矿井通风及灾变时期控风技术

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煤矿井下二氧化氮的来源主要是 井下爆破工作。
6.氨气(NH3)。氨气是无色 气体、相对密度为0.69,有似氨水的 剧臭味,易溶于水在1L水中,可溶 解700L的氨气。氨气有很强的毒性 ,能刺激皮肤和上部ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ吸道,能严 重损伤眼睛。
主要来源有:硝铵炸药的分解、 有机物的氧化腐烂。
《煤矿安全规程》井下有害气体的规定
(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。
⑶角联通风及其特性
在并联的两条风路之间,还有一 条或数条风路连通的连接形式叫角联 网络通风。
如图中BC为对角巷道,其风流为 对角风流。对角巷道中的风流方向是 不稳定的,风流可能从B 流向C,也 可能由C 流向B,或BC巷道中根本无 风流通过。
矿井通风及灾变时期控风技术
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第一节 矿井通风概述
矿井通风就是指利用地面通风动力, 将地面的新鲜空气由进风井送入井下,在 井下经过各个用风地点后,再由出风井排 到地面的整个过程。
案例
1.1982年9月7日8时57分至9时10分,平煤 一矿戊七风井二号主扇因电动机的励磁机传 动三角皮带脱槽停机,一号(备用)主扇正在检 查注油无法启动,造成戊七采区停风13分钟。 戊8—117采空区有害气体(主要是氮气)突然大 量涌出,使正在戊8—179工作面安装的 1 2 人员 缺氧窒息死亡。
与采空区连通的所用巷道(包括风眼、溜煤 眼),必须建筑永久性挡风墙。
行人、行车巷道,采区之间的联络巷,采区入、 回风巷联络道,应根据通风设施服务时间及作用, 建立永久性或临时性挡风墙及永久性或临时性风门 (包括风量调节门)。
为避免串联通风,水平交叉的入、回风巷应设 风桥,将入风流与回风流隔开。
主要运输巷道中应设立永久性自动风门,经常 行人风门应自动闭锁或专人看管。
(2)减少风筒漏风;
(3)降低风筒阻力;
(4)保证局部通风机正常地 运转。
1.掘进巷道应采用矿井全风压通 风或局部通风机通风,不得采用扩 散通风。1台局部通风机不得同时向 2个同时作业的掘进工作面供风,严 禁使用3台或3台以上的局部通风机 同时向一个掘进工作面通风。
2.压入式局部通风机及启动装 置必须安装在进风巷道中,距回风 口不得小于10m,局部通风机吸入风 量必须小于局部通风机安装地点的 供风量,以避免产生循环风。进风 流中的瓦斯浓度不得超过0.5%。
斜巷不应设立风门。
超过6米的盲巷及废弃巷道均应设立永久性或 临时性挡风墙。
开采突出煤层时,工作面回风侧不应设置风窗。
(五)回采工作面的通风系统
回采区段的通风系统是由工作面 的进风巷、回风巷和工作面组成。 当矿井采用走向长壁后退式采煤法 时,回采区段的通风系统有U形、Z 形、H形、Y形、W形和双Z形等形 式,如下图所示。
《规程》对下行通风有如下规定: 有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突 出危险的采煤工作面不得采用下行 通风。
3. 扩散通风
利用空气中分子的自然扩散运动 ,对局部地点进行通风的方式。
《规程》规定:如果硐室深度不 超过6m,入口宽度不少于1.5m,而 无瓦斯涌出,可采用扩散通风。
四、掘进通风及安全管理 (一)掘进通风方法 1.利用矿井总风压通风。 2.局部通风机
《煤矿安全规程》规定: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个同一风路中的采煤工作面、采 煤工作面与其相连接的掘进工作面、 相邻的2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。
• (四)煤矿井下常见的通风设施
• 煤矿井下常见的通风设施有风门、 挡风墙(密闭)、风桥和调节风窗。
(1)压入式通风。 (2)抽出式通风。 (3)抽压混合式通风。
风幛导风
1-风幛;2-调节风门
风筒导风 1-风筒 2-挡风墙 3-风窗


