瓦斯检查.doc

太原东山煤矿培训中心马春宝电话188******** 第一部分第一部分矿井通风技术第二部分矿井瓦斯及其性质第二部分第三部分第三部分光学甲烷检测仪的使用方法第四部分矿井瓦斯检测及技术管理第四部分第一部分矿井通风技术第一节矿井气体危害分析第二节矿井通风系统第三节矿井通风阻力第四节矿井通风网络第五节矿井局部通风技术第六节矿井反风第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理）、有害气体的作用途径（一）、有害气体的作用途径在作业环境空间中，在作业环境空间中，有害气体通常按如下途径作用于人体而引起中毒。途径作用于人体而引起中毒。 – 1、吸入 – 2、作用皮肤 – 3、吞入第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理（二）有害气体的危害机理 1、浓度与复因子有害物质浓度与复因子的学说有下列两点 – （1）若有害物质浓度按算术级数增加，其毒性按几何级数递增；第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理（二）有害气体的危害机理（2）若有害物质为复数，则其毒性为各因子毒性的乘积，而且，与不同浓度的毒性比较，一般认为是各个浓度值中扣除允许浓度值后，再进行毒性的比较是正确的。第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理（二）有害气体的危害机理 2、暴露时间很明显，长时间的暴露要比短时间暴露更有害，但是在浓度相同的情况下，连续暴露30h与间断地暴露30h相比较时，可能前者所受的影响显著。另外，当吸入的有害物质的绝对量大致相同时，也不能笼统地给出高浓度短时间暴露与低浓度长时间暴露的比较。一般认为高浓度短时间暴露与低浓度长时间暴露都是有害的。第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理（二）有害气体的危害机理 3、作业强度若作业强度加大时，人体对氧的需要量也增大，因此呼吸量显著增加。在作业环境中呼吸量与作业强度之间的关系由下式得出呼吸量（Lmin-1）7.9 3.2R 式中 R为能量代谢率。因此，重体力劳动要比安静时的呼吸量高达10倍以上。若增大作业强度，往往会使大量有害气体吸入体内。同时，由于大量出汗，也容易使水溶性的有害物质经皮肤渗入体内。其他如气象条件也能影响有害物质的中毒效果，不仅高温使有害物质的产生增加，而且身体的状况也与从事重体力劳动时情况相近似。第一节矿井气体危害分析一、有害气体的作用途径和危害机理（二）有害气体的危害机理 4、人体的不同正因为人是属于生物学的问题，所以也会有很大差别（1）民族一般说，有色人种比白种人耐受毒性强。（2）年龄青少年耐受毒性能力相对差。（3）性别一般妇女耐受毒性差，特别是妊娠期，生理期耐受毒性能力更显著降低。（4）习惯对于具有吸烟、饮酒习惯的，生活不规律的人耐毒性差。（5）疾病特别是患有解毒性器官、排泄器官疾病的人耐毒性更差。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 –地面空气又称为大气，是混合气体，大气中除了水蒸气的比例随地区和季节变化较大以外，其余化学组成成分相对稳定。一般将不含水蒸汽的空气称为干空气，它的组成成分和体积百分比分别为氧气（20.96）、氮气 79和二氧化碳0.04. 第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 – 地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气，将发生一系列变化。主要有氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。 – 在矿井通风中，习惯上把风流分作新鲜风流（新风）和污风风流（污风或乏风）。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、（一）氧气（O2） O 氧气是维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。一般情况下，人在休息时的需氧量为0.20.4L/min；在工作时为13 L/min。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系氧气浓度（体积）/ 17 15 1012 69 人体主要症状静止状态无影响，工作时会感到喘息、呼吸困难和强烈心跳；呼吸及心跳急促，无力进行劳动；失去知觉，昏迷，有生命危险；短时间内失去知觉，呼吸停止，可能导致死亡。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、 – 地面空气进入井下后，氧气浓度要有所降低，氧气浓度降低的主要原因有人员呼吸；煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化；爆破工作；井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有害气体等。