矿井通风与灾害防治.ppt

,矿井通风与灾害防治铜川煤矿安全培训中心高级讲师边德峰,,第一章矿井通风,第一节矿内空气一、地面空气1、地面空气的主要成份氧气0220.96氮气N279二氧化碳CO20.04另外,若说单纯的氮气占78,那么可以说地面空气中还含有一些稀有气体如氩、氪、氦、氖、氙等惰性气体和水蒸气及尘埃，因其含量极不稳定，且对空气成份影响极小，故通常忽略不计。2、地面空气进入井下后的变化地面空气进入矿井后，其成份和性质发生了一些化，主要有（1）氧气含量减少;（2）混入了各种有毒有害气体和爆炸性气体;（3）混入了煤尘、岩尘等固体微粒；（4）空气的温度、湿度和压力也发生了变化。,,二、矿内空气1、矿内空气的主要成份（1）氧气（O2）1）性质氧气是一种无色、无味、无嗅、无毒的气体。相对密度为1.11微溶于水，易与其它物质化合（化学性质很活泼），易助燃等和供人呼吸。2）矿内空气中氧气浓度减少的主要原因①人的呼吸；②煤的氧化；③坑木腐烂；④井下火灾；⑤瓦斯煤尘爆炸等直接消耗了氧气。另外，生产中不断产生和煤岩层不断放出的各种有害气体，也相应地降低了空气中氧气的浓度。,,3）对人体的影响氧气是维持人的生命所必需的物质。人对氧气的需要量是随人的体质强弱及劳动强度大小而定的。休息时，平均需氧量为0.25L/min，行走和工作时，需氧量为1～3L/min。如果空气中氧浓度降低，就会影响人的健康，甚至造成缺氧窒息死亡。,空气中氧含量减少对人体的影响,,4）规程规定在采掘工作面的进风流中，按体积计算氧气不得低于20。案例1徐州煤矿3103工作面的倾斜材料道，由于巷道的中、下部较低洼，积水时间较长（7个月），积水将巷道封堵而形成再生盲巷。1988年10月19日，生产矿长带领安监副科长和考核科长3人一同到3103工作面检查工作，当越过两道栅栏，进入倾斜材料道时，因盲巷内有害气体积聚，氧气含量减少，造成缺氧窒息死亡。,案例分析①没有检查O2含量；②即就是检查了CH4和CO2混合气体；却忽视了H2S或SO2气体的存在。,,（2）二氧化碳（CO2）1）性质无色，略带有酸味，不自燃也不助燃，不能供人呼吸，含量大时略有毒性，易溶于水，故常隐匿在老空废井的积水中。相对密度为1.52，多积存在巷道下部、采空区下部边缘及下山盲巷中。2）来源①煤、岩、坑木等物质的氧化；②爆破工作；③矿井火灾；④瓦斯、煤尘爆炸；⑤人的呼吸；⑥从煤、岩层中涌出或突然喷出等。3）对人体的影响对人的眼、鼻、口等器官有刺激作用，当人体内二氧化碳增多时，会刺激中框神经，引起呼吸加快，增大吸氧量。因此，在抢救有害气体中毒的伤员时，可以在氧气中加入含有5的二氧化碳气体，以增强肺部呼吸的能力。当二氧化碳浓度过大时，会使氧气含量降低，引起缺氧而窒息死亡。,,4）规程规定采掘工作面进风流中二氧化碳浓度不得超过0.5；矿井总回风巷或一翼回风流中二氧化碳浓度不得超过0.75；采掘工作面风流中以及采区和采掘工作面回风流中二氧化碳浓度都不得超过1.5.,不同浓度二氧化碳对人体的影响,,3）氮气（N2）①性质无色、无味、无嗅、不助燃也不能供人呼吸，不易溶于水，相对密度为0.97，氮气本身无毒，但在高温下可与氧化合成极毒的二氧化氮。②来源井下有机物的腐烂；爆破作业；煤岩层放出。③对人体的影响在正常情况下，氮气对人体无害，但若在通风不良的巷道内，氮气浓度的增加会使氧气含量相对减少；会使人缺氧窒息死亡。,,案例21982年9月7日，河南平顶山煤矿由于主要通风机故障停风15min，井下一采空区内的有害气体（主要是氮气）大量涌出，造成正在相邻采面进行综采支架安装的12名人员缺氧窒息死亡。经采样化验，事故当时氮气含量高达94.7，而氧含量仅为4.6.案例分析①该矿可能采用的是压入式通风的方法。故被压入煤壁及采空区的有害气体，会在停风后，突然的、大量的涌出。②临时停风地点，应停止工作，撤出人员。③备用扇风机未能及时启动。,,2、矿内空气中主要有害气体矿内空气中的主要有害气体有CO、NO2、SO2、H2S、NH3、CH4等。（1）一氧化碳（CO）1）性质无色、无味、无嗅的气体，有强烈毒性；相对密度为0.97，几乎能均匀扩散在空气中；微溶于水，能燃烧，但不助燃；当浓度达到13～75时能爆炸。2）主要来源；①矿井火灾；②煤炭自燃；③瓦斯与煤尘爆炸（1kg煤尘燃烧能产生1.5m3的CO）；④爆破工作；⑤润滑油高温分解等。3）对人体的危害一氧化碳对人体的危害极大。因为一氧化碳与人体血色素中的血红蛋白的结合能力比氧大250～300倍，当吸入人体肺泡后迅速进入血液与血红蛋白结合，不但阻止了红血球吸氧，而且挤掉氧气，造成人体细胞组织缺氧现象，引起中枢神经系统损坏，使人体血液中毒，严重时会窒息死亡。