矿井通风 崔文俊 (2).ppt
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1、重庆煤矿安全技术培训中心重庆煤矿安全技术培训中心重庆煤矿安全技术培训中心重庆煤矿安全技术培训中心崔文俊崔文俊崔文俊崔文俊186965931311869659313120122012年年年年5 5月月月月矿井通风矿井通风安全第一预防为主综合治理 振兴振兴振兴振兴矿业,安全第一。堤溃蚁穴,气泄针矿业,安全第一。堤溃蚁穴,气泄针矿业,安全第一。堤溃蚁穴,气泄针矿业,安全第一。堤溃蚁穴,气泄针芒。芒。芒。芒。光光光光喊不动,实在无用。动手预防,隐患难喊不动,实在无用。动手预防,隐患难喊不动,实在无用。动手预防,隐患难喊不动,实在无用。动手预防,隐患难藏。藏。藏。藏。安全教育安全教育安全教育安全教育,声
2、情并举。生动活泼,入情入,声情并举。生动活泼,入情入,声情并举。生动活泼,入情入,声情并举。生动活泼,入情入理。理。理。理。正反正反正反正反典型,解剖分析。深入浅出,易学易典型,解剖分析。深入浅出,易学易典型,解剖分析。深入浅出,易学易典型,解剖分析。深入浅出,易学易记。记。记。记。干干干干啥工作,别耍大胆。坚持规程,保你平啥工作,别耍大胆。坚持规程,保你平啥工作,别耍大胆。坚持规程,保你平啥工作,别耍大胆。坚持规程,保你平安。安。安。安。通风通风通风通风工作,不可忽视。违章生险,遵纪则工作,不可忽视。违章生险,遵纪则工作,不可忽视。违章生险,遵纪则工作,不可忽视。违章生险,遵纪则安安安安。“
3、通风可靠通风可靠”是实现本质安全的重要基础。是实现本质安全的重要基础。从剖析国内近几年来煤矿各次重大灾害事故发从剖析国内近几年来煤矿各次重大灾害事故发生及扩大的原因和影响因素来看,都无不与矿生及扩大的原因和影响因素来看,都无不与矿井通风系统有着密切的关系。井通风系统有着密切的关系。因此,建立一个能满足日常生产需风,保证系因此,建立一个能满足日常生产需风,保证系统简单、风向稳定、风质合格,并且灾害时期统简单、风向稳定、风质合格,并且灾害时期又能保持通风动力设备运行可靠、稳定、减少又能保持通风动力设备运行可靠、稳定、减少系统破坏、并能快速实现风流控制的通风系统系统破坏、并能快速实现风流控制的通风系
4、统是至关重要的。是至关重要的。矿井通风系统的重要性矿井通风系统的重要性提高矿井通风技术和管理水平是保证矿井正常提高矿井通风技术和管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。生产和安全状况的基本任务之一。表现在:表现在:用通风方法排除全矿井瓦斯量的用通风方法排除全矿井瓦斯量的80-90%用通风方法排除采面瓦斯量的用通风方法排除采面瓦斯量的70-80%用通风方法排除采面粉尘量的用通风方法排除采面粉尘量的20-30%用通风方法排除深井采面热量的用通风方法排除深井采面热量的60-70%供给矿井新鲜空气的质量约是矿井产煤量的供给矿井新鲜空气的质量约是矿井产煤量的5-18倍。倍。矿井通风系统的重要
5、性矿井通风系统的重要性矿井通风的发展过程是一部十分悲壮并且感人矿井通风的发展过程是一部十分悲壮并且感人肺腑的历史,现在许多已有的知识是无数前人肺腑的历史,现在许多已有的知识是无数前人用生命换来的。用生命换来的。如果没有给井下供给新鲜空气,不管最原始和如果没有给井下供给新鲜空气,不管最原始和最现代的设备都不能在矿井中有效作业。因此,最现代的设备都不能在矿井中有效作业。因此,矿井通风的研究和应用仍然任重而道远。矿井通风的研究和应用仍然任重而道远。可歌可泣的矿井通风史可歌可泣的矿井通风史矿井通风矿井通风系统矿井通风系统通风系统缺陷与安全管理通风系统缺陷与安全管理煤矿重特大事故煤矿重特大事故与通风系统
