矿井通风与安全课件1到7章(上)
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电子课件-《矿井通风与安全(第二版)》-A10-3104 矿井通风课件第七章
二、顶板冒落的预兆及识别
1．顶板冒落的预兆
（1）岩层下沉断裂，发出响声
顶板压力急剧加大时，木支架会出现断裂声，紧接 着出现断梁折柱现象；金属支柱活柱急速下缩， 也会发出很大声响。采煤工作面发生冒顶前， 有时能听到采空区顶板发出断裂的闷雷声。
（2）掉渣
顶板严重破裂时，折梁断柱增加，顶板出现掉渣， 掉渣越多，表明顶板压力越大。
（3）片帮增多
因煤壁所受压力增加，变得松软，片帮煤比平时 增多。
（4）顶板裂缝 顶板裂缝增多，裂缝逐渐增大。
（5）顶板出现离层 顶板出现离层，是顶板即将冒落的征兆。
（6）漏顶
大冒顶前，破碎的伪顶或直接顶有时会因背顶不 严或支架不牢出现漏顶现象，使棚顶托空，支 架松动，造成冒顶。
（7）瓦斯涌出量异常
用钢钎或手镐敲击顶板，若发出清脆响亮声， 表明顶板完整，岩层未离层；发出沙哑的 声音或“嗡嗡”声，表明顶板岩层已离层， 应把离层的岩块挑下来。
（3）震动法
用钢钎或镐敲击顶板时，用手指尖托住顶板， 若手感到顶板震动，即使听不到破裂声， 也说明岩石已从整体顶板分离，变成了危 岩。
三、顶板事故的预防
1．采掘工作面在采掘施工前均要认真编制作 业规程。
3．热害严重制约工作效益
电路图
四、矿井地热的防治
改善矿内气候条件的措施很多，归纳起来有两个方 面：一是非人工制冷措施，即矿井通风；二是人 工制冷来冷却风流的措施，也称为矿井空气调节。
矿井地热防治的具体措施有：加大通风强度，可以 降低风温、改善气候条件；改变通风方式，将上 行风改为下行风，可使工作面的风温降低1~2℃； 选择合理的通风系统，如缩短进风路线的长度， 在巷道环境条件和风量不变的情况下，风路越短 风流升温越小。
矿井通风与安全PPT课件
24
第二章
防治瓦斯
预防瓦斯爆炸事故扩大
1.实行分区通风; 2.编制“矿井灾害预防和处理 计划; 3.清扫积尘，以防止煤尘参与 爆炸; 4.主要通风机出风井口装设防 爆门; 5.安设隔爆设施; 6.入井人员佩带自救器。
防治瓦斯
瓦斯
引火源
氧气
瓦斯只在一定的浓度范围内爆 炸，爆炸界限一般为5%～16%， 浓度为9.5％时，产生的温度与 压力也最大。瓦斯浓度7％~8 ％时最容易爆炸。
引起瓦斯爆炸的引爆火源温度 为650～750℃，煤矿井下的明 火、煤炭自燃、电弧、电火花、 赤热的金属表面以及撞击和摩 擦火花，都能点燃瓦斯。
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、建立合理的通 风系统
加强通风管理
• 2、实行分区通风
• 3、加强管理好通风 设施
• 5、及时调整通风系统
21
• 4、加强局部通风管理
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、健全机构，完 善制度
加强瓦斯管理
• 2、强化现场瓦斯检查
• 3、严格执行瓦斯管 理规定
瓦斯浓度7％~8％时最容易爆炸。 巷道安设消防管道和水阀。
害气体
煤工尘肺可分为矽肺、煤肺和煤矽肺3类。
第煤三矿节 安全煤规尘程爆中炸对的这特些征都及有条具件体的规定一。氧化碳
二氧化氮
硫化氢
8
第三节 通风系统及局部通风
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。
第一章
矿井通风
矿井主要通风机的工作方法
了解和掌握分工区域内各处瓦斯涌出状况和变化规律;
井下常见 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%。
第二章
防治瓦斯
预防瓦斯爆炸事故扩大
1.实行分区通风; 2.编制“矿井灾害预防和处理 计划; 3.清扫积尘，以防止煤尘参与 爆炸; 4.主要通风机出风井口装设防 爆门; 5.安设隔爆设施; 6.入井人员佩带自救器。