,,4）一氧化碳中毒的症兆及特点一氧化碳中毒者两颊有红斑点，嘴唇呈桃红色。中毒的速度与程度取决于空气中一氧化碳浓度，接触的时间和人的呼吸频率与深度。如果经常在一氧化碳稍微超过允许浓度的环境中工作，虽然短时间内不会发生急剧中毒症状，但由于人体组织长时间缺氧，可导致记忆力衰退，失眠和情绪不好等慢性中毒。据统计，在煤矿发生瓦斯、煤尘爆炸及火灾事故时死亡的人数中，约75～85都是因一氧化碳中毒而身亡的。案例31992年3月16日和18日，抚顺某矿先后发生两次从火区和报废巷道中涌出大量（2.5万m3）一氧化碳熏人事故中毒76人，其中严重中毒5人，死亡3人。案例4辽宁锦西市某矿由于无独立通风系统借用邻矿废巷作回风。1990年12月25日由于邻近井火区复燃，一氧化碳涌出，致使该矿29人中毒，死亡21人。其中19人缺乏有关知识，盲目行动而在中毒人员抢救中死亡。,,一氧化碳对人体的危害,,2）二氧化氮（NO2）①性质棕红色，有强烈刺性臭味，相对密度1.57，极易溶于水，不自燃，也不助燃，是一种剧毒性气体。②来源井下二氧化氮主要来源于放炮工作（放炮后，会产生大量一氧化氮，但因其很不稳定，很快生成二氧化氮）。1㎏硝铵炸药爆破后能产生10L二氧化氮气体（需要供给25m3/min的新鲜空气稀释）。③对人体的危害二氧化氮对人的眼睛、鼻腔、呼吸道及肺部组织有强烈的腐蚀破坏作用，能引起肺水肿。二氧化氮中毒的特点是起初无感觉，即使在危险浓度下也只是感觉呼吸道受刺激而咳嗽，经6～24h后才出现中毒现象；其症状是严重支气管炎、呼吸困难、手指尖及头发稍出现黄斑、吐淡黄色痰液、发生肺水肿、引起头疼、呕吐现象，以致死亡。,,二氧化氮对人体的危害,必须注意的是，因二氧化氮能引起肺肿，所以在对二氧化氮中毒者进行急救时，只能输入纯氧让其自己呼吸，严禁进行人工呼吸或输入含二氧化碳的氧气，以免加速伤肺死亡。案例51972年开滦某矿在煤层掘进巷道时，由于放炮后工人们立即迎着炮烟进入工作面工作，致使该工作面3d内连续死亡2名青年工人，且都是下班回宿舍休息，次日早上发现的。事后经诊断，死者都是因为吸入了大量炮烟，二氧化氮中毒引起肺水肿死亡的。所谓炮烟熏人，其实就是二氧化氮中毒。,,3）二氧化硫（SO2）①性质二氧化硫是一种具有硫磺气味及酸味的无色气体，相对密度为2.2，易积聚在巷道底部，易溶于水，有剧毒。②来源a.含硫煤炭的氧化和自燃；b.含硫煤岩层中的爆破工作；c.含硫煤尘爆炸；d.硫化矿物的缓慢氧化；e.从煤层或围岩中放出；f.井下橡胶类物品（如电缆、电线等）的燃烧生成等。,,二氧化硫对人体的危害,,③对人体的危害二氧化硫对人的眼睛有强烈刺激作用（俗称瞎眼气体），能腐蚀呼吸器官引起支气管炎，导致呼吸麻痹，严重时引起肺水肿，以致死亡。,,4）硫化氢（H2S）①性质无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体；相对密度为1.19,易溶于水，具有强烈毒性，当浓度达到4.3～46时能燃烧和爆炸。②来源a.坑木等有机物的腐烂（主要在老巷中）；b.含硫矿物的氧化和水解（积存污水处）；c.含硫煤炭的自燃；d.含硫化氢的煤岩层中放出等。③对人体的危害硫化氢对人的眼睛、鼻腔、咽喉及上呼吸道的粘膜有较强的刺激作用，能干扰人的中枢神经系统，易引起急性中毒或死亡。,,,硫化氢气体对人的危害,案例61971年8月18日北京矿务局某矿一上山掘进工作面透老空积水，人员撤出后，矿调度室主任和一名技术人员去现场了解透水情况，被涌出的硫化氢熏倒致死。该矿1980年掘进时再次透水（老空积水），一名工人又因硫化氢喷出被熏死。,,5）氨气（NH3）①性质氨气是一种无色具有浓烈异臭味的气体；相对密度为0.6易溶于水，有爆炸性（爆炸界线限为16～27）和毒性。②来源a.炸药爆破；b.用水熄灭燃烧的煤炭时；c.有机物的氧化和腐烂；d.部分岩层中涌出等。③对人体的危害氨气对人的皮肤和呼吸器官有刺激作用，能引起咳嗽、流泪、头晕、声带水肿、重者会昏迷，痉挛、心力衰竭以致死亡。,,井下主要有害气体及最高允许浓度,,3、防治井下有害气体的措施（1）加强通风。（2）加强瓦斯监测（控）与检查。（3）防止各种有害气体积聚或大量涌出。（4）水泡泥，放炮撒水。（5）凡井下通风不良的区域或巷道，要设置栅栏，并悬挂“禁止入内”的警标。（6）要按标准构筑用于封闭井下火区，盲巷或抽放瓦斯的各种密闭。（7）对中毒人员应立即移送到新鲜空气的巷道中，并视其具体情况及时抢救。,,三、矿井气候条件1、矿井气候条件矿井气候条件是指井下空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态。