在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后，应特别注意对氧气浓度的检查，以防发生窒息事故。 – 第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、（二）氮气（N2） N 在井下废弃旧巷或封闭的采空区中，有可能积存氮气。矿井中的氮气主要来源于井下爆破；有机物的腐烂；天然生成的氮气从煤岩中涌出等。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、（三）二氧化碳（CO2） CO 二氧化碳对人体的呼吸有刺激作用，所以在为中毒或窒息的人员输氧时，常常要在氧气中加入5的二氧化碳，以促使患者加强呼吸。当空气中的二氧化碳浓度过高时，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也能造成人员中毒或窒息。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、二氧化碳浓度（体积）/ 1 3 5 10 1020 2025 人体主要症状呼吸加深，急促；呼吸急促，心跳加快，头痛，很快疲劳；呼吸困难，头痛，恶心，耳鸣；头痛，头昏，呼吸困难，昏迷；呼吸停顿，失去知觉，时间稍长会死亡；短时间中毒死亡。空气中二氧化碳浓度对人体的影响第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 1、矿井空气的主要成分及其基本性质、二氧化碳比空气重，常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。矿井中二氧化碳的主要来源有煤和有机物的氧化；人员呼吸；井下爆破；井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸等。有时也能从煤岩中大量涌出，甚至与煤或岩石一起突然喷出，给安全生产造成重大影响。第一节矿井气体危害分析二、矿井空气成分 2、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准、矿井空气主要成分的质量（浓度） – – – 采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20；二氧化碳浓度不超过0.5。矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（一）一氧化碳（CO） CO – 一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大 250300倍。一氧化碳的中毒程度与中毒浓度、中毒时间、呼吸频率和深度及人的体质有关。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、一氧化碳的中毒程度与浓度的关系一氧化碳浓度（体积）/ 0.016 0.048 0.128 0.40 主要症状数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状 1h可引起轻微中毒症状 0.51h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状短时间失去知觉、抽筋、假死。30min内即可死亡第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、 – – 一氧化碳中毒除上述症状外，一氧化碳中毒除上述症状外，最显著的特征是中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色。征是中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色。矿井中一氧化碳的主要来源有矿井中一氧化碳的主要来源有爆破工作矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。据统计在煤矿发生的瓦斯爆炸、，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事故中， 70～75的死亡人员都是因灾事故中，约70～75的死亡人员都是因一氧化碳中毒所致。一氧化碳中毒所致。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（二）硫化氢（H2S）硫化氢有剧毒。它能使人体血液缺氧中毒，对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。当空气中浓度达到 0.0001时可嗅到臭味，但当浓度较高时（ 0.005-0.01），因嗅觉神经中毒麻痹，臭味“ 减弱”或“消失”，反而嗅不到。