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矿井通风与灾害防治本讲稿第一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n矿井通风n n矿井通风系统（通风方式 通风方法 通风网络）本讲稿第二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n矿井通风方式（中央式 对角式 混合式）n n1.中央式:进风井与回风井大致位于井田走向中央.n n2.对角式:进风井位于井田走向中央,回风井分别位于井田沿走向两翼.n n3.混合式:进风井与回风井由3个以上井筒按上述各种方式组合而成.本讲稿第三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n矿井通风方法（主要通风机的工作方法）n n抽出式和压入式n n特点:n n（1）抽出式:（也称负压通风）矿井空气压力低于同标高大气压力.n n（2）压入式:（也称正压通风）矿井空气压力高于同标高大气压力.本讲稿第四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n通风网络矿井通风系统中风路的连接形式,分为:串联 并联 角联n n串联:两条或两条以上风路首尾相连n n并联:两条或两条以上风路在同一点分开,又在另一点闭合n n角联:在并联网路的分合点之间贯穿一条或几条对角风路本讲稿第五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n常用单位:n n1.压力单位:（Pa MPa）n n Pa:1pa=1N/H20:1 H20=9.8Pa Hg:1Hg=13.6H20本讲稿第六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n2.体积单位:一般用M3表示本讲稿第七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n3.温度（k）n nT=t273n n煤矿安全规程规定,采掘工作面气温不得超过26,机电硐室不得超过30.本讲稿第八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n4.混合气体定律:n n n n P1V1/T1=P2V2/T2n n注意:方程两边的单位必须相同本讲稿第九页，共六十页矿井通风与灾害防治n n密度（比重）:n n定义:在相同温度和压力状态下,一定体积的气体与相同体积的空气质量（分子量）之比n n在地面标准条件下,空气的质量为1.293/m3n n在地面标准条件下,沼气的质量为0.716/m3本讲稿第十页，共六十页矿井通风与灾害防治n n矿井通风阻力:（摩擦阻力 局部阻力）n n1.摩擦阻力:是矿井通风克服的主要阻力,占矿井总阻力的80%90%.与巷道长度,巷道断面,通过的风量,巷道周界等有密切的关系n n2.局部阻力:巷道转弯,断面扩大,缩小,分叉等因素确定,一般为摩擦阻力的10%20%本讲稿第十一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n矿井通风阻力定律:n nh=RQ2n nh井巷通风阻力(pa)n nR井巷风阻（/m7）n nQ通过井巷的风量（M3/S）本讲稿第十二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n通风动力:n n1.自然风压n n2.矿用通风机（轴流式 离心式）n n3.通风机的附属装置n n（1）反风装置n n（2）防爆门n n（3）风筒n n（4）扩散器本讲稿第十三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n灾变时期的通风管理n n概述:矿井发生事故后,为了使事故造成的损失降到最低,确保救灾人员的安全,在抢险中如何采取正确的通风技术和手段,这是矿山救护队抢险救援成败的关键.所以,对于灾变时期的通风管理尤为重要.n n灾变时期的通风管理包括三个方面的内容:本讲稿第十四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n一.主要通风机的管理n n1.保持主要通风机的正常运转n n在正常生产时期,主要通风机是正常运转的,但在灾变时期,由于事故的发生,井下的通风系统发生了改变,特别是发生瓦斯爆炸、火灾、煤与瓦斯突出，都必须在保证主要通风机正常运转的情况下进行抢险，在这方面，救护队在处理事故时有极其深刻的教训。本讲稿第十五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n2.停止主要通风机运转n n生产期间停止主要通风机运转，很可能造成事故，在救灾期间停止主要通风机运转，可能回扩大事故，所以在大多数情况下，一般不停止主要通风机，但在特殊的情况下，可以停止主要通风机的运转。本讲稿第十六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n（1）当火源发生在进风井筒，井底车场，矿井无反风装置或反风装置不起作用时，可以停止主要通风机运转。