矿井气候的特点是温度高、湿度大和风速的不均衡。矿井气候的变化规律是冬暖夏凉、冬干夏湿。2、矿井气候条件对人体的影响1）矿井空气的温度人体散热主要是通过皮肤表面与外界的对流，辐射和汗液蒸发这三种基本形势进行的。在正常情况下，人体依靠自身的调节机能，使产热量与散热量之间保持着动平衡，体温维持在36.5℃～37℃之间。井下空气温度与人体温度差别的大小，直接影响人体散热。温度过高、过低都会使人感觉不适，甚至危害人体健康与生命安全。,,规程规定进风井口以下的空气温度必须经常保持在2℃以上；采掘工作面的空气温度不能超过26℃；机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。当空气温度超过规定时，必须缩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过30℃，机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。一般认为对人体最适宜的空气温度为15℃～20℃。,影响矿内空气的主要因素①地面气温。矿内空气来自地面。因此，地面空气温度高，矿内空气也高；地面空气温度低，井下空气温度也就低,,②空气的压缩与膨胀。当空气沿井巷向下流动时，空气受到压缩会产生热量而使气温升高（一般垂深度增加100m，温度不升高1℃）；反之，空气向上流动时，又会因体积膨胀而使温度降低（平均每升高100m，温度降低0.8℃～0.9℃）.③岩层温度岩层温度直接影响矿内空气的温度。一般地表下20～30m处的岩层温度与当地的地面年平均温度相同，称为恒温带；在此之下，岩层温度随着深度的增加而升高在含煤地层中，深度每增加30～35m，岩层温度升高1℃。④地下水的作用。矿井水中有高温热泉或热水涌出时，可使地温升高；想反，若低温的地下水活动强烈时，则可使地温降低。⑤水分蒸发。水分蒸发时吸热可使空气温度降低。⑥氧气生热。矿井中的有机矿物、坑木、秫秸、竹芭、油垢等氧化生热，会使空气温度升高。⑦通风强度。温度较低的风流通过巷道或工作面时，能吸收热量。风量越大，吸收的热量越多，温度降低的就越多。⑧其他因素。如机械设备运转，凿岩爆破、人体散热等，对矿井空气温度都有一定影响。,,2）矿井空气的湿度空气湿度是指单位体积或单位重量空气中的含水蒸气的数量。有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。相对湿度影响人体蒸发散热的效果。气温高时，蒸发散热的作用就增强。当气温较高时，人体散热主要依靠蒸发散热来维持人体热平衡。若相对湿度大于80，汗液就难以蒸发不能起到蒸发散热的作用，人体就会感到闷热，心情就会感到烦闷。因为只有在汗液蒸发过程中才能带走较多的热量。当气温高，湿度小，相对湿度小于30时，蒸发散热过快，空气过于干燥，人体鼻腔粘膜，嘴唇就会干裂，人的心情也会感到烦燥。当气温较低而相对湿度大，就会加剧空气对人的冷感。一般认为人体感到最适宜的空气湿度为50～60。,,3）井巷中风速在矿井巷中，风流在单位时间内能流经的距离，称为井巷中的风速，简称风速。风速的大小直接影响人体的散热效果。对流散热强度随风速而增大。当气温低于体温时，风速越大，对流散热量也越大；当气温高于体温时，风速越大，对流散热量也越大。同时蒸发散热、散湿的效果也随风速的增大而增强。,人体最适宜的风速为1～2m/s人体最适宜的风量为50～80m3/min采掘工作面按同时工作的最多人数计算风量；每人每分钟供风量不得少于4m3。,,井巷中的允许风流速度,,四、矿井通风的任务1、连续不断地向井下提供呼吸所需的新鲜空气。2、稀释并排除井下的有毒害气体及粉尘。3、创造良好的井下气候条件。,五、矿井通风系统与反风（一）矿井通风系统矿井风流由入风井口进入井下，经过各用风场所，然后由回风井口排出矿井。风流所经过的整个路线及配套的通风设施，称为矿井通风系统。分别由矿井通风方法，矿井通风方式，矿井通风网络组成。,,1、矿井通风方法矿井通风方法是指矿井主要通风机对矿井的供风的工作方式。有以下三种。（1）压入式压入式通风是将矿井主要通风机安设在地面进风井口，以压风方式向矿井内供风，使整个通风系统在压入式，主要通风机作用下，形成高于当地大气压力的正压通风。（2）抽出式抽出式通风是将矿井主要通风机安设在地面回风井口，向外抽出井下空气，形成使井下空气压力低于当地大气压力的负压通风。（3）抽压混合式抽压混合式通风是将地面新鲜空气由压入式主要通风机送入井下，由抽出式主要通风机将污风排出井外。,,2、矿井通风方式按照进、回风井之间在井田内的位置关系，通风方式可分为三种基本形式。