矿井“一通三防”课件

矿井通风与灾害防治济宁二号煤矿通风科李海峰第一节矿井通风一、矿井通风的任务二、矿井通风系统三、采区通风四、矿井通风网路四、掘进通风五、矿井漏风六、矿井风量调节第二节矿井瓦斯防治一、瓦斯的性质二、瓦斯的生成三、瓦斯的存在状态四、煤层瓦斯含量五、矿井瓦斯涌出六、矿井瓦斯等级的划分七、瓦斯的爆炸八、防治突出第四节矿井粉尘防治一、矿井粉尘的产生与危害二、矿尘防治措施三、煤尘爆炸及防治目录第三节矿井火灾防治一、矿井火灾及其危害二、火灾发生的基本条件及其分类三、矿井火灾的处理四、煤炭自燃火灾及其防治五、火区的管理与启封第一节矿井通风矿井通风是矿井安全生产的基本保障。矿井通风是指借助于机械或自然风压，将适量的地面空气连续输送到井下各用风地点，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和矿尘，以降低环境温度，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全，并在灾变发生时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动路线。矿井通风的首要任务就是要保证矿井空气的质量符合要求。一、矿井通风的任务1、连续供给井下足够的新鲜空气2、稀释并排除井下各种有害气体和粉尘3、为井下创造一个良好的气候条件4、提高矿井的防灾、抗灾能力。(一)井下空气地面空气进入矿井后，由于受工作人员的呼吸、炸药爆炸、坑木腐朽、煤的氧化、煤层及围岩中涌出的各种有害气体、矿井火灾或与其煤尘爆炸等各种因素的影响，其成分和性质发生了一些变化，主要变化有氧浓度减少；混入了各种有害和爆炸性气体；混入了煤尘、岩尘等固体颗粒；空气的温度、湿度和压力发生了变化。就一般矿井而言，井下空气成分的组成有氧气、氮气、甲烷、二氧化氮、二氧化碳、硫化氢、氨气、氢气、矿尘和水蒸气等。。1.井下空气中的有害气体和允许浓度序号气体名称符号相对密度色味嗅毒性溶水性爆炸界线％最高允许浓度％备注1一氧化碳co0、97无无无强烈毒性难13～750、00242硫化氢H2S1、17无微甜臭蛋强烈毒性易4.3～460.000663二氧化氮NO21、57红褐剧毒易无0.000254二氧化硫SO22、20无酸硫磺剧毒极易无0.0005瞎眼气体5二氧化碳CO21、52无微酸无微毒易无详见《规程》6氮N20、97无无无使人窒息难无7氢H20、07无无无难4～75.20.58氨NH30、59无无剧臭剧毒易15～280.0049瓦斯CH40、554无无无使人窒息难5～16详见《规程》2.井下空气的温度和风速井下空气的温度、湿度和风速的综合效应形成了井下空气的气候条件。(1)井下空气的温度。《煤矿安全规程》规定：进风井口以下的空气温度(干球温度)必须在2℃以上；生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃；机电硐室的空气温度不得超过30℃。采掘工作面的空气温度超过30℃；机电设备硐室的空气温度超过34℃，必须停止作业。采取措施。(2)井巷中的风速。风速是指风流单位时间内流过的距离。井巷中风速的大小直接影响人体的散热效果，风速过高或过低都会影响工人的身体健康。风速过低时，汗水不易蒸发，人体多余热量不易散失掉，人就会感到闷热不舒服，同时瓦斯也容易积聚；风速过高时，容易使人感冒，矿尘飞扬，对安全生产和工人的身体健康都不利。井巷中的风速应符合《煤矿安全规程》的规定。采区巷道和采掘工作面最低风速是为了保证使井巷中风流呈紊流状态，能够较好地发挥通风稀释和逸走矿井生产过程中产生的瓦斯和有害气体的作用。二、矿井通风系统矿井通风系统包含的内容：矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施四方面。（一）矿井通风方式中央式对角式混合式中央并列式中央分列式两翼对角式分区对角式2.中央分列式：其进回风井沿井田倾斜方向相隔一段距离。回风井位于井田浅部边界沿走向的中央，不在工业广场内。特点：进回风井巷间的漏风通过中央采区的采空区，工业广场不受抽出式主要通风机噪音的影响。