矿井中硫化氢的主要来源有坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、硫化氢的中毒程度与浓度的关系硫化氢浓度（体积）/ 0.0001 0.01 0.05 0.1 主要有强烈臭鸡蛋味流唾液和清鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难 0.51h严重中毒，失去知觉、抽筋、瞳孔变大，甚至死亡短时间内死亡症状第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（三）二氧化硫（SO2） – 二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“ 瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。矿井中二氧化硫的主要来源有含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。 – 第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、二氧化硫的中毒程度与浓度的关系二氧化硫浓度（体积）/ 0.0005 0.002 0.05 主要症状嗅到刺激性气味头痛、眼睛红肿、流泪、喉痛引起急性支气管炎和肺水肿，短时间内有生命危险第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（四）二氧化氮（NO2） – – 二氧化氮是井下毒性最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。二氧化氮的中毒有潜伏期，容易被人忽视。中毒初期仅是眼睛和喉咙有轻微的刺激症状，常不被注意，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作，但经过6h甚至更长时间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤出现黄色斑点，头发发黄，吐黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐甚至死亡。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、二氧化氮的中毒程度与浓度的关系二氧化氮浓度（体积）/ 0.004 0.006 0.01 0.025 主要症状 24h内不致显著中毒，6h后出现中毒症状，咳嗽短时间内喉咙感到刺激、咳嗽，胸痛强烈刺激呼吸器官，严重咳嗽，呕吐、腹泻，神经麻木短时间即可致死第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。炸药爆破时会产生一系列氮氧化物，如一氧化氮（遇空气即转化为二氧化氮）、二氧化氮等，是炮烟的主要成分。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（五）氨气（NH3） NH – 氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。 – 氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 1、矿井空气中的有害气体及其基本性质、（六）氢气（H2） – – – 氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到474时具有爆炸危险。井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生火灾和爆炸事故中也会产生。除了上述有害气体之外，矿井空气中最主要的有害气体是甲烷（CH4），又称沼气。第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 2、矿井空气中有害气体的安全浓度标准、为了防止有害气体对人体和安全生产造成危害，规程中对其安全浓矿井空气中有害气体最高允许浓度度（允许浓度）标准做了明确规定。有害气体名称一氧化碳氧化氮（氧化氮（换算成二氧化氮）化氮）二氧化硫硫化氢氨符号 CO NO2 SO2 H2S NH3 最高允许浓度（最高允许浓度（） 0.0024 0.00025 0.0005 0.00066 0.004 第一节矿井气体危害分析三、矿井空气中的有害气体 2、矿井空气中有害气体的安全浓度标准、 – – 此外，规程还规定井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5。通过上述有害气体的安全浓度标准可以看出，最高允许浓度的制定都留有较大的安全系数，只要在矿井生产中严格遵守规程规定，不违章作业，人身安全是完全有保障的。第二节矿井通风系统一、矿井通风系统规程规定矿井必须有完整独立的通风系统，规程规定矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量。产量。矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机工作方法、矿井通风网络和通风矿井通风系统是矿井通风方式主要通风机工作方法、是矿井通风方式、设施的总称。设施的总称。