（1）中央式中央式是指矿井进、回风井大致位于井田走向中央，但是由于进、回风井在井田倾斜方向的位置不同，又可分为两种。①中央并列式进、回风井均布置在井田中央。②中央边界式进、回风井虽布置在井田走向中央，但在倾斜方向上有一定距离。回风井通常位于井田浅部边界。（2）对角式根据回风井服务范围之内，可分两种两翼对角式进风井位于井田中央，回风井位于井田两翼上部边界。有些矿井由于各种原因把两翼对角式简化为单一对角式。（3）分区式即是把井田划分为若干个生产区域，在每个生产区域均开凿进、回风井构成各自独立的通风系统。（4）混合式由上述诸种方式混合而成的通风方式。,,3、通风网络把矿井或采区中风流分岔汇合线路和结构形式和控制风流的通风构筑物，通常用不按比例不反映空间位置关系的单线条示意图来表示通风系统的示意图叫通风网络。有以下三种。（1）串联网络若前一井巷的出风端和下一井巷的进风端相接，这样的通风网络称为串联网络。（2）并联网络若两条或两条以上的通风井巷的进风端是在同一点分开，它们的出风端又是在同一点汇合，这样的通风网络称为并联网络。（3）角联网络两条分路组成的并联系统中，若有一条以上的井巷横跨于两个并联巷道上构成的系统称为角联系统。其网络图称为角联网络。横跨于并联分路上的井巷，称为对角巷或对角风路。,,4、采区通风系统（1）采区通风系统的要求规程规定采掘工作面都应独立通风，即各用风地点的回风直接进入回风巷中。在同一采区内，同一煤层上、下相连的两个同一风路中的采煤工作面，采煤工作面与其相连的掘进工作面，相邻的两个掘进工作面布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过1次。,采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必须制定安全措施，而且串联通风的次数不得超过1次；构成独立通风系统后必须立即改为独立通风。在串联通风中必须在进入被串联的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度不得超过0.5，其它有害气体都应符合规程规定。,,,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。（2）采煤工作面通风采煤工作面风流中，针对风流方向与煤层倾斜的关系不同，可分为两种通风形式。①上行通风风流沿采煤工作面由下向上流动。②下行通风风流沿采煤工作面由上向下流动。规程规定，有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的回采工作面不可采用下行通风。目前我国主要采用长壁式开采，在长壁式开采的回采工作面进风巷与回风巷的布置有“U、Z、Y及W”等型式，我国主要采用“U型后退式”通风形式。,,5、掘进工作面通风掘进工作面一般都是利用局扇通风。根据局扇的工作方式分为压入式、抽出式和混合式，目前绝大多数都采用压入式通风。压入式通风时局扇的安装如图所示。局扇的安装有下列要求,,第一百二十八条安装和使用局部通风机和风筒应遵守下列规定（1）、局部通风机必须有指定人员负责管理，保证正常运转。（2）、压入式局部通风机的起启动装置，必须安装在进风巷中距掘进巷道回风口不得小于10米全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量，局部通风机安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合本规程一百另一条的有关规定。（3）、高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿的高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机、并能自动切换。正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用电缆、专用变压器）供电，专用变压器最多可向四套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用通风机的电源必须取自于同一带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保持掘进工作面的正常通风。,,（4）、其他掘进工作面和通风地点正常工作的局部通风机可不配被安装备用局部通风机，但正常工作的局部通风机必须采用三专供电；或正常工作的局部通风机配备安装一台同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。