矿 井 通 风.ppt

矿井通风,2008年11月,绪论,矿井通风利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程。在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，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。,第一章矿井空气,教学内容1矿井空气成分与主要有害气体的基本性质、浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施；2矿井气候条件标准、改善方法；3井巷中风速与风量的测定。本章重点1主要有害气体检测仪器、检测方法、浓度标准；2防止有害气体危害的措施；3矿井气候条件各参数的测定仪表及测定方法。4井巷中风速与风量的测定。,第1节矿井空气成分,基本概念1地面空气干空气、湿空气2矿井空气地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气。由于受井下各种自然因素和人为生产因素影响，地面空气进入矿井以后，其成分和性质发生了一系列变化氧含量减少；混入各种有毒有害气体；混入煤尘和岩尘；空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发生改变。3新风一般来说，将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气称为新鲜空气新风。4污风经过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气乏风。,1.1矿井空气的主要成分及其基本性质,1.2矿井空气的主要成分浓度标准及变化原因,,,,1.3矿井空气主要成分的检测方法与检测仪器,矿井空气主要成分的检测方法分为两大类1取样分析法利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送往地面化验室进行分析。分析仪器多用气相色谱仪。优点精度高，速度快，定性准确，同时分析多种气体。缺点分析所需时间长，操作复杂，技术要求高。2快速测定法利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定出主要气体成分，是目前普遍采用的测定方法。优点操作简单，分析所需时间短，基本满足矿井的要求。缺点分析精度相对较低。,氧气的快速检测仪器,AY1B型氧气检测仪,氧气的快速检测仪器,,,,二氧化碳的快速检测,第2节矿井空气中的有害气体及其检测2.1主要有害气体及其基本性质,,,2.2矿井空气中主要有害气体的来源,2.3矿井空气中主要有害气体安全浓度标准,2.4有害气体的检测方法,近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。（一）瓦斯（CH4）的快速检测方法煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。,（二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方法普遍采用比长式检测管法。它是根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。下面以比长式CO检测管为例说明检测原理及检测方法。,图1-2比长式CO检测管结构示意图1-堵塞物；2-活性炭；3-硅胶；4-消除剂；5-玻璃粉；6-指示粉,,国内矿用比长式气体检测管主要性能表,与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。,图1-3圆筒形压入式手动采样器结构示意图1-气嘴；2-接头胶管；3-阀门把；4-变换阀；5-垫圈；6-活塞筒；7-拉杆；8-手柄使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气2～3次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45位置；将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；将把手扳至垂直,,位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。低浓度检测可以采用增加送气次数的方法进行测定。测得的浓度值除以送气次数，即为被测对象的实际浓度。高浓度检测在优先考虑测定人员的防毒措施后，可先将待测气体稀释后再进行测定，但测定结果要根据稀释的倍数进行换算。比长式检测管与手动采样器,,,2.5防止有害气体危害的措施,加强通风。加强对有害气体的检查。瓦斯抽放。放炮喷雾或使用水炮泥。加强对通风不良处和井下盲巷的管理。井下人员必须随身佩带自救器。对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施。,,第3节矿井气候条件及改善,矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态。这些参数不同组合构成了不同的矿井气候条件。3.1矿井气候对人体热平衡的影响人体散热方式主要通过皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发三种基本形式进行。,3.2矿井空气的温度、湿度和风速,（一）矿井空气的温度最适宜的矿井空气温度为1520℃；规程中规定采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电硐室不得超过30℃。