本讲稿第十七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n（2）矿井自然风压较大，并且与主要通风机风压相反，火源发生在进风系统，须反风而无反风装置时，可以停止主要通风机运转。本讲稿第十八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n（3）当火风压很大，大到影响到主要通风机正常运转时，应及时调节主要通风机的工况点或停止主要通风机运转。本讲稿第十九页，共六十页矿井通风与灾害防治n n3.3.矿井反风矿井反风n n矿井反风有全矿井反风和区域性（局部性）反风两种，矿井反风有全矿井反风和区域性（局部性）反风两种，特别是区域性反风是我们矿山救护队在处理火灾事故中特别是区域性反风是我们矿山救护队在处理火灾事故中用得比较多的反风方法。用得比较多的反风方法。n n全矿井反风：主要是用在火源发生在矿井的进风侧，进风全矿井反风：主要是用在火源发生在矿井的进风侧，进风侧的人员安全撤出后，可实行全矿井分风。侧的人员安全撤出后，可实行全矿井分风。n n区域性反风：主要通风机保持正常运转，通过调整采区区域性反风：主要通风机保持正常运转，通过调整采区内的风门开关状态或新建临时设施来实现。内的风门开关状态或新建临时设施来实现。本讲稿第二十页，共六十页矿井通风与灾害防治n n4.调整主要通风机的工况点。n n改变主要通风机的叶片角度，来调整主要通风机的风量与风压关系，达到风量和风压满足救灾时期的通风要求。本讲稿第二十一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n二、灾变时期井下风流控制技术n n归结起来有6个方面：n n正常通风 增减风量 风流短路 区域反风隔绝风流 调节风流n n不管采取哪一种风流控制技术，都必须满足以下条件：本讲稿第二十二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n1.不使瓦斯积聚，煤尘飞扬，造成爆炸；n n2.不危急井下人员安全；n n3.有助于阻止火灾扩大，创造直接灭火的条件；n n4.防止风流逆转。本讲稿第二十三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n正常通风n n当火源发生在回风侧，或通风网路比较复杂，改变通风方法可能造成风流紊乱时，一般采用正常通风方法。本讲稿第二十四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n增减风量n n增风主要是冲淡和排除瓦斯及有毒有害气体，是我们救护队在处理瓦斯（煤尘）爆炸、煤与瓦斯突出等事故中最常用的方法。n n减风主要是控制火势发展，创造直接灭火的条件。n n以上两者要根据现场的具体情况制定具体方案。本讲稿第二十五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n风流短路n n打开部分通风设施，使风流沿着就近的路线直接进入回风道。n n主要是用在抢救遇险人员时采用的一种通风方法。本讲稿第二十六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n区域反风（局部反风）n n主要是用在采区进风巷或采面进风巷发生火灾时，为了救人或灭火时常用的一种通风方法。本讲稿第二十七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n隔绝风量n n主要是用在直接灭火无效的情况下，对火区进行封闭。在封闭时，一定要密切注视火区内的瓦斯浓度与氧气浓度的变化关系，防止在封闭过程中发生爆炸。本讲稿第二十八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n调节风流n n根据救灾时期矿井的通风情况和救灾的需要，采用在局部巷道内进行挂风障、建木板密闭、开关风门等来改变局部风流的大小或方向，改善灾区的通风状况，达到抢救人员的目的。本讲稿第二十九页，共六十页矿井通风与灾害防治n n通风调压技术n n主要有以下几种：n n1.设置调节风门，改变巷道或采区的压力分布状况。n n2.安设局部风机，提高或降低采面的压力。n n3.在火区的回风侧建立调压气室，利用局部通风机升压，以保持火区回风侧的压力基本平衡。本讲稿第三十页，共六十页矿井通风与灾害防治n n灾害防治n n一、矿井瓦斯事故的防治n n矿井瓦斯等级鉴定：根据矿井相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式，分为3个等级。n n低瓦斯矿井n n高瓦斯矿井n n煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井本讲稿第三十一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n1.