适用条件：与中央并列式相同中央式通风系统对角通风式系统（二）矿井通风方法动力源主要通风机的工作方法自然通风机械通风压入式抽出式混合式（三）矿井通风网络•矿井风流按照生产要求在井巷中流动时，风流分岔汇合的路线结构形式，叫做通风网络。•基本联接形式：串联网络、并联网络、角联网络注意：实际工作中的串联通风是指井下各用风地点（采、掘工作面、硐室及其他用风地点）的回风再次进入其他用风地点的通风方式，又称一条龙通风。1.串联通风的危害：(1)串联通风总风阻大，通风困难。(2)被串工作面要“吃”前一个工作面的乏风，空气不新鲜。(3)串联通风时容易发生事故，而且发生事故时不易隔绝，易使灾害范围扩大。(4)串联时不易进行风量调节，不能合理用风。采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。采掘工作面串联通风示意图2、并联通风•指井下各用风地点的回风直接进入采区回风道或总回风道的通风方式。其特点是：各井巷互不干扰，安全性能好，风量易调节，通风阻力小，瓦斯矿井要求使用。3、角联通风•指在并联的两条风路之间，还有一条或数条风路连通的通风风路。•其特点是：角联巷道中风流不稳定，在有瓦斯涌出的情况下给通风管理许多困难，在采区通风中要尽量避免采用角联网络，否则应有保证风流稳定的措施。对于必须设置的通风设施和通风设备，要选择适当位置，严守规格质量，加强管理，保证安全运转。通风系统中，应保持通风巷道的有效面积，以保障风流稳定。角联通风网络图（四）矿井通风设施1、风门:不允许风流通过，但需行人或行车的巷道内，必须设置风门。2、挡风墙（密闭）：不允许风流通过、也不允许行人行车的巷道内。3、风桥：在进风与回风平面相遇地点，必须设置风桥，构成立体交叉风路，使进风与回风分开，互不相混。4、调节风窗：1、风门（1）定义（2）使用注意事项Ⅰ、只行人时，可用单扇风门。Ⅱ、行人又行车时，可用双扇风门。Ⅲ、能容下一列车的长度。Ⅳ、严禁同时打开风门。Ⅴ、能自动关闭。2、挡风墙（1）定义（2）注意事项Ⅰ、永久性密闭用不燃材料砌筑Ⅱ、墙体无裂缝、不漏风Ⅲ、厚度≮0.5mⅣ、墙内有积水时，安U型放水管。3、风桥（1）、定义（2）、分类绕道式混凝土式铁风筒式(3)、注意事项Ⅰ、风量分别为:﹥1200m3、600～1200m3、＜600m3。Ⅱ、桥上下不得安风门Ⅲ、都用不燃建材Ⅳ、各项技术指标：漏风率≧2﹪、通风阻力≧150Pa、风速≧10m/s4、反风装置（1）为处理进风井发生的火灾，主要通风机必须安反风装置，并必须在10min内改变中的风流方向。Q反向≤40Q正常（2）必须在10min内改变中的风流方向。（3）Q反向≤40Q正常。5、防爆门三、采区通风采区通风系统矿井风流经主要进风巷进入采区，流经采区进风巷，清洗采掘工作面、硐室和其他用风巷道后，沿采区回风巷排至矿井主要回风巷的整个网络。1、采区通风系统的基本要求（1）上山布置的原则（2）采掘面、硐室应采用独立通风、少用串联通风。（3）采掘面不准经过采空区、冒顶区。（4）通风网络力求简单（比如：风门≯15组）。（5）要有较强的抗灾能力（有防尘线路、避难硐室等）。一进一回的工作面通风系统（U型、Z型）U型后退：工作面进、回风巷布置在煤体侧，在我国应用普遍。优点：系统简单、可靠、漏风小。缺点：上隅角瓦斯易超限，巷道掘进提前量大。U型前进：工作面进、回风巷布置在采空区侧。优点：巷道掘进独头通风长度短，巷道掘进提前量小，采空区瓦斯不进入工作面。缺点：漏风大，掘进对回采有干扰，进回风巷维护困难。前进式U型后退式Z型后退：工作面进风巷布置在煤体侧，回风巷布置在采空区侧。优点：采空区瓦斯不进入工作面。缺点：漏风大，回风巷维护困难。Z型前进：工作面进风巷布置在采空区侧，回风巷布置在煤体侧。优点：巷道掘进提前量较小。缺点：采空区瓦斯进入工作面，漏风大，进风巷维护困难。后退式前进式Z型两进一回或一进两回的工作面通风系统（Y型、W型、双Z型）用于增加采区工作面的风量，减少上隅角瓦斯积聚。Y型系统工作面两端巷道均进风，其中一条越过工作面后成为回风巷，通往采区边界的回风巷。