第十一章 矿井通风安全管理

煤矿通风主讲：游华聪电话：[phone]第一章矿井空气第一节矿井通风管理的主要内容一、矿井通风的基本任务（P2）把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风矿井通风的基本任务：(1)供给井下充足的新风(2)排除或冲淡矿井中有毒有害气体和粉尘(3)创造良好的工作环境(4)提高矿井的抗灾能力二、矿井通风管理的主要内容（1）矿井大气环境检测（2）矿井风量计算（3）井巷测风（4）矿井通风压力测定（5）矿井通风阻力测定（6）矿井主要通风机工况测定（7）矿井通风设施维修管理（8）矿井漏风状况检查（9）风量调节（10）矿井灾变时期通风管理（11）填写矿井通风安全报表（12）绘制矿井通风系统图（13）矿井井巷维护与管理（14）矿井通风费用估算（15）矿井通风系统评价（16）矿井通风安全仪器仪表管理（17）矿井瓦斯等级鉴定及瓦斯管理（18）矿井防尘防火防水管理（19）编制灾害预防与处理计划第二节井下空气成分（P2）一、井下空气主要成分氧气(O2)氮气(N2)二氧化碳(CO2)容易窒息地点：窒息容易发生在通风不良的巷道，火灾或瓦斯煤尘爆炸地点，瓦斯喷出或煤与瓦斯突出等地点《规程》第100条规定采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20%二、井下主要有毒有害气体名称主要危害允许浓度（%）二氧化碳微毒窒息总回风0.75采掘进风0.5采掘地点1.5采掘回风1.5一氧化碳剧毒0.0024二氧化氮剧毒0.00025二氧化硫剧毒0.0005硫化氢剧毒0.00066氨气剧毒0.004氢气爆炸0.5甲烷燃烧爆炸窒息总回风0.75串联进风0.5采掘地点1，1.5采掘回风1三、井下有毒有害气体的检测(1)取样到化验室分析（P341）(2)便携式仪器现场快速测定检定管测定法(比色法，比长法)DCOY型一氧化碳测定仪（3）束管系统（4）传感器四、粉尘五、放射性物质氡是一种惰性放射性气体镭衰变氡是导致肺癌的主要诱因之一第三节井下气候（P7）井下气候是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度一、井下气候影响因素1、温度℃，K，℉T=273.15+t井下气温受地面气温、地层岩石温度、氧化生热与水分蒸发吸热、空气压缩与膨胀、通风强度等因素影响进风路线上冬暧夏凉《规程》第102条，采掘工作面气温不得超过26℃；机电硐室气温不得超过30℃2、湿度（1）绝对湿度fa（g/m3）（2）相对湿度=100fa/fs，%当=0时为干空气；当=100%时为饱和空气；＜30%时蒸发过快，干燥；=80%~100%时蒸发困难，潮湿井下进风路线冬干夏湿，回风路线常年潮湿一般认为=50%~60%为适宜根据干球温度和干、湿球温度的差值可查出相对湿度（P333）例：Q1=1000m3/min，t干1=22℃，t湿1=21℃，1=91%，fs1=19.3g/m3fa1=91%×19.3=17.56g/m3Q2=1100m3/min，t干2=14℃，t湿2=14℃，2=100%，fs2=12g/m3fa2=100%×12=12g/m3fa1＞fa2W=W1-W2=Q1×fa1-Q2×fa2=1000×17.56-1100×12=4360g/min=4360×60×24=6.3t/d二、井下气候对人体热平衡的影响三、衡量井下气候条件的指标1．干球温度井下空气温度是影响气候条件的主要因素2．湿球温度3．卡他度卡他计四、改善井下气候的措施（P173）1．空气预热使进风井口气温经常保持在2℃以上2．降温措施（1）通风降温提高矿井进风量缩短进风路线采取并联通风采用下行风、W形通风机电设备安设在回风中（2）减少各种热源放热尽量利用岩石巷进风防止煤氧化放热清除浮煤和不用的木材用探、放、堵、截措施治理热水(3)喷雾洒水降低采掘工作面温度(4)制冷机降温(5)冷却服3．调整风速风速应与温度、湿度相适应第二章矿井风量第一节矿井需风量计算（P149）一、矿井需风量矿井需风量Q矿（m3/min）应按下列要求分别计算，并选取其中最大值1．