(a)






(b)
1m 0
(c)
局部通风机布置示意图 a-压入式 b-抽出式 c-混合式
(二)掘进通风的安全管理措施
(1)合理地选择并安装局部 通风机;
3.必须采用抗静电,阻燃风筒。 抽出式局部通风机,必须采用经国家 检定单位对防爆和防摩擦火花检验合 格的抽出式局部通风机。
4.除尘风机、抽出式局部通风机 和位于掘进工作面附近100m范围内的 压入式局部通风机,其噪声不应超过 85dB(A),并应安设配套的消声器。
5.安装局部通风机必须同时安 装风电闭锁装置。
由于增阻调节会增加全矿总风阻和关 联风网的风阻,故增阻调节减少了全矿总 风量和并联风网风量,所以增阻分支风量 减少量大于增阻分支的风量增加量,这是 增阻调节的缺点。但是,增阻调节法应用 简便,是煤矿常采用的方法。
(二)降阻调节法
(1)扩大井巷断面积。 (2)改善井巷支护形式,降低阻力系 数。
(三)增压调节法
风桥示意图 a-绕道式 b-混凝土式 c-铁筒式
煤矿对通风设施设置位置的规定
《煤矿安全规程》要求控制风流的风门、风 桥、风墙、风窗等设施必须可靠。同时对矿井 通风设施设置位置有明确的规定:
进、回风井之间和主要进、回风巷之间的每 个联络巷中应建立永久性挡风墙。需要使用的 联络巷,应设置不少于2道的正向和反向永久性 风门,防止行人或反风时风流短路。
8.恢复通风前,必须检查瓦斯 。只有在局部通风机及其开关附近 10m以内风流中的瓦斯浓度都不超 过0.5%时,方可人工开启局部通风 机
9.瓦斯喷出区域或煤与瓦斯(二 氧化碳)突出煤层,掘进通风方式必 须采用压入式。煤巷、半煤岩巷和 有瓦斯涌出的岩巷的掘进通风方式, 应采用压入式,不得采用抽出式。 如果采用混合式通风,必须制订安 全措施。
(二)矿井通风方式
按照进、回风井之间在井田内的 位置关系,通风方式可分为中央式、 对角式及混合式3种基本形式。
1.中央式
(1)中央并列式; (2)中央分列式(中央边界式)。
中央并列式
中央分列式
2.对角式
(1)两翼对角式; (2)分区对角式。 3.混合式 混合式是由上述诸种方式混合而 形成的,种类繁多。
4.当减少火区供风量有可能造成火灾从 富氧燃烧向富燃料燃烧转化时,应保持正常 通风。富燃料火灾极易转化为爆炸事故,在 处理中难度更大。
2.降低矿井总风阻
当矿井总风量不足时,如果能降低 矿井总风阻,则不仅可增大矿井总风量 ,而且可以降低矿井总阻力。
二、矿井局部风量调节
采区内部工作面之间、采区之间和 生产水平之间的风量调节称为局部风量 调节。局部风量调节的方法有三种:增 阻调节法、降阻调节法和增压调节法。
(一)增阻调节法
增阻调节法是在并联风网阻力较小 (风量过大)的分支安装调节风门,增加 风阻,用以增加阻力较大的分支风量,以 保证风量按需分配。
二、井下空气中的各种有害气体
在煤矿生产过程中产生或煤层中涌 出的有害气体主要有:瓦斯、二氧化碳 ,一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧 化氮和氨气等。
1.瓦斯(CH4) 2.一氧化碳(CO)
一氧化碳是一种无色、无味、无 臭的气体,浓度为13%~75%时遇火能 引起爆炸。当空气中的一氧化碳浓度达 到0.4%时,短时间就可致人死亡。
第二节 矿井风量调节技术
一、矿井总风量调节
(一)改变主要通风机工作特性
通过改变主要通风机的叶轮转速、 轴流式通风机叶片安装角度和离心式通 风机前导器叶片角度等,可以改变通风 机的风压特性,从而达到调节通风机所 在系统总风量的目的。
(二)改变矿井总风阻值
1.风硐闸门调节法
对于离心式通风机,当风量过 剩时,用风硐中的闸门增加风阻以 降低风量,可减少电耗。这是因为 离心式通风机的功率特性曲线随风 量减小而降低。
名称
最高允许浓度(%)
一氧化碳CO
0.0024
二氧化氮NO2 二氧化硫SO2 硫化氢H2S 氨NH3
0.00025 0.0005 0.00066 0.004
矿内气候条件
1.《规程》对井下空气温度的规定:
冬季,进风井井口以下的空气温度 不得低于2℃。
生产矿井采掘工作面的空气温度不 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。
第三节 矿井灾变时期的风流控制技术
一、保持正常通风