正常工作的局部通风机和备用局部的电源必须取自同时带电的不同母线段的相互独立的电源。保证正常工作的局部通风机故障时，备用风机正常工作。（5）、必须采用抗静电阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离、混合式通风的局部通风机和风筒的安设、正常工作的局部通风机和备用局部通风机的切换的交叉风筒接头的规格和安设标准，应在作业规程中明确规定。（6）、正常工作和备用局部通风机均失电停止运转后，当电源复电时，正常工作的局部通风机和备用局部通风机均不得自动启动，必需人工开启局部通风。,,（7）、使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风即停止运转或停风以后能切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。正常工作的局部通风及故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机通风范围内应停止工作，排除故障；待故障排除后，恢复到正常工作的局部通风后方可恢复工作。使用两台局部通风机同时供风的，两台局部通风及都必须同时实现风电闭锁。（8）、每10天至少进行一次甲烷风电闭锁实验，每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验，试验期间不得影响局部通风，实验记录要存档备查。（9）、严禁使用三台以上（含三台）局部通风机同时向一个掘进工作面通风。不得使用一台局部通风机同时向两个作业的掘进工作面通风。第一百二十九条使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电、故障等原因停风时，必须将人员全部撤至全风压进风流处，并切断电源。,,掘进工作面瓦斯排放措施1、分段排放，严禁一风吹。2、控制排放总量，在回风侧10米处瓦斯浓度不得大于1.53、回风侧要断电、撤人。4、排放完以后要稳定30分钟，瓦斯浓度不大于1.0,,（二）矿井反风矿井反风是当矿井发生灾变事故时所采取的一项重要的控制风流的救灾措施。生产矿井的反风有全矿性反风和局部反风两种。1、全矿性反风全矿性反风就是使全矿井总进、回风巷道及采区主要进风、回风巷道的风流全面反向的反风方式。当矿井进风井口附近、井筒、井底车场（包括井底车场主要硐室）及井底车场直接相通的大巷（如中央石门、运输大巷）发生火灾时应采用全矿性反风。,,全矿性反风方法有三种（1）反风道反风利用主要通风机设置的专用反风道和控制风门，使通风机的排风口与反风道相联，风流由风硐压入回风道，使风流方向反向，这种方法叫反风道反风。无论是轴流式还是离心式主要通风机都可以采用这种方法。（2）反转反风利用主要通风机反转，使风流反向的方法，称为反转反风。只有轴流式主要通风机，方可采用这种反风方法。（3）无反风道反风,,利用备用的主要通风机机体作为反风道，实现反风的方法。为确保每个生产矿井具备全矿性反风能力，规程规定生产矿井主要通风机必须有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机供给风量不小于正常风量的40。每季度至少检查一次反风设施；每年应进行一次反风演习；当矿井通风系统有较大变化时，也应进行一次反风演习；北方地区矿井应在冬季结冰期进行反风演习。反风演习持续时间不应小于矿井最远地点撤人到地面所需的时间，且不可小于2h。,,2、局部反风在井下采区内发生火灾时，主要通风机保持正常运转，通过调整采区内预设风门的开关状态，实现采区内部部分巷道风流反向，把火灾烟流直接引入回风巷道。反风设施均应采用不燃性材料制作。每组风门均应安设两道。,,六、风量的分配与调节1、风量计算的要求确定矿井总风量时应选择安全、经济、合理的原则。矿井总风量是井下各个工作地点的有效风量和多条风路上的漏风量的总和。其计算方法主要是按照井下同时工作的最多人数计算，确保井下每人每分钟供给不少于4m3的新鲜风量和按采煤掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算，其中最大值作为矿井总风量。矿井总风量要求有一定的备用量，一般可取计算风量的20～25。,,2、矿井风量分配的原则（1）各采煤工作面的风量按照风量与产量成正比例的原则，按比例分配风量，备用工作面的风量按计划所需要的一半分配风量。（2）独立通风的掘进工作面和硐室的风量，按照计算结果或采用经验数据配风。,3、矿井风量的调节为了满足不同地点，不同时期的所需风量，对网络加以人为控制，即为风量调节。为了满足所需风量，也必须实行人工调节。