防治瓦斯
瓦斯
引火源
氧气
瓦斯只在一定的浓度范围内爆 炸，爆炸界限一般为5%～16%， 浓度为9.5％时，产生的温度与 压力也最大。瓦斯浓度7％~8 ％时最容易爆炸。
引起瓦斯爆炸的引爆火源温度 为650～750℃，煤矿井下的明 火、煤炭自燃、电弧、电火花、 赤热的金属表面以及撞击和摩 擦火花，都能点燃瓦斯。
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、建立合理的通 风系统
加强通风管理
• 2、实行分区通风
• 3、加强管理好通风 设施
• 5、及时调整通风系统
21
• 4、加强局部通风管理
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、健全机构，完 善制度
加强瓦斯管理
• 2、强化现场瓦斯检查
• 3、严格执行瓦斯管 理规定
瓦斯浓度7％~8％时最容易爆炸。 巷道安设消防管道和水阀。
害气体
煤工尘肺可分为矽肺、煤肺和煤矽肺3类。
第煤三矿节 安全煤规尘程爆中炸对的这特些征都及有条具件体的规定一。氧化碳
二氧化氮
硫化氢
8
第三节 通风系统及局部通风
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。
第一章
矿井通风
矿井主要通风机的工作方法
了解和掌握分工区域内各处瓦斯涌出状况和变化规律;
井下常见 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%。
矿井通风与安全(培训课件)
❖ 氧气：无色、无味、无臭的气体，比重1.11。是 维持人体生命不可缺少的气体,能助燃,在静止状态 时,约要0.25L/min，当氧气下降到17%时，工作 时出现喘息和呼吸困难，下降15%时失去劳动能 力，10%--12%时，会失去理智，时间稍长就会 有死亡危险。规程规定：采掘工作面进风流中氧 气不得低于20%，井下空气含氧量减少的原因； 坑木、煤的缓慢氧化，人员呼吸。火灾、爆炸。 井下放出各种有害气体，使氧气浓度相对降低。 16%--9%时，人很快就失去知觉，若不急救就会 死亡。规程规定：按井下同时工作的最多人数计 算，每人每分钟供给的风量不得少于4立方米．
2、密闭内有水的要设反水池或反水管； 自然发火煤层的采空区密闭要设观测孔、 措施孔，孔口封堵严密。
3、墙面平整（1m内凸凹不大于10mm， 料石勾缝除外）；无裂缝（雷管脚线不能 插入）、重缝和空缝。
4、密闭前要设栅栏、警标、说明牌板 和检查牌（入排风之间的挡风墙除处）
5、密闭前无瓦斯聚集，且密闭前5m内 支架完好，无片帮、冒顶，无杂物、积水 和淤泥。
临时通风构建物： 临时密闭及临时风门管理要
求一样，不过建筑材料要求不同。 临时密闭分两种，一种为阻燃型 材料建筑的厚度小于0.5m大于 0.2m的密闭，另一种和临时风门 的墙体相同，使用木板建筑，不 过要求鱼鳞式搭接、且严密不漏 风，墙面要求灰、泥满抹和沟缝。
思考题 1.矿井通风设施、通风构筑物的作用？ 2.井下有哪些有毒有害气体？ 3.一通三防具体指什么？
硫化氢为剧毒气体。
四、井下气候条件
1、温度:井下适宜温度是15-20℃。
2、湿度:人感到舒适的相对湿度为 50％一60％。
五、井下主要通风构筑物
1、永久密闭 2、调节风窗 3、风桥 4、临时通风构建物
矿井通风与安全(培训) ppt课件
3.矿内空气常见的有毒气体：
一氧化碳（CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫
(SO2)、硫化氢(H2S)四种气体的特性。
ppt课件
9
4.有害气体检测：
检测方法分两大类：一是取样到化验室分 析。二是用便携式仪器在现场快速测试。
《规程》规定；采掘工作面风流中二氧化碳 浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员查 明原因,制定措施,进行处理.