二、矿井通风方式压入式矿井通风抽出式矿井通风第二节矿井通风系统选择通风方式一般根据煤层瓦斯含量高低、煤层埋藏深度和赋存状态、冲积层厚度、煤层自燃倾向性、小窑塌陷漏风情况、地形条件以及开拓方式等综合考虑确定（二）矿井通风方式混合式对角式中央式中央并列式中央分列式两翼对角式分区对角式第二节矿井通风系统 1、中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、中央式进位置，又分为中央并列式和中央分列式。位置，又分为中央并列式和中央分列式。中央并列式进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底中央并列式进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，进风井和回风井大致并列在井田走向的中央可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘至回风水平。后者一般适用可以开掘到第一水平，也可将回风井只掘至回风水平。于较小型矿井。于较小型矿井。中央分列式进风井大致位于井田走向的中央，回风井大致位于井中央分列式进风井大致位于井田走向的中央，进风井大致位于井田走向的中央田浅部边界沿走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离，回风井的田浅部边界沿走向中央、在倾斜方向上两井相隔一段距离，井底高于进风井的井底。井底高于进风井的井底。进风井大致位于井田走向的中央， 2、两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井、两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央田边界的两翼沿倾斜方向的浅部称为两翼对角式。沿倾斜方向的浅部，田边界的两翼沿倾斜方向的浅部，称为两翼对角式。如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。 3、分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个回风分区对角式进风井位于井田走向的中央，进风井位于井田走向的中央无总回风巷。井，无总回风巷。中央并列式通风中央分列式两翼对角式通风分区对角式矿井通风第二节矿井通风系统三、主要通风机工作方法主要通风机的工作方式有三种主要通风机的工作方式有三种 1、抽出式主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通抽出式主要通风机安装在回风井口，抽出式主要通风机安装在回风井口风机的作用下，风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。压力提高，比较安全。 2、压入式主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通、压入式主要通风机安设在入风井口，风机作用下，风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理困难，井总进风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理困难，且漏风较大。且漏风较大。 3、压抽混合式、第二节矿井通风系统在入风井口设一风机做压入式工作，在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。备多，管理复杂。四、矿井通风构筑物矿井通风系统，矿井通风系统，除了有结构合理的通风网路和能力适当的通风机外，还要网路中的适当位置安设隔断、的通风机外，还要网路中的适当位置安设隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。设施和装置，统称为通风构筑物。通风构筑物可分为两大一类是通过风流的通风构筑物，如风桥、类一类是通过风流的通风构筑物，如风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如密闭、节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如密闭、挡风风帘和风门等。墙、风帘和风门等。第二节矿井通风系统五、采区通风系统 1、采区通风系统的基本要求采区通风系统的基本要求每个矿井一般都有几个采区同时生产。每个矿井一般都有几个采区同时生产。每个采区内有采煤工作面、备用工作面、掘进工作面、硐室采区变电所和工作面、备用工作面、掘进工作面、硐室采区变电所和绞车房及其它用风地点，是矿井通风的主要对象。同时绞车房及其它用风地点，是矿井通风的主要对象。及其它用风地点采区又是井下人员最集中的地点。因此，，采区又是井下人员最集中的地点。因此，搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础。是保证矿井安全生产的基础。采区通风系统是采区生产系统的重要组成部分。它包括采区主要进、系统的重要组成部分。它包括采区主要进、回风道和工作面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，面进、回风巷道的布置方式，采区通风路线的连接形式，工作面通风方式，以及采区内的通风设施等内容。