,风量调节按照调节影响的范围不同，可分为局部风量调节和矿井风量调节两类。,,（1）局部风量调节法局部风量调节法，是指采区内部各工作面之间，采区之间或生产水平之间，采用并联网络的风量调节。局部风量调节方法有三种。①增加阻力调节法即增加风路的风阻。一般都是用调节风窗为主，在个别情况下也可以采用安装百叶窗、风障的方法。调节风窗是一种增加风阻、控制风量的通风构筑物，通过对风门上风窗面积的调整，达到增加局部风路中风阻、减少局部风量和目的。②降低阻力调节法即设法降低需要增加风量的巷道的风阻。其主要方法是扩大巷道的断面；改变巷道壁面的平滑程度或支架形式以减小摩擦阻力系数；也可以采用增加并联辅助巷道的方法。,,③用辅助通风机调节法（增压法）即在风阻大，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，以提高风量的方法。（2）矿井总风量调节矿井总风量调节就是调节主要通风机的工况点，使矿井或矿井一翼的总风量发生改变。通常采用的方法有两种①改变主要通风机特性的调节法即改变主要通风机叶片安装角或改变主要通风机的转速。②改变主要通风机的工作风阻调节法降低风机的工作风阻，可增加矿井总风量；反之，增加风阻，可降低总风量。,,第二节通风设施一、矿井主要通风设施在矿井正常生产中，为保证风流按设计的路线流动，在灾变时期仍然能维持正常通风或便于风流调度，而在通风系统中设置的一系列构筑物，这些构筑物称通风设施。1、矿井通风设施的分类1）通风设施按其作用可分为三类①引导风流的设施主要有风硐、风桥等。②隔断风流的设施主要有防爆门、防突门、风门、挡风墙等。③调节控制风量的设施主要有调节风窗、调节风门等。2）按其服务期不同，可分为两大类①永久通风设施永久遮断风门、永久调节风门、永久风硐、永久挡风墙（密闭）等。②临时通风设施临时遮断风门、临时调节风门、临时风硐、临时挡风墙（密闭）等。,,2、煤矿井下常见的通风设施主要有风门、风桥、风窗、风墙等。1）风门可以使人员和车辆通过又能阻断风流的通风设施。①普通风门利用人力开启，利用自重和风压差来实现自行关闭的风门。②自动风门利用机械转动、电动、气动和水动的原理来开启和关闭的风门。2）风桥设在进回风交叉处，使进、回风互不混合的设施。常见的风桥有绕道式风桥、混凝土风桥和铁筒风桥3种。3）挡风墙（密闭）设置在需要隔断风流，同时又不需要通车行人的巷道中的构筑物，叫挡风墙或密闭。①按服务年限可分为临时密闭和永久密闭。②按用途可划分为通风密闭、防火密闭、防水密闭、防爆密闭等。4）调节风窗增加通风阻力，调节和控制风量大小的通风设施。,,二、通风设施对安全生产的影响煤矿井下通风设施是否合乎要求，是影响矿井漏风量大小和有效风量高低的重要因素。质量不符合规定的通风设施对煤矿安全生产有很大影响。井下人为的对通风设施进行破坏或不按规定使用而造成的事故也是时有发生的。因此，构筑质量合格的通风设施并正确使用和维护好矿井通风设施，是十分重要的。,,第三节矿井通风管理,矿井通风系统安全检查重点矿井通风系统担负着向井下输送足量新鲜空气供人员呼吸，排除井下瓦斯煤尘及有害气体，创造井下良好作业条件的重要任务，对其安全检查的重点是（1）通风系统的完善性。矿井必须采用机械通风，有完备的通风系统。（2）通风系统的可靠性。必须供给井下足量的新鲜空气，保证井下风流连续、稳定、可靠。（3）矿井通风管理的有效性，应适应矿井安全生产和矿井合理通风的要求。,,1．矿井通风系统的完善性检查检查是否存在以下问题（1）无主要通风机，采用自然通风。（2）用局部通风机或局部通风机群代替主要通风机使用。（3）无独立的进、回风系统。（4）主要通风机无独立双回路供电，经常停电。（5）主要通风机无管理制度，经常停开。凡发现以上其中之一时要停止矿井生产。2．矿井通风的可靠性检查检查是否存在以下问题（1）主要通风机的供风量小于井下需风量。（2）2台以上通风机并联运转不匹配；主要通风机在不稳定区或其附近工作。（3）风流不稳定、无风、微风或反向。（4）不合规定的串联通风。,,3．主要通风机的检查（1）风机工况及其变化。（2）电压、电流的稳定情况。（3）风机故障情况。（4）有无同等能力的备用风机。（5）有无反风能力，是否满足反风的要求。（6）是否双回路供电，电气保护装置是否齐全、可靠。4．井巷通风的检查（1）风速在矿井中风速的大小直接影响人体的散热效果。另外，从风流的动力给人的感受上分析，风速不宜超过8m/s；风速过大也影响矿井的安全生产，所以风速应符合规程的规定。（2）断面巷道断面是否满足矿井通风的要求，主要进风巷道实际断面不小于设计断面的2/3，回风巷失修率不高于7，严重失修率不高于3。,,5．