低瓦斯矿井：n n矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。本讲稿第三十二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n2.高瓦斯矿井n n矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。本讲稿第三十三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n3.煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井本讲稿第三十四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n加强瓦斯检测工作n n1.瓦斯检查员检查：高瓦斯矿井的采掘工作面每班至少3次，有突出危险的采掘工作面必须有专人经常检查，并安设甲烷断电仪。本讲稿第三十五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n2.安设检测装置：n n根据煤矿安全规程的规定：n n低瓦斯矿井的采煤工作面，必须在工作面设置甲烷传感器n n高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井的采煤工作面，必须在工作面及其回风巷设置甲烷传感器，在工作面的上隅角设置便携式甲烷检测报警仪。本讲稿第三十六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n瓦斯防治的基本安全要求n n1.矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。n n2.采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1%或二氧化碳浓度超过1.5%，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。本讲稿第三十七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n3.3.采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1%1%时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近2020米米以内风流中的瓦斯浓度达到以内风流中的瓦斯浓度达到1%1%时，严禁爆破。采掘工时，严禁爆破。采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其他开关安设地作面及其他作业地点风流中、电动机或其他开关安设地点附近点附近2020米以内风流中的瓦斯浓度达到米以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%1.5%，必须，必须停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。采掘工作停止工作，切断电源，撤出人员，进行处理。采掘工作面及其他巷道内，体积大于面及其他巷道内，体积大于0.50.5立方米的空间内的瓦立方米的空间内的瓦斯浓度达到斯浓度达到2%2%时，附近时，附近2020米内必须停止工作，撤出米内必须停止工作，撤出人员，切断电源，进行处理。人员，切断电源，进行处理。本讲稿第三十八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n4.局部通风机因故停止运转，在恢复通风前，必须检查瓦斯，只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%，且符合开启局部通风机的条件时，方可人工开启局部通风机，恢复正常通风。本讲稿第三十九页，共六十页矿井通风与灾害防治n n5.5.排放瓦斯的安全要求：排放瓦斯的安全要求：n n当瓦斯浓度超过当瓦斯浓度超过3%3%时，必须制定措施由矿山救护队时，必须制定措施由矿山救护队排放，在排放瓦斯过程中，排出的瓦斯与全风压风流排放，在排放瓦斯过程中，排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过1.5%1.5%，且采区回风系统内必须停电撤人，其他地点的停电撤人且采区回风系统内必须停电撤人，其他地点的停电撤人范围必须在措施中明确规定。只有恢复通风的巷道风流范围必须在措施中明确规定。只有恢复通风的巷道风流中瓦斯浓度不超过中瓦斯浓度不超过1.0%1.0%时，方可人工恢复局部通风机供时，方可人工恢复局部通风机供风巷道内电气设备的供电和采区回风系统内的供电。风巷道内电气设备的供电和采区回风系统内的供电。本讲稿第四十页，共六十页矿井通风与灾害防治n n二、煤尘爆炸事故及预防n n1.