适用于:
1.在没有完全了解清楚矿井火灾的 具体位置、范围、火势、受威胁地区等 情况时,要保持正常通风。
当火源的进风侧有遇险人员尚未撤 出或不能确认遇险人员是否已经牺牲, 且矿井又不具备反风和改变烟流流向的 条件时,应保持正常通风。
3.当火灾发生在矿井总回风巷或者在比 较复杂的通风网络中,改变通风方法可能会 造成风流紊乱、增加人员撤退的困难、出现 瓦斯积聚等后果时,应采取正常通风。
D D
B
C
A
C B
A
角联网络示意图
⑷并联与串联风路的安全性比较
并联风路中各风路都有独立的新 鲜风流,而串联风路的后一各工作面 则要接纳前一个工作面的污风和炮烟;
并联风路有利于风流的控制或风 量调节,容易做到按需分配风量,
串联风路则无法做到;并联风路 在某分支万一发生事故时,易于隔绝, 不致影响其他风路,而串联通风则必 然互相影响。
6.瓦斯喷出区域、高瓦斯矿井、 煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出 矿井中,掘进工作面的局部通风机 应采用三专(专用变压器、专用开 关、专用线路)供电;也可采用装 有选择性漏电保护装置的供电线路 供电,但每天应有专人检查1次,保 证局部通风机可靠运转。
7.使用局部通风机通风的掘进工 作面,不得停风;因检修、停电等 原因停风时,必须撤出人员,切断 电源。
4.二氧化硫(SO2) 无色、有强烈硫磺味及酸味的 气体,相对密度为2.22,易溶于水。 达到0.05%时,在短时间内有致命危 险。
煤矿井下二氧化硫的主要来源 有:含硫矿物缓慢氧化或自燃生成 、从煤岩中放出、在含硫矿物中爆 破生成。
5.二氧化氮(NO2)。 二氧化氮为红褐色,相对密度为 1.57,易溶于水。达到0.025%时, 短时间内人即会很快死亡。
2.1999年8月25日平顶山韩庄某矿,因欠 电费供电局所属变电站拉闸,全矿停电11min, 来电送风后(1min左右)井下发生瓦斯爆炸, 死亡55人。
一、矿井通风的任务
1.续供给井下适量的新鲜空气。 2.稀释并排除井下各种有害气体和 浮游粉尘。 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。
2.《规程》对采掘巷道中风速 的规定
(1)采煤工作面、掘进中的煤 巷和半煤岩巷
最低允许风速0.25m/s;最高允 许风速4m/s
(2)掘进中的岩巷
最低允许风速0.15m/s;最高允 许风速4m/s
三、矿井通风系统
矿井通风系统是指矿井通风方法 、通风方式、通风网络和通风设施的总 称。
(一)矿井通风的方法
采煤工作面进、回风巷布置形式
后 退 式
前 进 式
U型
1.上行通风
当采煤工作面的进风巷水平 低于回风巷水平时,采煤工作面 的风流沿工作面的倾斜方向由下 向上流动,这样的通风方式称为 上行通风。
2.下行通风
当采煤工作面的进风巷水平高 于回风巷水平时,采煤工作面的风 流沿工作面的倾斜方向由上向下流 动,这样的通风方式称为下行通风。
两翼对角式
分区式
(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、汇合线路的 结构形式,叫做通风网络,简称通 风网络或风网。
通风网络有的基本连接形式有 串联、并联和角联三种。
⑴串联通风及其特性
两条及两条以上的通风巷道循 序地首尾相互连在一起进行通风或 井下用风地点的回风再次进入其他 用风地点的通风方式,叫串联通风。
井下空气中的一氧化碳的主要来源有 :井下爆破、矿井火灾、煤炭自燃和瓦 斯煤尘爆炸等。
3.硫化氢(H2S) 无色、有臭鸡蛋味的气体,相对 密度为1.10,易溶于水,对眼睛及呼 吸系统有强烈的刺激作用。短时间 可致人死亡的浓度为0.1%。
主要来源是:有机物的腐烂、含 硫矿物的水解、老空水中挥发和煤 层中涌出。
1.自然通风 利用自然因素产生的通风动力, 致使空气在井下巷道流动的通风方 法称为自然通风。
《规程》规定:所有矿井都必须 采用机械通风。
2.机械通风
根据通风机的工作方式不同, 可分为抽出式通风(负压通风)、 压入式通风(正压通风)和混合式 三种。
矿井通风方法 1-进风井;2-回风井;3-主要通风机
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