矿井通风设施的检查（1）反风设施矿井主要通风机的反风设施按规程规定定期检查，每年进行一次反风演习，反风效果符合规定。（2）风门、风桥、风窗、密闭墙，重点是风门和密闭墙。永久风门、密闭、风窗应满足以下要求①墙体用不燃性材料建筑，厚度不小于0.5m，严密不漏风。②墙体平整；无裂缝、重缝和空缝。③墙体周边掏槽（坚硬岩石和支护除外），要见硬顶、硬帮，要与煤岩接实，四周要有不小于0.1m的裙边。④设施5m内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。⑤密闭内有水的设反水池或反水管；自然发火的煤层的采空区密闭要设观测孔、措施孔，孔口封堵严密。密闭前无瓦斯积聚，要设栅栏、警标、说明牌和检查箱（排、入风之间的挡风墙除外）。,,⑥风门一组至少两道，能自动关闭和有闭锁装置。门框要包边沿口，有衬垫，四周接触严密，门扇平整不漏风。调节风窗的调节位置设在门墙上方，并能调节。临时风门、临时密闭应满足以下要求①临时设施设在顶、帮良好处，见硬底、硬帮，与煤岩体接实。②设施周围5m内支护良好，无片帮、冒顶，无杂物、积水、淤泥。③设施四周接触严密，木板设施要鱼鳞搭接，表面要用灰、泥抹满或勾缝。④临时密闭不漏风，密闭前要设栅栏、警标和检查牌。⑤临时风门能自动关闭，通车风门及斜巷运输的风门有报警信号，否则要装有闭锁装置。门框包边沿口，有衬垫，四周接触严密，门扇平整不漏风，与门框接触严密。,,永久风桥应满足以下条件①用不燃性材料建筑。②桥面平整不漏风。③风桥前后各5m范围内巷道支护良好，无杂物、积水、淤泥。④风桥通风断面不小于原巷道断面的4/5，成流线型，坡度小于30。⑤风桥两端接口严密，四周实帮、实底，要填实、接实。⑥风桥上下不准设风门6．矿井漏风的检查检查矿井内部漏风和外部漏风，漏风率超过规定时要查明原因。矿井主要通风机装置外部漏风每年至少测定一次，外部漏风率在无提升设备时不得超过5％，有提升设备不得超过15％，矿井有效风量率不低于85％。,,7．矿井通风管理的检查主要检查内容一是通风资料，牌板，管理制度，记录，通风旬，季报表；二是通风测定报告，包括阻力测定报告，主要通风机性能测定报告，反风演习报告；三是通风管理机构。（1）检查矿井是否有通风系统图，通风系统示意图，通风网络图，避灾路线图。（2）检查矿井通风图件是否准确反映实际，重点检查风流方向，用风地点风量，通风设施位置等，主要图件要求每季绘制，按月补充修改。（3）检查矿井是否有局部通风管理牌板、通风设施管理牌板、通风仪表管理牌板，牌板是否与实际相符，采用井上下对照的方法进行检查。（4）查阅通风管理制度及执行记录。（5）检查通风记录、报表；采用井上下对照的方法进行检查。（6）检查通风测定报告，主要查报告中的测定时间和数据的可靠性；矿井至少10d进行一次全面测风，采掘工作面根据实际需要随时测风。（7）按有关规定检查通风管理机构与管理人员。,,8．矿井通风重大事故隐患检查（1）通风系统不合理，通风设施不齐全，出现无风、微风、循环风和利用采空区回风，以及不合理的串联风、扩散风。（2）通风风流稳定性差，抗干扰能力低；时常出现风门同时打开造成风流短路现象；主要通风机在驼峰区附近工作。（3）井下存在敞口盲巷；采煤工作面结束45天内或采区结束1.5个月内未进行永久密闭。（4）局部通风机未装置“三专两闭锁”；一台局部通风机同时向两个以上的掘进工作面供风；时常出现局部通风机无计划停电、停风；局部通风机产生循环风；局部通风机停止运转后不及时撤出人员，切断电源，停止工作。（5）风筒的漏风大，最后一节风筒距离工作面过远，造成风量不足，仍继续工作。（6）巷道贯通后，不及时调整通风系统，造成瓦斯积聚。,,9．采区通风的安全检查采区瓦斯涌出集中，矿尘产生量大，工作面又经常移动，容易发生“一通三防”事故。现场检查的重点一是采区通风的完备性及其抗灾、防灾能力；二是采煤工作面上隅角。这是采煤工作面瓦斯最高的区域，当回风流瓦斯浓度达到0.7％～0.8％时，上隅角瓦斯就可能超限；三是采煤机组附近。这是瓦斯涌出集中，产尘量大的地点；四是采煤工作面回风巷。重点检查采区通风系统是否健全，是否采用分区通风；串联通风是否符合规定；采煤工作面通风形式和风速是否符合有关要求，风量能否满足排放瓦斯、有害气体和煤尘的要求；采区尤其是采空区漏风情况；采区通风是否稳定可靠。具体内容主要包括以下几个方面,,（1）风速是否超过规程规定。（2）采区巷道断面是否满足通风的要求。（3）工作面、硐室的温度是否符合规程规定。（4）串联通风的使用是否符合规程规定。（5）工作面的配风量是否符合规程规定。（6）采煤工作面是否用局部通风机通风。（7）采区内的回风是否是专用回风道，是否有一段为进风，一段为回风。（8）突出工作面是否采用下行通风。