矿井通风压力可以由通风机造成，也可以由自然因素造
成。前者称为靠自然风压进行通风。
自然风压的特点：它使冷而重的气体向下流动。自然风压的 大小和方向主要受地面气温的影响。
ppt课件
29
二、矿井通风动力：
2、机械通风 矿井主扇风机按其服务任务地位可分为三种： （1）、主要扇风机（主扇）服务于全矿井或矿井的一翼
26
思考题
1.矿井通风设施、通风构筑物的作用？
2.井下有哪些有毒有害气体？ 3.一通三防具体指什么？ 一通：矿井通风， 三防：防瓦斯，防煤尘，
防火 。
4.矿井通风的定义： 把地面新鲜空气源源不断地送入井下的过程。
5.矿井通风的十二字方针： 先抽后采，监测监控，以风定产
ppt课件
27
第二部分 矿井通风系统
20.96％。氮（N2),占79%。二氧化（CO2）占
0.04%。
ppt课件
5
四、矿内气候条件：
主要指矿井空气的温度、湿度和风速三者 的关系。
温度高、湿度大、风速小。人体感觉中暑、 闷热。
温度低、湿度低、风速大。人体感觉发冷、 易感冒。
因此《规程规定》：进风井温度不得低于 2℃，采掘工作面气温不得超过26℃，机电硐 室不得超过30℃。
一氧化碳（CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫
(SO2)、硫化氢(H2S)四种气体的特性。
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9
4.有害气体检测：
检测方法分两大类：一是取样到化验室分 析。二是用便携式仪器在现场快速测试。
《规程》规定；采掘工作面风流中二氧化碳 浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员查 明原因,制定措施,进行处理.
矿井通风压力可以由通风机造成，也可以由自然因素造
成。前者称为靠自然风压进行通风。
自然风压的特点：它使冷而重的气体向下流动。自然风压的 大小和方向主要受地面气温的影响。
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29
二、矿井通风动力：
2、机械通风 矿井主扇风机按其服务任务地位可分为三种： （1）、主要扇风机（主扇）服务于全矿井或矿井的一翼
26
思考题
1.矿井通风设施、通风构筑物的作用？
2.井下有哪些有毒有害气体？ 3.一通三防具体指什么？ 一通：矿井通风， 三防：防瓦斯，防煤尘，
防火 。
4.矿井通风的定义： 把地面新鲜空气源源不断地送入井下的过程。
5.矿井通风的十二字方针： 先抽后采，监测监控，以风定产
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第二部分 矿井通风系统
20.96％。氮（N2),占79%。二氧化（CO2）占
0.04%。
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5
四、矿内气候条件：
主要指矿井空气的温度、湿度和风速三者 的关系。
温度高、湿度大、风速小。人体感觉中暑、 闷热。
温度低、湿度低、风速大。人体感觉发冷、 易感冒。
因此《规程规定》：进风井温度不得低于 2℃，采掘工作面气温不得超过26℃，机电硐 室不得超过30℃。
矿井通风与安全教学课件.ppt
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
三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准
1、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%。
2、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。
“三无”气体，对空气的密度0.554，微溶于水，渗透性 和扩散性很强。 本身无毒，但浓度过高时，会使人缺氧窒息。 具有燃烧性和爆炸性。当浓度达到5—16%时，遇火源能发 生剧烈爆炸。
主要来源：煤层中放出。
2、二氧化碳（CO2）
主要性质 （略）
3、一氧化碳（CO）
一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度 0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到 13%~75%时遇火源有爆炸性。
一氧化碳有剧毒 。人体吸入含有一氧化碳的空气 时，血液缺氧引起窒息和中毒。
一氧化碳的中毒程度与浓度的关系
一氧化碳浓度% （体积）
主要症状
0.016
数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状
0.048 0.128
1h可引起轻微中毒症状 0.5~1h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状
0.40
短时间失去知觉、抽筋、假死。30min内即可死亡
空气中二氧化碳浓度对人体的影响
二氧化碳浓度%（体积）