工作面通风方式，以及采区内的通风设施等内容。采区通风系统主要决定于采区巷道布置和采煤方法，采区通风系统主要决定于采区巷道布置和采煤方法，同时要满足通风的特殊要求。如瓦斯大或地温高，有时是决定通风系统的主要条件。特殊要求。如瓦斯大或地温高，有时是决定通风系统的主要条件。第二节矿井通风系统 10 7 8 9 采煤工作面采煤工作面 4 5 6 3 图例调节风窗密闭风门 2 新风方向污风方向 1 图 7-3 轨道上山进风采区通风系统图第二节矿井通风系统 10 9 8 7 采煤工作面采煤工作面 4 5 6 3 图例调节风窗密闭风门 2 新风方向污风方向 1 图 7-4 运输上山进风采区通风系统图第二节矿井通风系统 2 9 采煤工作面 10 8 采煤工作面 7 7 5 4 3 图 6 例调节风窗密闭风门新风方向污风方向 1 图 7-5 单一煤层采区通风系统图 1-运输大巷； 2-回风大巷； 3-运输上山； 4-轨道上山； 5-专用回风上山； 6-中部车场； 7-局部通风机； 8-区段进风巷； 9-区段回风巷； 10-上部车场第二节矿井通风系统 13 2 10 9 9 8 6 采煤工作面采煤工作面 8 7 7 3 5 4 图例调节风窗 14 新风方向污风方向 11 1 风门 12 图 7-6 多煤层采区通风系统图 1-运输大巷； 2-回风大巷； 3-轨道上山； 4-运输上山； 5-回风上山； 6-中部车场； 7-局部通风机； 8-区段进风巷； 9-区段回风巷； 10-上部车场； 11-煤仓； 12-下部车场； 13-绞车房； 14-变电所第二节矿井通风系统 2、采、掘工作面的串联通风及要求、井下采、井下采、掘工作面是人员比较集中的作业区域，也是瓦斯涌出和煤尘飞扬比较集中的地方，地方，因此要求采掘工作面要有良好的通风条件，实行独立通风，形成并联风路。风条件，实行独立通风，形成并联风路。然而，然而，采区通风系统往往会受许多条件的影如采区巷道布置、响，如采区巷道布置、采煤方法以及地质条件等。在某些特殊情况下，条件等。在某些特殊情况下，如果工作面之间不能形成独立通风，经申报批准，之间不能形成独立通风，经申报批准，也可以采用串联通风。可以采用串联通风。第二节矿井通风系统规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定规程对采掘工作面的串联通风及要求作了如下规定掘工作面应实行独立通风。（一）采、掘工作面应实行独立通风。同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路的采煤工作面个同一风路的采煤工作面、（二）同一采区内，同一煤层上下相连的个同一风路的采煤工作面、采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联的次数不能超过1次超过次。（三）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到地质构造而重新掘进巷道，布置独立通风确有困难时，构造而重新掘进巷道，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，且串联通风的次数不超过1次煤工作面，但必须制定安全措施，且串联通风的次数不超过次，构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。采用串联通风时，（四）采用串联通风时，必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5，其他有害气体浓度电仪，且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过，都应符合规程条的规定。都应符合规程第100条的规定。条的规定（五）开采有瓦斯喷出和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的煤层开采有瓦斯喷出和煤（与瓦斯（二氧化碳）严禁任何2 个工作面之间串联通风。时，严禁任何个工作面之间串联通风。第二节矿井通风系统 3、采煤工作面通风采煤工作面的通风系统由采煤工作面的瓦斯、采煤工作面的瓦斯、温度和煤层自然发火等所确定的，确定的，根据采煤工作面进回风巷道的布置方式和数量，式和数量，可将工作面通风系统分为以下几种类型类型）．U型与（1）．型与型通风系）．型与Z型通风系统）．Y型型及双Z （2）．型、W型及双）．型及双型通风系统）．H型通风系统（3）．型通风系统）． U型退后式 U型进前式 a U型 c Y型 Z型退后式 Z型进前式 bZ型 dW型第二节矿井通风系统双Z型后退式 e 双Z型双Z型前进式 H型后退式 f H型 H型前进式第二节矿井通风系统 4、采煤工作面上行通风与下行通风的分析采煤工作面上行通风与下行通风的分析第二节矿井通风系统根据采区的地质条件和开采技术条件，（1）根据采区的地质条件和开采技术条件，确定采区的风量和风流控制措施。按照采区实际情况计算采区需要风量，制措施。