6、的关系与通风系统的关系典型事故案例剖析典型事故案例剖析加强管理加强管理-矿井安全生产的保障矿井安全生产的保障矿井通风系统#1(一)矿井通风的基本任务(一)矿井通风的基本任务 供给井下人员呼吸足够的新鲜空气供给井下人员呼吸足够的新鲜空气 冲淡并排出井下有害气体及矿尘冲淡并排出井下有害气体及矿尘 创造良好的气候条件,改善劳动环境创造良好的气候条件,改善劳动环境 增强矿井的防灾、抗灾能力增强矿井的防灾、抗灾能力一、矿井通风基本知识一、矿井通风基本知识矿井通风矿井通风瓦斯防治瓦斯防治自燃防治自燃防治热害防治热害防治粉尘防治粉尘防治矿矿矿矿井井井井通通通通风风风风系系系系统统统统是是是是由由由由通通通通
7、风风风风动动动动力力力力及及及及其其其其装装装装置置置置、井井井井巷巷巷巷通通通通风风风风网网网网络络络络和和和和控控控控制制制制设设设设施施施施组组组组成成成成,通通通通常常常常被被被被称称称称为为为为矿矿矿矿井井井井的的的的“心心心心脏脏脏脏”与与与与“动动动动脉脉脉脉”,是是是是保保保保障障障障煤煤煤煤矿矿矿矿安安安安全全全全生生生生产产产产的的的的最最最最主主主主要要要要、最最最最基基基基础础础础、最最最最经经经经济济济济的的的的技技技技术术术术手手手手段段段段。通通通通风风风风系系系系统统统统的的的的安安安安全全全全可可可可靠靠靠靠性性性性在在在在很很很很大大大大程程程程度度度度上上
8、上上决决决决定定定定了了了了矿矿矿矿井的安全生产水平。井的安全生产水平。井的安全生产水平。井的安全生产水平。(二)矿井空气成分(二)矿井空气成分地面空气:氧气地面空气:氧气(O2)20.96%、氮气、氮气(N2)79.00%、二氧化碳、二氧化碳(CO2)0.04%。氧气是维持人的生命所必需的物质(不得低于氧气是维持人的生命所必需的物质(不得低于20%)氮气是一种惰性气体,不助燃也不能供人呼吸氮气是一种惰性气体,不助燃也不能供人呼吸二氧化碳对人的眼鼻口等器官有刺激作用二氧化碳对人的眼鼻口等器官有刺激作用矿井空气:氧浓度降低、二氧化碳浓度增加、混入有毒有矿井空气:氧浓度降低、二氧化碳浓度增加、混入
9、有毒有害气体(甲烷、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、害气体(甲烷、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氢、氨、粉尘)、空气状态参数(温度、湿度、压力等)氢、氨、粉尘)、空气状态参数(温度、湿度、压力等)改变。改变。(三)矿井空气中主要有害气体(三)矿井空气中主要有害气体二氧化碳(二氧化碳(COCO2 2)对空气比重为对空气比重为1.521.52,对眼、鼻、喉的粘膜有刺激作用。其浓度为,对眼、鼻、喉的粘膜有刺激作用。其浓度为1%1%时,人会呼吸急促;时,人会呼吸急促;5%5%时,呼吸困难,同时有耳鸣和血液流动的感时,呼吸困难,同时有耳鸣和血液流动的感觉;觉;20%20%25%25%时,人
10、将中毒死亡。时,人将中毒死亡。规程规程规定:规定:采掘工作面的进风流中二氧化碳浓度不得超采掘工作面的进风流中二氧化碳浓度不得超过过0.5%0.5%;矿井总回或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过;矿井总回或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%0.75%时,必须立即查明原因进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷时,必须立即查明原因进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳浓度超过风流中二氧化碳浓度超过1.5%1.5%时,必须立即停止工作,撤出人员。时,必须立即停止工作,撤出人员。二氧化碳主要来源:二氧化碳主要来源:井下有机物的氧化分解;井下有机物的氧化分解;煤或岩石缓慢氧化和矿井