按井下同时工作最多人数计算式中4—井下每人的供风量，m3/minN—井下同时工作的最多人数，人K矿通—矿井通风系数，取1.15～1.252．按独立通风的采煤、掘进、硐室及其它地点实际需要风量的总和计算式中—采煤工作面实际需要风量总和—掘进工作面实际需要风量总和—硐室实际需要风量的总和—矿井除了采煤、掘进和硐室地点外的其它井巷需要进行通风的风量总和二、采煤工作面需风量应按下列方法分别计算，取其中最大值采煤工作面有串联通风时，应按其中一个采煤工作面实际需要的最大风量计算Q采备i≥50%Q采1．按瓦斯涌出量计算式中Q采i—第i个采煤工作面实际需风量q瓦采i—第i个采面的瓦斯绝对涌出量K采通i—第i个采面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，取1.2～2.12．按工作面温度计算采面空气温度，℃采面风速V采i，m/s15～1818～2020～2323～2626～280.5～0.80.8～1.01.0～1.51.5～2.02.0～2.5长壁工作面：采i×S采i×k长i式中采i—第i个采面风速，m/sS采i—第i个采面的平均断面积,可按最大和最小控顶断面积的平均值计算，m2k长i—第i个采面的长度系数3．按人数计算式中Ni—第i个采面同时工作最多人数，人4．按炸药量计算式中25—为稀释炮烟，每爆破1kg炸药的供风量，m3/minAi—第i采面一次爆破最大炸药量，kg5．按风速进行验算15×S采i≤Q采i≤240×S采i式中15、240—分别为采面的最低、最高风速，m/min三、掘进工作面需风量每个独立通风的掘进工作面实际需要风量，应按下列方法分别进行计算，并必须采取其中最大值1．按瓦斯涌出量计算式中Q掘i—第i个掘进面实际需风量q瓦掘i—第i个掘进面的瓦斯绝对涌出量，m3/minK掘通i—第i个掘进面瓦斯涌出不均衡的风量系数，取1.5～22．按炸药量计算Q掘i=25×Ai式中Ai—第i个掘进面一次爆破的最大炸药用量，kg3．按人数计算Q掘i=4×Ni式中Ni—第i个掘进面同时工作最多人数4．按局部通风机的实际风量计算Q掘i=Q局机i×ki式中Q局机i—第i个掘进面局部通风机的实际风量，m3/minki—为防止循环风的风量备用系数ki=1.2～1.3或Q掘i=i+60SV5．按风速进行验算岩巷掘进面的风量Q岩掘i：9×S岩掘i≤Q岩掘i≤240×S岩掘i式中9—岩巷最低风速，m/minS岩掘i—第i个岩石掘进面断面积，m2煤巷或半煤岩巷掘进面的风量Q煤掘i：15×S煤掘i≤Q煤掘i≤240×S煤掘i式中S煤掘i—第i个煤巷掘进面断面积，m2四、硐室需风量各硐室实际需风量，可按经验选取：1．机电硐室需风量水泵房、空气压缩机房等有独立回风道的机电硐室需风量可取150~200m3/min2．爆破材料库需风量中小型可取60~100m3/min3．采区绞车房及变电硐室需风量采区绞车房及变电硐室为60~80m3/min4．充电室需风量充电室可取100~200m3/min五、其它巷道的需风量按下列方法分别计算，采用其中最大值1．按瓦斯涌出量计算Q其它i=100×q瓦其它i×K其它通i式中q瓦其它i—第i个其它巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/minK其它通i—第i个其它巷道瓦斯涌出不均衡的风量系数，取1.2~1.32．按风速验算Q其它i≥9×S其它i式中S其它i—第i个其它井巷断面积，m2例：矿井N=50；采煤地点1个,N=25,20。C,q瓦=1m3/min,A=6kg,S=2m2；煤巷掘进地点2个,独立通风,每个掘进地点条件一样N=6,q瓦=0.4m3/min,A=4kg,S=2.5m2；硐室2个(绞车房及变电硐室),独立通风,无其它用风巷道1．=4×50×1.25=250m3/min2．