按照采区实际情况计算采区需要风量，合理分配风量到采掘工作面、硐室和用风地点；在生产条件变化的情况下，工作面、硐室和用风地点；在生产条件变化的情况下，及时有效地进行局部风量调节。控制风流的措施是在通风网路中选定适当地点建筑行局部风量调节。通风设施，改变风流及风路的阻力，使风流按已定的通风系统流动，通风设施，改变风流及风路的阻力，使风流按已定的通风系统流动，满足各用风地点的供风量。满足各用风地点的供风量。按照规程规定，进行采区风量和风速检查。（2）按照规程规定，进行采区风量和风速检查。检查风量和风速的目的，是确定采区总进风量是否满足生产需要，的目的，是确定采区总进风量是否满足生产需要，各工作地点风量分配是否合理以及局部地区的漏风情况，配是否合理以及局部地区的漏风情况，各巷道中的实际风速是否符合规定等，发现问题及时上报并处理。生产实践证明，加强风量检查，规定等，发现问题及时上报并处理。生产实践证明，加强风量检查，找出漏风严重地点，及时采取措施，能有效的改善采区通风状况。找出漏风严重地点，及时采取措施，能有效的改善采区通风状况。有计划的进行采区通风阻力检查与测定，（3）有计划的进行采区通风阻力检查与测定，掌握采区通风网路中阻力分布状况。对阻力较大的区域和地点采取相应措施，力分布状况。对阻力较大的区域和地点采取相应措施，为改善采区通风系统，减少阻力，保证采区正常通风提供可靠依据。风系统，减少阻力，保证采区正常通风提供可靠依据。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力 1、风流的流动状态流体在运动中有两种不同的状态，流体在运动中有两种不同的状态，层流流动和紊流流动。即层流流动和紊流流动。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力（一）流动状态的判别 Re vd ν 当流速很小、管径很细、流体的运动粘度较大时，流体呈层流运动，反之，为紊流流动。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力（二）井巷中风流的流动状态因为规程规定，井巷中最低允许风速为0.15m/s,而井下巷道的风速都远远大于上述数值，所以井巷风流的流动状态都是紊流，只有风速很小的漏风风流，才有可能出现层流。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力 2、摩擦阻力摩擦阻力井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的粘性，受到井巷壁面的限制，造成空气分子之间相互摩擦（内摩擦）以及空气与井巷或管道周壁间的摩擦，从而产生阻力，称这种阻力为摩擦阻力。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力矿井通风工程中的摩擦阻力计算公式 LU 2 h摩 α 3 Q ， S 式中 Pa 井巷的摩擦阻力系数，Kg/m3或 Ns2/m4 α 第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力 3、摩擦阻力系数与摩擦风阻摩擦阻力系数与摩擦风阻（一）摩擦阻力系数在计算矿井通风紊流摩擦阻力时，关键在于如何确定摩擦阻力系数值。确定 α 值方法有查表和实测两种方法。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力（二）摩擦风阻 R摩 α ⋅ L ⋅U S 3 , 反映井巷几何特征的参数，它反映的是井巷通风的难易程度。反映井巷几何特征的参数，它反映的是井巷通风的难易程度。第三节矿井通风阻力一、摩擦阻力 h摩 R摩 Q 2 完全紊流时摩擦阻力定律，完全紊流时摩擦阻力定律，它说明了当摩擦风阻一定时，当摩擦风阻一定时，摩擦阻力与风量的平方成正比。的平方成正比。第三节矿井通风阻力二、局部阻力在风流运动过程中，在风流运动过程中，由于井巷边壁条件的变化，风流在局部地区受到局部阻力物（变化，风流在局部地区受到局部阻力物（如巷道断面突然变化，风流分叉与交汇，巷道断面突然变化，风流分叉与交汇，断面堵塞等）的影响和破坏，堵塞等）的影响和破坏，引起风流流速大小方向和分布的突然变化，、方向和分布的突然变化，导致风流本身产生很强的冲击，形成极为紊乱的涡流，生很强的冲击，形成极为紊乱的涡流，造成风流能量损失，风流能量损失，这种均匀稳定风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失，局部地点所造成的附加的能量损失，就叫做局部阻力。局部阻力。第三节矿井通风阻力二、局部阻力 1、局部阻力的成因与计算（一）局部阻力的成因分析第三节矿井通风阻力二、局部阻力（二）局部阻力计算 h局 ξ ⋅ ρ 2 v 2 第三节矿井通风阻力二、局部阻力 2、局部阻力系数与风阻、（一）局部阻力系数产生局部阻力的过程非常复杂，要确定局部阻力系数也是非常复杂的。大量实验研究表明，紊流局部阻力系数主要取决于局部阻力物的形状，而边壁的粗糙程度为次要因素，但在粗糙程度较大的支架巷道中也需要考虑。第三节矿井通风阻力二、局部阻力（二）局部风阻 R局 ξ ρ 2S 2 在一般情况下，由于井巷内的风流速压较小，所产生的局部阻力也较小，井下所有的局部阻力之和只占矿井总阻力的10％～20％左右。