11、水与酸性岩石的分解;煤或岩石缓慢氧化和矿井水与酸性岩石的分解;从煤岩层中涌出;从煤岩层中涌出;煤自燃、井下发生火灾或煤尘、瓦斯燃烧爆炸;煤自燃、井下发生火灾或煤尘、瓦斯燃烧爆炸;人的呼吸和爆破工作等。人的呼吸和爆破工作等。甲烷(甲烷(CHCH4 4)物理性质:物理性质:无色、无味、无嗅、无毒;对空气的相对无色、无味、无嗅、无毒;对空气的相对密度为密度为0.550.55;微溶于水;具有燃烧性和爆炸性。含量高时,;微溶于水;具有燃烧性和爆炸性。含量高时,可使氧含量相对减少使人窒息。可使氧含量相对减少使人窒息。主要来源:主要来源:从煤岩层中涌出;从煤岩层中涌出;井下有机物的氧化分解。井下有机物的氧化
12、分解。一氧化碳(一氧化碳(COCO)物理性质:物理性质:无色、无味、无臭;剧毒性;浓度达到无色、无味、无臭;剧毒性;浓度达到131375%75%时具有爆炸性。其毒性很强,症状有耳鸣、心跳加时具有爆炸性。其毒性很强,症状有耳鸣、心跳加速、头痛等,严重时出现四肢无力、哭闹、呕吐、嘴唇成速、头痛等,严重时出现四肢无力、哭闹、呕吐、嘴唇成桃红色及两面颊有红斑点等。桃红色及两面颊有红斑点等。0.4%0.4%时,人会在短时间内死时,人会在短时间内死亡。亡。一氧化碳来源:一氧化碳来源:爆破作业。爆破作业。1kg1kg炸药爆炸可产生炸药爆炸可产生100L100L一氧化碳。一氧化碳。井下火灾。井下火灾。1m1m
13、3 3木材燃烧产生木材燃烧产生500m500m3 3一氧化碳。一氧化碳。煤尘、瓦斯燃烧或爆炸。煤尘、瓦斯燃烧或爆炸。矿井发生瓦斯爆炸死亡人数中约90%都是一氧化碳中毒窒息死亡二氧化硫(二氧化硫(SOSO2 2)物理性质:无色、有强烈的燃烧硫磺气味,易物理性质:无色、有强烈的燃烧硫磺气味,易溶于水。溶于水。危害性:危害性:0.002%0.002%时,能引起眼红肿、流泪、咳时,能引起眼红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉痛;嗽、头痛、喉痛;0.005%0.005%时,能使喉咙和支气时,能使喉咙和支气管发炎、呼吸麻痹、严重时引起肺水肿甚至死管发炎、呼吸麻痹、严重时引起肺水肿甚至死亡。亡。“害眼气体害眼气体”。
14、主要来源:含硫煤炭氧化自燃、含硫煤岩爆破主要来源:含硫煤炭氧化自燃、含硫煤岩爆破和硫化矿物的氧化等。和硫化矿物的氧化等。氨气(氨气(NHNH3 3)具有浓烈臭味的有毒气体,且有爆炸性具有浓烈臭味的有毒气体,且有爆炸性(16%16%27%27%)。对人的皮肤和呼吸器官有)。对人的皮肤和呼吸器官有刺激作用,能引起咳嗽流泪、头晕等,重刺激作用,能引起咳嗽流泪、头晕等,重者昏迷、痉挛、心力衰竭以至死亡。者昏迷、痉挛、心力衰竭以至死亡。主要来源:炸药爆破、有机物氧化腐烂、主要来源:炸药爆破、有机物氧化腐烂、用水熄灭燃烧的煤炭等。用水熄灭燃烧的煤炭等。硫化氢(硫化氢(H H2 2S S)无色、微甜、有臭鸡
15、蛋味,易溶于水,能无色、微甜、有臭鸡蛋味,易溶于水,能燃烧,燃烧,4.3%4.3%46%46%时能爆炸。能使血液中时能爆炸。能使血液中毒,对眼、粘膜和呼吸系统有强烈刺激作毒,对眼、粘膜和呼吸系统有强烈刺激作用。用。0.02%0.02%时,眼、鼻、喉粘膜受强烈刺时,眼、鼻、喉粘膜受强烈刺激,头痛、呕吐、四肢无力;激,头痛、呕吐、四肢无力;0.05%0.05%时,时,3030分钟内失去知觉、痉挛或死亡。分钟内失去知觉、痉挛或死亡。主要来源:有机物的腐烂、含硫煤炭自燃主要来源:有机物的腐烂、含硫煤炭自燃和煤岩层释放等。和煤岩层释放等。20032003年年1212月月2323日日2222时左右,重庆市
16、开县高桥镇的川时左右,重庆市开县高桥镇的川东北气矿东北气矿16H16H井发生特大井喷事故,造成井发生特大井喷事故,造成243243人死亡人死亡矿井有害气体最高允许浓度名名 称称化学符号化学符号最高允许浓度最高允许浓度(%)一氧化碳一氧化碳 CO0.0024氧化氮氧化氮NO20.00025二氧化硫二氧化硫SO20.0005硫化氢硫化氢H2S0.00066氢氢H20.5氨氨NH30.004(四)矿井气候条件(四)矿井气候条件一、矿井气候条件的概念:一、矿井气候条件的概念:指矿井空气的温度、湿度和指矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。适宜的气候条件为:风速的综合作用。适宜的气候条件为:温度温度15