后退式•前进式型YW型系统工作面两端及中部分别与位于采空区侧（前进式）或煤体侧（后退式）三条巷道相联，其中选择二条巷道进（回）风，一条巷道回（进）风。四、掘进通风㈠掘进通风方法掘进通风方法分为两大类，即利用矿井总风压通风和使用局部通风设备通风。1.利用矿井总风压通风⑴用纵向风墙或风幛导风⑵利用风筒导风⑶利用平行巷道通风2.使用局部通风设备通风⑴引射器⑵局部通风机图1－8风幛导风1－风幛；2－调节风门图1-9风筒导风1-风筒2-挡风墙3-风窗图1-9风筒导风1-风筒2-挡风墙3-风窗图1-10平行巷道导风图1-10平行巷道导风m10(a)(b)(c)图1-11局部通风机布置示意图a-压入式b-抽出式c-混合式回风上山进风上山图1-11局部通风机布置示意图a-压入式b-抽出式c-混合式通风方式优点缺点适用条件压入式污风不通过局部通风机，安全性好；有效射程远，工作面通风效果好；正压通风，可使用柔性风筒污风经巷道排出，作业环境不良；巷道长时，污风排除巷道时间长，需风量大有瓦斯涌出的巷道；距离不长的岩巷；在瓦斯喷出或突出区域的巷道抽出式污风经风筒排出，作业环境好；当风筒吸入口距工作面小于有效吸程时，通风效果好，需风量少。有效吸程短，风筒吸入口距工作面过远时，通风效果差；污风通过局部通风机，有瓦斯爆炸危险；负压通风，不能使用柔性风筒用于无瓦斯巷道；确保风机防爆性能时可用于瓦斯巷道混合式具有压入式、抽出式的优点，通风效果最佳通风设备多、管理较复杂通常用于大断面、长距离巷道、综掘巷道表1-5局部通风方式的优缺点比较五、矿井漏风矿井漏风是指在矿井通风中，进入井巷的风流未到达用风地点，而通过通风构筑物的缝、采空区、煤柱裂隙及地表塌陷裂缝等直接渗透到回风井或地面的现象。1.产生漏风的条件。有漏风通道且在其两端存在压力差。井下控制风流的设施不严密、采空区顶板岩石冒落后未被压实、煤柱被压坏或地表有裂隙等，都能造成漏风。2.矿井漏风的危害。漏风使工作面用风地点风量减小，可引起瓦斯积聚，空气温度升高，气候条件恶化，不仅影响井下工人的劳动效率，而且影响工人的身体健康和矿井安全；矿井漏风的存在，使矿井通风系统复杂化，降低了通风系统的稳定性、可靠性，影响井下风流控制和调节效果；大量漏风的存在造成矿井通风电费的大量浪费，甚至主通风机能力不足；采空区、留有副煤、浮煤的封闭巷道以及被压碎的煤柱等处的漏风，可能促使煤炭自燃发火，而地表塌陷区风量的漏入，会将采空区有害气体带入井下，直接威胁采掘工作面的安全生产。六、矿井风量调节在生产矿井中，用风地点及其风量是经常随着采掘工作面的搬迁和瓦斯涌出量的变化而变化的，井巷的风阻也经常随着工作面的推进、巷道变形而变化。为了始终保证按需分风，必须不断地进行风量调节。风量调节是通风管理工程中经常性工作，它直接关系到煤矿的安全生产和经济效益。风量调节的目的是使各用风地点实现按需分风。风量调节按其范围可分为局部风量调节和矿井总风量调节两类。㈠局部风量调节局部风量调节是指在采区内部各工作面之间，采区之间或生产水平之间的风量调节。调节方法有增阻法、降阻法及辅助通风机调节法。1.增阻调节法增阻调节法是通过在巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道的局部阻力，从而降低与该巷道处于同一通路中的风量，或增大与其关联的通路上的风量。这是目前使用最普遍的局部调节风量的方法。2.降阻调节法在需要增加风量的风路中采取扩大巷道断面、改变支护形式、清除堆积物等种种措施，降低该风路的风阻，可增大风量。3.增压调节法在风阻大、风量不足的风路上安设辅助通风机，克服该巷道的部分阻力，以提高其风量的方法，称为增压调节法。㈡矿井（或一翼）总风量的调节当矿井或一翼总风量不足或过剩时，需要调节总风量，也就是调整主要通风机的工况点。采取的措施主要是改变主要通风机的工作特性或改变矿井通风网络总风阻。1.改变主要通风机工作特性通常采用改变主要通风机转速或改变主要通风机叶片安装角的办法；对于有前导器的通风机，可以改变前导器叶片角度的方法，必要时可换用性能更合适的主要通风机。2.改变矿井总风阻值矿井投产初期，所需