故在通风设计中，一般只对摩擦阻力进行计算，对局部阻力不作详细计算，而按经验估算。第三节矿井通风阻力三、矿井总风阻与矿井等积孔 1、矿井总风阻对于一个确定的矿井通风网路，其总风阻值就叫做矿井总风阻。当矿井通风网路的风量分配后，其总风阻值则是由网路结构、各支路风阻值所决定的。它和矿井总阻力、矿井总风量 h矿的关系是 R 矿 Q 2 矿，第三节矿井通风阻力三、矿井总风阻与矿井等积孔 2、矿井等积孔为了更形象、更具体、更直观地衡量矿井通风难易程度，矿井通风学上用一个假想的、并与矿井风阻值相当的孔的面积作为评价矿井通风难易程度，这个假想孔的面积就叫做矿井等积孔。第三节矿井通风阻力四、降低矿井通风阻力措施 1、降低摩擦阻力的措施、（1）减少摩擦阻力系数（2）井巷风量要合理（3）保证井巷通风断面（4）减少巷道长度（5）选用周长较小的井巷断面第三节矿井通风阻力四、降低矿井通风阻力措施 2、降低局部阻力的措施（1）最大限度减少局部阻力地点的数量。（2）当连接不同断面的巷道时，要把连接的边缘做成斜线或圆弧型（3）巷道拐弯时，转角越小越好，在拐弯的内侧做成斜线型和圆弧型。要尽量避免出现直角弯。巷道尽可能避免突然分叉和突然汇合，在分叉和汇合处的内侧也要做成斜线或圆弧型。第三节矿井通风阻力四、降低矿井通风阻力措施 2、降低局部阻力的措施（4）减少局部阻力地点的风流速度及巷道的粗糙程度。（5）在风筒或通风机的入风口安装集风器，在出风口安装扩散器。（6）减少井巷正面阻力物，及时清理巷道中的堆积物，采掘工作面所用材料要按需使用，不能集中堆放在井下巷道中。巷道管理要做到无杂物、无淤泥、无片帮，保证有效通风断面。在可能的条件下尽量不使成串的矿车长时间地停留在主要通风巷道内，以免阻挡风流，使通风状况恶化。第四节矿井通风网络一、通风网路的基本术语和概念１．分支分支是指表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷风流的方向。每条分支可有一个编号，称为分支号。２．节点节点是指两条或两条以上分支的交点。每个节点有唯一的编号，称为节点号。３．回路由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路，称为回路。４．树由包含通风网路图的全部节点且任意两节点间至少有一条通路和不形成回路的部分分支构成的一类特殊图，称为树５．独立回路由通风网路图的一棵树及其余树中的一条余树枝形成的回路，称为独立回路。第四节矿井通风网络一、通风网路的基本术语和概念 6 7 5 6 8 3 3 2 1 1 1 a 6 6 7 5 5 4 3 3 2 1 1 b 4 2 8 3 3 2 1 1 c 6 4 6 7 5 5 4 2 8 3 3 2 1 6 4 6 7 5 5 4 2 4 5 4 2 8 第四节矿井通风网络二、通风网路图的绘制不按比例、不反映空间关系的矿井通风网路图，能清楚地反映风流的方向和分合关系，便于进行通风网路解算和通风系统分析，是矿井通风管理的重要图件之一。通风网路图的形状是可以变化的。为了更清晰地表达通风系统中各井巷间的联接关系及其通风特点，通风网路图的节点可以移位，分支可以曲直伸缩。通常，习惯上把通风网路图总的形状画成“椭圆”形。第四节矿井通风网络二、通风网路图的绘制绘制矿井通风网路图，一般可按如下步骤进行１．节点编号２．分支连线３．图形整理４．标注第四节矿井通风网络二、通风网路图的绘制绘制通风网路图的一般原则如下１．某些距离相近的节点，其间风阻很小时，可简化为一个节点。２．风压较小的局部网路，可并为一个节点。如井底车场等。３．同标高的各进风井口与回风井口可视为一个节点。４．用风地点并排布置在网路图的中部；进风系统和回风系统分别布置在图的下部和上部；进、回风井口节点分别位于图的最下端和最上端。５．分支方向（除地面大气分支）基本应由下而上。６．分支间的交叉尽可能少。７．节点间应有一定的间距。第四节矿井通风网络三、简单通风网路及其性质通风网路可分为简单通风网路和复杂通风网路两种。仅由串联和并联组成的网路，称为简单通风网路。含有角联分支，通常是包含多条角联分支的网路，称为复杂通风网路。通风网路中各分支的基本联接形式有串联、并联和角联三种，不同的联接形式具有不同的的通风特性和安全效果。第四节矿井通风网络三、简单通风网路及其性质两条或两条以上风路彼此首尾相连在一起，中间没有风流分合点时的通风，称为串联通风 1、串联通风及其特性、 1 1 Q 1 h1 R1 A1 2 2 Q2 h2 R2 A2 3 3 Q3 h3 R3 A3 4 第四节矿井通风网络三、简单通风网路及其性质 Q串 Q1 Q2 ⋯ Qn 串联风路的总风压等于各段风路的分风压之和，即串联风路的总风量等于各段风路的分风量，即 h串 h1 h2 ⋯ hn ∑ hi i 1 n 第四节矿井通风网络三、简单通风网路及其性质 R串 R1 R2 ⋯ Rn ∑ Ri i 1 串联风路的总风阻等于各段风路的分风阻之和 n 串联风路的总等积孔平方的倒数等于各段风路等积孔平方的倒数之和 A串 1 1 1 1 2 ⋯ 2 2 A1 A2 An 第四节矿井通风网络三、简单通风网路及其性质 2、并联通风及其特性、 2 Q1 h1 1 R1 A1 1 A2