供需比在1.2左右為佳，不應(yīng)過大，否則會使通風(fēng)阻力呈平方關(guān)系增大，阻力過大會帶來安全隱患，且在經(jīng)濟上也不合理。風(fēng)質(zhì)安全可靠“采區(qū)回風(fēng)流瓦斯?jié)舛取狈从车V井通風(fēng)系統(tǒng)排放瓦斯的能力與效果。風(fēng)量風(fēng)質(zhì)達標(biāo)作業(yè)面與人數(shù)少“礦井開采集中度”包括4個參數(shù)：同一采區(qū)同一煤層的掘進工作面數(shù)、采煤工作面數(shù)、采區(qū)內(nèi)最多工作人數(shù)和礦井采區(qū)數(shù)，并據(jù)此綜合計算出“礦井開采集中度”。對于同一個礦井，采區(qū)、工作面數(shù)越多，必然造成通風(fēng)控制設(shè)施增多，系統(tǒng)不穩(wěn)定，抗災(zāi)能力差；再加上人員過度集中，管理困難，增大了事故隱患。漏風(fēng)小

“采區(qū)內(nèi)部漏風(fēng)率”反映了礦井通風(fēng)管理的效果和煤自燃的外因條件。風(fēng)流穩(wěn)定可靠“采區(qū)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)危險度”是指在災(zāi)變時期發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的危險度，根據(jù)是否采用下山開采，下山開采是否完整（是否采用“剃頭下山”開采）和是否具有局部反風(fēng)系統(tǒng)進行評價?？篂?zāi)能力強四、通風(fēng)系統(tǒng)常見缺陷通風(fēng)系統(tǒng)常見缺陷采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)不合理通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量不足抗災(zāi)能力薄弱剃頭下山開采多頭多點同時作業(yè)一巷多用獨眼井開采缺少專用回風(fēng)巷超通風(fēng)能力生產(chǎn)風(fēng)流短路漏風(fēng)嚴(yán)重局部通風(fēng)管理混亂阻力分布不合理通風(fēng)設(shè)施不可靠串聯(lián)通風(fēng)29五、典型事故案例剖析貴州水城木沖溝“2000.9.27”特大瓦斯爆炸事故河南鄭州大平“2004.10.20”特大瓦斯爆炸事故陜西銅川陳家山“2004.11.28”特大瓦斯爆炸事故遼寧阜新孫家灣“2005.2.14”特大瓦斯爆炸事故河北唐山劉官屯“2005.12.7”特大瓦斯煤塵爆炸事故山西西山屯蘭“2009.2.22”特大瓦斯爆炸事故1、貴州水城木沖溝煤礦“9.27”事故案例2000年9月27日，貴州水城木沖溝礦發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故，造成162人死亡，37人受傷。（1）生產(chǎn)集中（2個生產(chǎn)工作面、1個綜采準(zhǔn)備面和6個掘進工作面），通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜；（2）+1813水平石門的三道風(fēng)門開啟頻繁（3）排放瓦斯影響的區(qū)域內(nèi)沒有設(shè)置警戒和停電、撤人。局部風(fēng)機停風(fēng)積存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯

循環(huán)風(fēng)新鮮風(fēng)不夠四臺局部風(fēng)機用，產(chǎn)生循環(huán)風(fēng),高濃度瓦斯回流，遇拆卸礦燈的火源引起爆炸。木沖溝礦因循環(huán)風(fēng)引起瓦斯爆炸示意圖2、大平煤礦“10·20”特大瓦斯爆炸事故2004年10月20日，鄭煤大平煤礦井下發(fā)生特大型煤與瓦斯突出引發(fā)特別重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡。大平煤礦21回風(fēng)上山處的現(xiàn)場照片415運順415回風(fēng)巷415高位巷1號聯(lián)絡(luò)巷四總回四皮下四軌下415灌漿巷415工作面注水、注漿、注凝膠

24日16時起加快工作面的推進度,事故發(fā)生前推進27m。28日7時06分,下隅角尾梁后部強制放頂放炮引起瓦斯爆炸.24日12時10

分,上隅角再次爆燃。23日10時40分,上隅角放炮引起爆燃23日10時50分,85架附近發(fā)現(xiàn)明火。

24日12時14分53號尾梁著火,經(jīng)灑水火滅。

工作面推進陜西銅川陳家山415工作面爆源點3、陜西銅川陳家山煤礦通風(fēng)系統(tǒng)平面圖226139364923355614、遼寧阜新“2.14”孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故

2005年2月14日，3316外風(fēng)道沖擊地壓造成瓦斯異常涌出，3316架子道內(nèi)，距專用回風(fēng)道8m的配電點處，工人帶電檢修照明信號綜合裝置，接線腔內(nèi)產(chǎn)生電火花，引起了瓦斯爆炸。

5、河北唐山劉官屯煤礦“12.7”瓦斯煤塵爆炸事故事故發(fā)生于2005年12月7日15時14分，死亡108人；其爆源位于1193（下）工作面切眼；回風(fēng)下山風(fēng)門打開風(fēng)流短路，工作面瓦斯積聚，回柱火花引爆瓦斯，煤塵參與爆炸。1193（下）工作面切眼示意圖6、山西西山屯蘭煤礦特大瓦斯爆炸事故2009年2月22日，山西西山屯蘭煤礦發(fā)生的死亡78人的特大瓦斯爆炸事故，局部通風(fēng)機安設(shè)在一個處于微風(fēng)或無風(fēng)的聯(lián)絡(luò)巷中，此外將排瓦斯巷代替采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)有的回風(fēng)巷。38六、總結(jié)1、礦井通風(fēng)的基本作用？向井下各作業(yè)地點提供適量的新鮮空氣，以供給人員呼吸、稀釋和排出井下各種有毒有害氣體及粉塵和創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成？礦井通風(fēng)系統(tǒng)由通風(fēng)方式、通風(fēng)動力裝置、網(wǎng)絡(luò)巷道和控風(fēng)設(shè)施所組成。39六、總結(jié)3、分區(qū)通風(fēng)及其優(yōu)點？分區(qū)通風(fēng)也稱獨立通風(fēng)，是指采掘面、采區(qū)和生產(chǎn)水平以及其他用風(fēng)地點，都有自己的進、回風(fēng)巷道，其回風(fēng)都各自排入采區(qū)回風(fēng)巷或總回風(fēng)巷。分區(qū)通風(fēng)的主要優(yōu)點是（1）通風(fēng)阻力小；（2）各用風(fēng)地點都保持新鮮風(fēng)流，作業(yè)環(huán)境好；（3）在災(zāi)變時期受影響小，安全可靠。4、專用回風(fēng)巷？專用回風(fēng)巷是指在采區(qū)的巷道布置中，專門用于回風(fēng)而不得用于運料或安設(shè)電器設(shè)備的巷道。在有煤與瓦斯突出的專用回風(fēng)巷還不得行人。40六、總結(jié)5、如何實現(xiàn)通風(fēng)可靠？（1