煤尘爆炸的条件（3个）n n（1）煤尘本身具有爆炸性n n（2）煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度n n（3）存在能引燃煤尘爆炸的高温热源本讲稿第四十一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n煤尘本身具有爆炸性n n煤尘的爆炸性用煤尘爆炸指数表示n n煤尘爆炸指数 煤尘爆炸性n n10%，一般不爆炸n n10%15%爆炸性较弱n n15%28%爆炸性较强n n28%以上 爆炸性强烈本讲稿第四十二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n煤尘浓度：直径小于0.075以下的称为煤尘，悬浮的煤尘要达到一定的浓度，才能引起爆炸。n n我国的标准为45g/m3本讲稿第四十三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n引燃煤尘爆炸的高温热源n n650n n最小点火能：4.540.0mJ本讲稿第四十四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n煤尘爆炸的特征和危害n n（1）形成高温、高压、冲击波n n（2）煤尘爆炸具有连续性n n（3）爆炸后形成皮渣和粘块n n（4）爆炸初期有感应期，一般为4028msn n（5）产生大量的一氧化碳。本讲稿第四十五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n预防煤尘爆炸的技术措施n n煤尘注水 洒水降尘 湿式作业本讲稿第四十六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n限制煤尘爆炸范围扩大的措施n n（1）清除浮尘n n（2）撒布岩粉n n（3）设置水袋（岩粉袋）n n（4）设置自动隔爆装置本讲稿第四十七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n三、煤与瓦斯突出事故预防n n概念：煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，长期实践证明，它是地应力、瓦斯与煤的物理力学性质综合作用的结果。本讲稿第四十八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n煤与瓦斯突出的预兆n n有声预兆：煤体出现煤炮声 煤壁发出炸裂声 工作面来压发生支架断裂声n n无声预兆：工作面掉渣 煤壁外鼓 打钻时卡钻 喷孔 瓦斯出现异常 煤层层理紊乱 光泽变暗 煤层变软本讲稿第四十九页，共六十页矿井通风与灾害防治n n防止瓦斯突出的措施防止瓦斯突出的措施:n n区域性防突措施和局部性防突措施区域性防突措施和局部性防突措施n n区域性防突措施区域性防突措施:n n1.1.开采保护层（解放层）开采保护层（解放层）n n2.2.预抽煤层瓦斯预抽煤层瓦斯n n局部性防突措施局部性防突措施:n n1.1.石门揭开突出煤层采用震动性放炮石门揭开突出煤层采用震动性放炮n n2.2.在突出煤层内掘进时采用超前钻孔、松动爆破、水力冲在突出煤层内掘进时采用超前钻孔、松动爆破、水力冲孔、前探支架等。孔、前探支架等。本讲稿第五十页，共六十页矿井通风与灾害防治n n安全防护措施n n石门揭煤前进行测压n n远距离放炮n n配备自救器n n压风自救系统n n反向风门本讲稿第五十一页，共六十页矿井通风与灾害防治n n四、火灾事故及预防n n概念:凡发生在煤矿井下的火灾和发生在地面井口附近的地面火灾能够影响井下生产,威胁矿工生命安全的火灾。称为矿井火灾。n n火灾的分类：内因火灾 外因火灾本讲稿第五十二页，共六十页矿井通风与灾害防治n n外因火灾：由于外部热源引起可燃物燃烧造成的火灾。n n火势发展快，发现不及时或灭火方法不当，将造成严重后果。本讲稿第五十三页，共六十页矿井通风与灾害防治n n内因火灾：由于煤层接触空气，经氧化发热、升温、热量储备、干馏等过程使热量积聚导致煤层自燃而发生的火灾。n n自燃分三个阶段：低温氧化阶段 自热阶段 自燃阶段本讲稿第五十四页，共六十页矿井通风与灾害防治n n煤的自然发火期：指在开采过程中暴露的煤炭，从接触空气到发生自燃的这段时间。n n自燃发火的征兆：煤壁出汗 煤油味 煤焦油味 温度升高 一氧化碳出现 人体感觉等本讲稿第五十五页，共六十页矿井通风与灾害防治n n预防措施：n n一、从设计开采的角度n n1.合理进行开拓布置n n2.选择合理的采煤方法n n3.选择合理的开采顺序本讲稿第五十六页，共六十页矿井通风与灾害防治n n二、预防性灌浆n n三、阻化剂防火n n有氯化钙、马力散等。n n4.惰气 有二氧化碳气体等。本讲稿第五十七页，共六十页矿井通风与灾害防治n n五、矿井水灾的防治n n造成矿井水灾的水源有：大气降水、地表水、地下水、老窑水n n发生水灾的条件：有水源 有通道 防治失控。n n透水前的征兆：煤层发潮、煤壁挂汗、水叫、空气变冷、底鼓、水色发浑有臭味、打钻时钻孔出水和变软。本讲稿第五十八页，共六十页矿井通风与灾害防治n n预防的主要基本原则：n n“预测预报 有疑必探 先探后掘 先治后采”16字方针n n主要措施：“查 探 放 排 堵 截”6个字。本讲稿第五十九页，共六十页 谢 谢 ！本讲稿第六十页，共六十页