人体主要症状
1
呼吸加深，急促
3 5 10 10-20 20-25
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。
三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准
1、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%。
2、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。
“三无”气体，对空气的密度0.554，微溶于水，渗透性 和扩散性很强。 本身无毒，但浓度过高时，会使人缺氧窒息。 具有燃烧性和爆炸性。当浓度达到5—16%时，遇火源能发 生剧烈爆炸。
主要来源：煤层中放出。
2、二氧化碳（CO2）
主要性质 （略）
3、一氧化碳（CO）
一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度 0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到 13%~75%时遇火源有爆炸性。
一氧化碳有剧毒 。人体吸入含有一氧化碳的空气 时，血液缺氧引起窒息和中毒。
一氧化碳的中毒程度与浓度的关系
一氧化碳浓度% （体积）
主要症状
0.016
数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状
0.048 0.128
1h可引起轻微中毒症状 0.5~1h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状
0.40
短时间失去知觉、抽筋、假死。30min内即可死亡
空气中二氧化碳浓度对人体的影响
二氧化碳浓度%（体积）
人体主要症状
1
呼吸加深，急促
3 5 10 10-20 20-25
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。
矿井通风与安全课件《通风部分》第一章 矿井空气
福建省煤矿安全生产现状
福建省经济发展中长期坚持“以电为先导，以煤为基 础”的能源方针。随着海峡西岸经济区建设步伐的加快， 能源需求也在快速增长。而煤炭是福建的主要能源，约占 全省能源消耗的70％。但我省是能源资源相对不足、缺油 缺气少煤的省份，能源自给率低。
1郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
2007年，全省煤炭使用量近5000多万吨，而全省生产 原煤仅近2200万吨。随着经济发展对煤炭等能源的依存度 日益升高，福建这个能源匮乏的沿海省份的能源压力也越 来越大。由于受铁路运输瓶颈制约，省外煤炭难以运入福 建，所以小煤矿对于我省整个矿业经济具有特殊的地位和 作用。
2郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
福建省煤矿安全生产存在的主要问题:
（一）地质条件复杂 福建煤矿企业90%以上为小煤矿，且地质构造极为复杂， 多为倾斜薄煤层，稳定性差，全省85％以上煤层出现褶曲 、断层、鸡窝煤、压薄带等现象，地表水系发育。这就决 定了福建煤矿大多数是矿井规模小、产量低，开采条件很 差。 （二）我省小煤矿装备和工艺十分落后，技术力量薄弱 大部分小煤矿开采技术落后，缺乏相应的技术和设备，有 许多还在使用最原始的采掘工具和方法，依靠人力、畜力 进行开采运输，生产效率低下。
12郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
五、成绩评定 考核评价采用期末考试占50％、其中考试占10％、 六、主要参考书 课程设计占15％、实验占10％、平时作业占15％的综 合评定方法。
1．吴中立主编，《矿井通风与安全》，中国矿大出版社，1989年6月； 2．张国枢主编，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000年7月； 3．《煤矿安全规程》2004年版； 4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月； 5．王省身、张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社，1989年 9月； 6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社，1990年4月； 7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社， 2002年3月；
福建省经济发展中长期坚持“以电为先导，以煤为基 础”的能源方针。随着海峡西岸经济区建设步伐的加快， 能源需求也在快速增长。而煤炭是福建的主要能源，约占 全省能源消耗的70％。但我省是能源资源相对不足、缺油 缺气少煤的省份，能源自给率低。
1郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
2007年，全省煤炭使用量近5000多万吨，而全省生产 原煤仅近2200万吨。随着经济发展对煤炭等能源的依存度 日益升高，福建这个能源匮乏的沿海省份的能源压力也越 来越大。由于受铁路运输瓶颈制约，省外煤炭难以运入福 建，所以小煤矿对于我省整个矿业经济具有特殊的地位和 作用。
2郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
福建省煤矿安全生产存在的主要问题:
（一）地质条件复杂 福建煤矿企业90%以上为小煤矿，且地质构造极为复杂， 多为倾斜薄煤层，稳定性差，全省85％以上煤层出现褶曲 、断层、鸡窝煤、压薄带等现象，地表水系发育。这就决 定了福建煤矿大多数是矿井规模小、产量低，开采条件很 差。 （二）我省小煤矿装备和工艺十分落后，技术力量薄弱 大部分小煤矿开采技术落后，缺乏相应的技术和设备，有 许多还在使用最原始的采掘工具和方法，依靠人力、畜力 进行开采运输，生产效率低下。
12郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
五、成绩评定 考核评价采用期末考试占50％、其中考试占10％、 六、主要参考书 课程设计占15％、实验占10％、平时作业占15％的综 合评定方法。
1．吴中立主编，《矿井通风与安全》，中国矿大出版社，1989年6月； 2．张国枢主编，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000年7月； 3．《煤矿安全规程》2004年版； 4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月； 5．王省身、张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社，1989年 9月； 6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社，1990年4月； 7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社， 2002年3月；
矿井通风与安全中国矿业大学课件第1章矿内空气
• 1.5 实际气体的状态方程
学习目标、重点与难点
学习目标 1、矿内空气的主要成分 2、井下常见的有害气体 3、矿内空气的主要物理参数 4、矿井的气候条件，矿内空气的温度、湿度，风速，矿内
气候参数的测定。
重点与难点 1、矿内空气主要成分及其性质 2、井下常见的有害气体、来源及最高允许浓度 3、矿井的气候条件（温度、湿度，风速）
人体需氧量与劳动强度的关系
劳动强度 休息
轻劳动 中度劳动 重劳动 极重劳动
呼吸空气量 /L·min-1 ６～１５
２０～２５ ３０～４０ ４０～６０ ４０～８０
氧气消耗量 /L·min-1 0.2～0.4
0.6～１.0 1.2～１.6 1.8～2.4 2.5～3.0
人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系
（4）二氧化硫（SO2）
二氧化氮的来源与允许浓度 • 矿内含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中
爆破都会产生二氧化硫，有时含硫矿层也 涌出二氧化硫。 • 《规程》规定矿内空气中二氧化硫最高容 许浓度为0.0005 %。
1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
（5）氨气（NH3） • 氨气为无色、有剧毒的气体，对空气的相
1.1 矿内空气成分及其基本性质
• 1.1.2 矿内空气中常见的有害气体 矿井常见的有害气体有一氧化碳、硫
化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、瓦斯 等。下面分别介绍。
1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
（1）一氧化碳（CO）
CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密度为 0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。
1.1.1 矿内空气的主要成分
（1） 氧气（O2）
• 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气 体。人类在生命活动过程中，必须不断吸 入氧气，呼出二氧化碳。人体维持正常生 命过程所需的氧气量，取决于人的体质、 精神状态和劳动强度等。
矿井通风与安全课件
• 三、井下主要有害气体 • （一）甲烷（CH4） • 1、特征：俗称瓦斯、沼气，“三无”（但。 • 与其他气体化合有苹果香气味）；相对密度0·554，
绝对密度0·716㎏/m³，扩散性极强；本身不燃不 爆（与空气混合可燃可爆，爆炸界限5～16%）， 达到43%时，氧气降低到12%，有窒息危险。 • 2、主要来源：煤中固有。 • 3、《规程》规定如下：