（9）采区内的漏风是否进入采空区。（10）采区内是否有控制风门。采区内的风量是否能够调节。（11）采区内的角联网络是否稳定。（12）采区巷道是否有无风的地点。,,10．掘进通风的检查掘进巷道常采用局部通风设备通风，其可靠性差、容易受到干扰而发生事故。掘进通风的安全检查的重点是一是通风系统的完备性。必须具备完备的通风系统，采用局部通风机通风或全风压通风，禁止采用扩散通风。二是通风的可靠性。重点是局部通风机的安全可靠运转和风筒管理。主要检查以下内容（1）局部通风机的检查1）局部通风机是否为低噪音，或安设消音器。2）局部通风机有无整流器、高压垫圈及吸风罩，入风处有无净化风流装置。3）局部通风机是否安设在进风流中，距巷道回风口是否大于10m。4）局部通风机吸入风量是否小于全风压供给该处的风量，是否产生循环风。5）局部通风机吊挂是否结实、安装在底板的通风机是否加垫，垫高是否大于30cm，是否牢靠。6）局部通风机是否有“三专两闭锁”装置，是否有效使用。7）局部通风机及与风筒连接处是否存在漏风。,,（2）风筒检查①是否使用抗静电阻燃风筒。②是否做到“逢环必挂，两靠一直（靠帮、靠顶、平直）”。③最后一节风筒距工作面的距离，是否符合相关规定。④风筒分叉有无三通，拐弯是否平缓，是否使用弯头。⑤风筒间接头是否漏风，风筒有无破损。（3）掘进通风管理的检查①是否有完整的局部通风设计。②局部通风机是否指定专人负责，保证正常运转。③局部通风机停风时，是否立即撤出人员。局部通风机串联运转时是否风量风压匹配。,,第二章矿井灾害防治第一节矿井瓦斯防治,一、瓦斯的概念及其赋存1、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是井下以甲烷为主的有害气体的总称，它的确主要成份是沼气（甲烷），占总量的90以上，因此瓦斯的概念经常单独指甲烷。矿井瓦斯来自煤层和煤系地层，它的形成经历了两个不同的时期，以植物遗体到形成泥炭，属于生物化学造气时期。以竭煤，烟煤到无烟煤，属于变质作用的造气时期。由于在生物化学作用造气时期泥炭的埋芷较浅，覆盖层的胶结固化也不好，因此生成的气体通过渗透扩散很容易排放到大气中，一般不会保留在煤层内。现在煤层中的瓦斯，仅是变质作用生成的气体总量的（3﹪-24﹪）。,,2、矿井瓦斯的基本性质（1）瓦斯是无色、无味、无嗅、无毒的气体。（2）在标准状态下的密度0.716/m3,比空气轻，与空气的相对密度为0.554。（3）扩散性强，扩散速率是空气的1.34倍。（4）瓦斯无毒，但空气中瓦斯浓度的增高会导致氧浓度的降低，从而使空气具有窒息性。（5）瓦斯具有燃烧和爆炸的性质。（6）瓦斯微溶于水0.1013mpa和20℃时的溶解度为3.5.,,3、瓦斯的赋存状态（1）瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态为两种，一种是游离状态，另一种是吸附状态。,1自由瓦斯；2吸着瓦斯；3吸收瓦斯；4煤体；5孙隙,,游离状态。这种状态的瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的孔洞之中，其分子可自由运动。处于承压状态。吸附状态。吸附状态的瓦斯按照结合形式不同，又分为吸着状态和吸收状态。吸着状态是指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面，在其表面的形成瓦斯薄膜；吸收状态指瓦斯被溶解于煤体中，与煤的分子相结合，类似于气体溶解于液体的现象。煤体中瓦斯存在的状态不是固定不变的，而是处于动平衡状态，当条件发生变化时这一平衡就会被打破。由于压力增高或温度降底使一部分游离瓦斯转化为吸附瓦斯的现象叫做瓦斯吸附，由于压力降低或温度升高使一部分吸附瓦斯转化为游离瓦斯的现象叫做瓦斯解吸。,,二、煤层瓦斯含量及瓦斯压力（一）煤层瓦斯含量及其影响因素煤层瓦斯含量是指煤层在自然条件下单位质量或单位体积煤体所含有的瓦斯量，一般用m3/t或m3/m3表示。煤层瓦斯含量包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分，其中游离瓦斯均占1020。吸附瓦斯均占8090。煤层瓦斯含量的大小决定于两个方面的因素，一是成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力，二是煤系地层保存瓦斯的条件。,,1、煤的变质程度。煤的变质程度决定了成煤过程中伴生的气体量和煤的含瓦斯能力。煤的变质程度越高，生成的气体量就越大，煤的微孔隙就越多，总的表面积越大1kg煤的孔隙表面积可达200m2，吸附瓦