17、20湿度湿度5060%风速风速12m/s二、二、温度温度1、影响井下空气温度的因素:、影响井下空气温度的因素:地面空气的温度地面空气的温度地下岩石的温度地下岩石的温度井下产热和散热的关系井下产热和散热的关系地下水的影响地下水的影响空气的膨胀与压缩空气的膨胀与压缩通风强度通风强度2、规程规程规定:生产矿井采掘工作面的空规定:生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过气温度不得超过26;机电硐室的空气温度;机电硐室的空气温度不得超过不得超过30。当空气温度超过时,必须缩。当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超
18、过温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30;机电硐室的空气温度超过;机电硐室的空气温度超过34,必须,必须停止作业。停止作业。进风井口以下空气温度必须在进风井口以下空气温度必须在2以上。以上。三、三、湿度湿度绝对湿度:单位体积空气中含有的水蒸气量绝对湿度:单位体积空气中含有的水蒸气量.g/m相对湿度:同温度下空气中实际水蒸气含量与其最大饱和水蒸相对湿度:同温度下空气中实际水蒸气含量与其最大饱和水蒸气含量的百分比。气含量的百分比。四、四、风速风速1、概念:风流在单位时间内流经的距离。、概念:风流在单位时间内流经的距离。m/s2、关于测风:、关于测风:矿井必须建立测风制度,每矿井必须建立测风制度,
19、每10天进行天进行1次全面测风。对采掘工次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点,应根据实际需要随时测风,每次测风结作面和其他用风地点,应根据实际需要随时测风,每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。果应记录并写在测风地点的记录牌上。规程规程规程规程第第第第101101条条条条 井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表井巷中的风流速度应符合表2 2要求。要求。要求。要求。关于风流速度的规定为什么要规定各种井巷中的最低和最高风速?n防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存防止瓦斯的局部积聚和边界层瓦斯积存n对采区巷道和采掘工作面的最低风速的规对采区巷道和采掘工作面的最
20、低风速的规定,主要是考虑了使巷道中的风流完全呈定,主要是考虑了使巷道中的风流完全呈紊流状态流动,这样流入井巷中的新鲜风紊流状态流动,这样流入井巷中的新鲜风流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸流就能较有效地稀释矿层和生产过程中逸出的有害气体,出的有害气体,并随风流流向回风流并随风流流向回风流。n设有梯子间的井筒或修理中的井筒,风速设有梯子间的井筒或修理中的井筒,风速不得超过不得超过8m/s;梯子间四周经封闭后,井;梯子间四周经封闭后,井筒中的最高允许风速可按表筒中的最高允许风速可按表2规定执行。规定执行。n无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于表速可低于
21、表2的规定值,但不得低于的规定值,但不得低于0.5m/s。n综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,其最大风速和采煤机喷雾降尘等措施后,其最大风速可高于表可高于表2的规定值,但不得超过的规定值,但不得超过5m/s。最高允许风速的规定 n井巷中的最高允许风速的规定,主要是从人体井巷中的最高允许风速的规定,主要是从人体的劳动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。的劳动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。大巷中风速超过一定的数值,行走不便,大巷中风速超过一定的数值,行走不便,听觉听觉也受一定的影响,也受一定的影响,在一些机车巷道中行走安全在一些