第一章 井下空气
1、采掘工作面进风、局扇开关10m内、串联进 风流不得超过0·5%；
2、总回风、一翼回风，不得超过0·75% 3、采区回风、采掘工作面、采掘工作面回风都
不得超过1%； 4、排放瓦斯回风流、采掘工作面断电浓度不得
超过1·5%； 5、达到2%，体积0·5m³为局部积聚，必须进行
排放，排放严禁“一风吹”； 6、达到3%，不能排放，必须在24小时内封闭。
绪论
• 绪论
• 培训要求 • 1、应该了解内容： • 煤矿加强通风及通风管理的重要性 • 第一节 井下空气的成分 • 2、必须掌握内容： • （1）空气的主要成分及特性； • （2）有害、有毒气体的特性及《规程》规定； • （3）有害、有毒气体的主要防治措施。
一、加强通风及通风管理的重要性
400 350 300 250 200 150 100 50
生了变化。
第一章 井下空气
第一节 井下空气的成分
空气＝干空气＋水蒸气＝湿空气 表1－1 干空气的标准成分（p1)
成分气体
分子量
体积百分比
质量百分比
氮气（N2） 氧气（O2） 氩（Ar） 二氧化碳 其它气体
28.013 31.9988 39.934 44.00995
78.084 20.9476 0.934 0.0314 0.003
绝对密度0·716㎏/m³，扩散性极强；本身不燃不 爆（与空气混合可燃可爆，爆炸界限5～16%）， 达到43%时，氧气降低到12%，有窒息危险。 • 2、主要来源：煤中固有。 • 3、《规程》规定如下：
第一章 井下空气
1、采掘工作面进风、局扇开关10m内、串联进 风流不得超过0·5%；
2、总回风、一翼回风，不得超过0·75% 3、采区回风、采掘工作面、采掘工作面回风都
不得超过1%； 4、排放瓦斯回风流、采掘工作面断电浓度不得
超过1·5%； 5、达到2%，体积0·5m³为局部积聚，必须进行
排放，排放严禁“一风吹”； 6、达到3%，不能排放，必须在24小时内封闭。
绪论
• 绪论
• 培训要求 • 1、应该了解内容： • 煤矿加强通风及通风管理的重要性 • 第一节 井下空气的成分 • 2、必须掌握内容： • （1）空气的主要成分及特性； • （2）有害、有毒气体的特性及《规程》规定； • （3）有害、有毒气体的主要防治措施。
一、加强通风及通风管理的重要性
400 350 300 250 200 150 100 50
生了变化。
第一章 井下空气
第一节 井下空气的成分
空气＝干空气＋水蒸气＝湿空气 表1－1 干空气的标准成分（p1)
成分气体
分子量
体积百分比
质量百分比
氮气（N2） 氧气（O2） 氩（Ar） 二氧化碳 其它气体
28.013 31.9988 39.934 44.00995
78.084 20.9476 0.934 0.0314 0.003
电子课件-《矿井通风与安全(第二版)》-A10-3104 矿井通风课件第一章
然而，采区通风系统往往会受许多条件的影响， 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，如果工作面之间不能形成独立通风， 经申报批准，也可以采用串联通风。
四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点
采煤工作面的通风系统是由采煤工作面的瓦斯、 温度、煤层自然发火及采煤方法等所确定的，我国 大部分矿井多采用长壁后退式采煤法。
1．单一煤层开采时的布置 1）轨道上山进风、运输上山回风。
2）运输上山进风、轨道上山回风。
（2）三条上（下）山
如图1—13所示，为单一煤层三条上山的采区通 风系统。
2．多煤层开采时的布置
如图1—14所示，为联合开采两个近距离煤层 的三条上山采区通风系统。
三、采、掘工作面的串联通风及要求
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，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。
第一章 矿井通风系统
§1-1 矿井空气 §1-2 矿井通风方式与通风方法 §1-3 通风压力与通风阻力 §1-4 采区通风 §1-5 掘进通风
概述
井下采矿过程中必然会产生大量有毒有 害气体及各种矿尘，因此必须采取一定的通 风手段，供给井下足够的新鲜空气，冲淡和 排除有害气体和矿尘，提供适宜的气候条件。 这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空 气的作业过程叫做矿井通风。矿井通风方法、 通风方式及通风网络的总称为矿井通风系统。 矿井通风系统是矿井安全系统的核心。
在矿井巷道中，任何井巷的通风阻力，不管它
是摩擦阻力、局部阻力或系两者同时具有的阻力， 其阻力公式均可写成通式h＝RQ2，风阻特性曲线 如图1—10所示。
（2）井巷等积孔
当研究井巷通风阻力时，为了在概念上更形象
四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点