（1）Q采Q采=4N=4×15=60Q采=100q瓦K=100×1×1.6=160Q采=25A=25×6=150Q采=60S=60×2×1.1=132Q采=16015≤Q采i/S采i≤240iQ采/S=80(2)Q掘Q掘=4N=4×6=24Q掘=100q瓦K=100×0.4×1.5=60Q掘=25A=25×4=100Q掘=150×1.3=19515≤Q煤掘/S煤掘≤240Q掘/S=195/2.5=78(3)Q硐绞车房及变电硐室分别为80m3/min(4)Q其它Q其它=0=(160+195×2+80×2)×1.25=887m3/min∴Q矿=887m3/min第二节井巷测风（P322）《规程》第105条，矿井每十天进行一次全面测风一、测风仪表风表根据测量范围可分为:高速（＞10m/s）中速（0.5～10m/s）低速(0.3～0.5m/s)表=n/t式中表—表速，m/sn—风表读数t—测定时间，s=a+b式中—真风速（扣除风表误差后的风速），m/sa、b—常数二、测风地点的选择测风站三、测风线路四、测风方法1、侧身法2、迎面法平均风速由下式计算：=K式中K—校正系数，侧身法时K=(S-0.4)/S，迎面法时K=1.14五、井巷风量Q=S式中Q—井巷风量，m3/sS—测风地点的井巷断面积，m2—井巷平均风速，m/s六、风表测风注意事项(1)防风表倒转出现读数误差(2)风表距人不能太近(3)风表均匀移动以免测值偏大或偏小(4)一断面测风次数不少于三次，相互误差不超过5%(5)所用风表与所测风速要适应(6)人、车过时不测(7)风门开启时不测(8)测风时防冒顶、触电(9)严禁挤压测风工具七、烟雾法当风速小于0.1～0.2m/s时=KL/t式中K—校正系数，取0.8～0.９L—烟雾流经的距离,mt—烟雾流经的时间,s八、风速传感器九、巷道断面半圆拱巷道：S=B(0.39B+H2)H2—巷道壁高，m例：进风巷（断面4m2）用风表测风，侧身法，风表读数240，测定时间一分钟，风表校正曲线=-0.1+1.1（m/s）表=n/t=240/60=4m/s=-0.1+1.1=-0.1+1.1×4=4.3m/s=(S-0.4)/S=4.3(4-0.4)/4=3.87m/sQ=S=4×3.87=15.48m3/s=928.8m3/min例：某半圆拱巷道宽2m、巷高2m,风量500m3/minS=B(H-0.11B)=2(2-0.11×2)=3.56m2=Q/S=500/(60×3.56)=2.34m/s思考题2-1某采面同时工作最多人数为15人，一次爆破最大炸药量为8公斤，瓦斯涌出量为0.35米3/分,气温为22℃,采面平均断面积为3米2，计算采面需风量。2-2某煤巷掘进工作面同时工作最多人数为5人，一次爆破最大炸药量为4公斤，瓦斯涌出量为0.10米3/分,掘进工作面断面积为3.57米2。计算掘进工作面的需风量。2-3某煤矿井下同时工作最多人数为80人。有2个采煤工作面，每个需风量216米3/分；有1个备用工作面，需风量108米3/分；有2个掘进工作面，每个需风量150米3/分；有采区绞车房及变电硐室各1个，每个需风量60米3/分。以上用风地点都独立通风，无独立通风的其他地点，计算矿井需风量。2-4某矿进风大巷断面积为3.57米2，侧身法测风，风表读数为300，测定时间为1分钟，风表校正曲线为真风速=0.385+0.452×表风速，米/秒。计算进风大巷的风速、风量。2-5某煤巷断面积3m2,风量36米3/分，风速超限吗？第三章矿井空气流动的基本理论第一节井下空气主要物理参量（P12）一、密度=M/V湿空气=干空气+水蒸汽干空气湿空气=(0.003458～0.003473)P/T例：P=750mmHg=100021.2Pa，t干=22℃，t湿=21℃，=91%，Psa=2637.8PaT=273.15+t=273.15+22=295.15=1.1699Kg/m3=1.17Kg/m3=0.00346P/T=1.1725Kg/m3二、比容v=V/M=1/v=1/γ=G/VG=Mgγ=g标准状态=1.2kg/m3，γ=11.76N/m3三、压力空气分子不停地热运动和地球引力的作用，使空气具有对外作功的能力，或对物体表面及器壁呈现压力，即为