（二）矿井空气的湿度（1）绝对湿度指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（g/m3）,用f表示。空气在某温度下所能容纳的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量,用F饱表示。温度越高,空气中饱和水蒸气量越大。,（2）相对湿度指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和水蒸气量（F饱）的比值，用公式表示如下通常所说的湿度指的都是相对湿度，它反映的是空气中所含水蒸气量接近饱和的程度。一般认为相对湿度在5060对人体最为适宜。一般情况下，在矿井进风路线上，有冬干夏湿之感。在采掘工作面和回风系统，因空气温度较高且常年变化不大，空气湿度也基本稳定，一般都在90以上，甚至接近100。,,（三）井巷中的风速风速是指风流的流动速度。风速过低过高，对安全生产和人体健康也不利，因此，井下工作地点和通风井巷中都要有一个合理的风速范围。下表给出了井下不同温度下适宜的风速范围。风速与温度之间的合适关系,,井巷中的允许风流速度,,此外，规程还规定，设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于上表的规定值，但不得超过5m/s。,,3.3衡量矿井气候条件的指标和安全标准,（一）衡量矿井气候条件的指标干球温度我国现行的最简单的评价矿井气候条件指标之一，但它只反映了温度对矿井气候条件的影响，不太全面，其它评价指标也都有一定的局限性。等效温度用干湿球温度计测出空气的干球温度和湿球温度，再用风表测出该地点的风速，然后从左图所示的等效温度计算图上查得相应的等效温度。,（二）矿井气候条件的安全标准我国现行的评价矿井气候条件的指标是干球温度。规程规定1进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。2生产矿井采掘工作面空气温度不得超过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。3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。,,3.4矿井空气温度和湿度的测定,（一）矿井空气温度的测定测温仪器可使用最小分度0.5℃并经校正的温度计。测温时间一般在8001600h内进行。测定温度的地点应符合以下要求1掘进工作面空气温度测点，应设在工作面距迎头2m处的回风流中。2长壁式采煤工作面空气温度测点，应在工作面内运输道空间中央距回风道口15m处的风流中。采煤工作面串联通风时，应分别测定。,3机电硐室空气温度测点，应选在硐室回风道口的回风流中。此外，测定气温时应将温度计放置在一定地点10min后读数，读数时先读小数再读整数。温度测点不应靠近人体、发热或制冷设备，至少距离0.5m。,,（二）空气湿度的测定测量矿井空气湿度的仪器主要有风扇湿度计和手摇湿度计，它们的测定原理相同。1干球温度计；2湿球温度计；3湿棉纱布；4、5双层金属保护管；6通风器；7风管测定相对湿度时，先用仪器附带的吸水管将湿温度计的棉纱布浸湿，然后上紧发条，小风扇转动吸风，空气从两个金属保护管4、5的入口进入，经中间风管7由上部排出。湿球温度计的温度值低于干球温度计的温度值，空气的相对湿度越小，蒸发吸热作用越显著，干湿温度差就越大。,,3.5矿井气候条件的改善,（一）空气预热使用蒸汽、水暖或其它设备，将一部分空气预热到70℃～80℃，再使其与冷空气混合，混合后空气温度达到2℃以上。按冷热空气混合方式的不同，预热方式有井筒混合式；井口房混合式；井筒、井口房混合式三种。（二）降温措施1、通风降温（1）增加风量（2）选择合理的通风系统（3）改革采煤工作面通风方式,2、改革采煤方法和顶板管理（1）后退式采煤法有利于降温；（2）倾斜长壁式采煤法对改善工作面的气候有利；（3）采用充填法管理顶板可降低工作面风流的温度。3、减少各种热源散热（1）减少煤炭在井下的暴露时间；（2）高温岩壁与巷道支架之间充填隔热材料；（3）井下大型机电设备硐室设置单独的通风道；（4）温度较高的压气管路和排热水管用绝热材料包裹；4、制冷降温地面集中制冷机制冷；井下集中制冷机制冷；井下移动冷冻机制冷。,,第4节井巷中风速与风量的测定,单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。因此，测量风量时必然测定风速。规程规定矿井必须建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其它用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。矿井应根据测风结果采取措施，进行风量调节。,4.1井巷断面上的风速分布,空气在井巷中流动时，一般来说，位于巷道轴心部分的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小。通常所谓巷道内的风速都是指平均风速v均。实际工作中最大风速不一定正好位于井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性。,巷道中的风速分布图,4.2测风仪表,煤矿常用风表按结构和原理不同分为机械式、热效式、电子叶轮式和超声波式等几种。（一）机械式风表目前煤矿使用最广泛，全部采用机械结构，多用于测量平均风速，也可用于点风速测定。按其感受风力部件形状不同，又分为叶轮式和杯式两种。,图1-7机械叶轮式风表1叶轮；2蜗杆轴3计数器；4离合闸5回零压杆；6护壳,,,,,,,6,5,4,3,2,1,