22、机车巷道中行走安全性差。性差。n采掘工作面和采区的最高允许风速的规定,主采掘工作面和采区的最高允许风速的规定,主要是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防要是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防尘防止粉尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘防止粉尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘不利。一般认为最优排尘风速为尘不利。一般认为最优排尘风速为1.5-2.0m/s。n综合机械化采煤工作面,由于产量高、瓦综合机械化采煤工作面,由于产量高、瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供风量,斯涌出量大所以要求增大工作面的供风量,提出了提高综采工作面的风速要求。规定提出了提高综采工作面的风速要求。规定在采取煤层注水湿润煤体和
23、采煤机喷雾降在采取煤层注水湿润煤体和采煤机喷雾降尘措施后,尘措施后,可以适当加大风速,可以适当加大风速,但是不得但是不得超过超过5.0m/s。一般综采工作面的供风量可。一般综采工作面的供风量可达到达到 1800-2400m3/min(工作面平均断面按(工作面平均断面按6.0-8.0m2计算)。计算)。(五)矿井通风阻力与通风动力(五)矿井通风阻力与通风动力矿井通风矿井通风阻力阻力风流流动时,风流流动时,必须具有一定的能量(通风压力),必须具有一定的能量(通风压力),用用以克服井巷及空气分子间的摩擦对风流所产生的阻力。以克服井巷及空气分子间的摩擦对风流所产生的阻力。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部
24、阻力两类。一般通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类。影响矿井通风阻力的因素很多,如巷道的支护形式及影响矿井通风阻力的因素很多,如巷道的支护形式及光滑程度、断面大小及变化情况、周边长度及巷道长光滑程度、断面大小及变化情况、周边长度及巷道长度,以及矿井通风网络的布置、风量分配等。度,以及矿井通风网络的布置、风量分配等。新井投产前必须进行新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定,投产后每次矿井通风阻力测定,投产后每3年至少进行年至少进行1次矿井通风阻力测定。次矿井通风阻力测定。摩擦阻力:摩擦阻力:是井巷周壁与风流互相摩擦以及空气分子间的是井巷周壁与风流互相摩擦以及空气分子间的扰动和摩擦产生的阻力,由此阻
25、力引起的风压损失即称为扰动和摩擦产生的阻力,由此阻力引起的风压损失即称为摩擦阻力损失。摩擦阻力损失。通常摩擦阻力要占总阻力的通常摩擦阻力要占总阻力的80-90%,它是矿井通风设计,它是矿井通风设计,选择通风机主要参数,也是生产中分析和改善通风系统工选择通风机主要参数,也是生产中分析和改善通风系统工作的主要对象。作的主要对象。式中式中式中式中 井巷的摩擦阻力系数,与巷道形状、井巷的摩擦阻力系数,与巷道形状、井巷的摩擦阻力系数,与巷道形状、井巷的摩擦阻力系数,与巷道形状、支护形式等因素有关;支护形式等因素有关;支护形式等因素有关;支护形式等因素有关;LL巷道长度;巷道长度;巷道长度;巷道长度;UU
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