采煤工作面的通风系统是由采煤工作面的瓦斯、 温度、煤层自然发火及采煤方法等所确定的，我国 大部分矿井多采用长壁后退式采煤法。
1．单一煤层开采时的布置 1）轨道上山进风、运输上山回风。
2）运输上山进风、轨道上山回风。
（2）三条上（下）山
如图1—13所示，为单一煤层三条上山的采区通 风系统。
2．多煤层开采时的布置
如图1—14所示，为联合开采两个近距离煤层 的三条上山采区通风系统。
三、采、掘工作面的串联通风及要求
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，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。
第一章 矿井通风系统
§1-1 矿井空气 §1-2 矿井通风方式与通风方法 §1-3 通风压力与通风阻力 §1-4 采区通风 §1-5 掘进通风
概述
井下采矿过程中必然会产生大量有毒有 害气体及各种矿尘，因此必须采取一定的通 风手段，供给井下足够的新鲜空气，冲淡和 排除有害气体和矿尘，提供适宜的气候条件。 这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空 气的作业过程叫做矿井通风。矿井通风方法、 通风方式及通风网络的总称为矿井通风系统。 矿井通风系统是矿井安全系统的核心。
在矿井巷道中，任何井巷的通风阻力，不管它
是摩擦阻力、局部阻力或系两者同时具有的阻力， 其阻力公式均可写成通式h＝RQ2，风阻特性曲线 如图1—10所示。
（2）井巷等积孔
当研究井巷通风阻力时，为了在概念上更形象
矿井通风与安全培训课件(ppt 共30页)
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2.1.4空气湿度及其测定 1.空气湿度 （1）绝对湿度 单位体积或单位质量湿空气中所 含有的水蒸气质量数，fa,g.m-3或g/kg。 （2）饱和湿度 单位体积或质量在某一温度和压 力下所能含有的最大水蒸汽量，fs。 （3）相对湿度 实际空气含有的水蒸气质量与同 一温度和压力条件下的饱和空气的含湿度之比。
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图2-3 U型压差计
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图2-4 皮托管
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2.1.3空气温度 1.绝对温度
2.矿井内空气温度变化特征 由于地下岩石的储热能力较空气大很多，井下岩石 的温度随季节的变化就不如地表空气那样显著。因此， 从地表送入井下的空气将会与沿途中接触的岩石壁进行 温度差造成的对流换热，加之水气交换的潜热传递和空 气压力的变化都会引起井下风流的温度与地表空气存在 明显的不同。 一般冬季井下空气要高于地表空气温度，夏季则相 反，井下空气低于地表空气温度。
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图2-9 风表移动线路
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2.2矿井风流的流动状态与运动型式
2.2.1 流动状态
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2.2.2运动型式 矿内风流的运动型式指的是风流在不同类 型井巷空间的运动方式。其中一种为在井巷及 管道边界限制下气流运动—巷道型风流；另一 种为气流在相对空间较大、边界对气流的限制 不明显的大空间诸如采场中的气流运动型式— 硐室风流。 巷道型风流的排烟原理如图2.10，随着气 流的向前推移，炮烟被向前运移的同时，炮烟 区的形状也逐渐发生变形，通过紊流的运移和 变形将炮烟吹出与稀释，使断面的平均浓度逐 步降低。
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2.1.4空气湿度及其测定 1.空气湿度 （1）绝对湿度 单位体积或单位质量湿空气中所 含有的水蒸气质量数，fa,g.m-3或g/kg。 （2）饱和湿度 单位体积或质量在某一温度和压 力下所能含有的最大水蒸汽量，fs。 （3）相对湿度 实际空气含有的水蒸气质量与同 一温度和压力条件下的饱和空气的含湿度之比。
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图2-3 U型压差计
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图2-4 皮托管
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2.1.3空气温度 1.绝对温度
2.矿井内空气温度变化特征 由于地下岩石的储热能力较空气大很多，井下岩石 的温度随季节的变化就不如地表空气那样显著。因此， 从地表送入井下的空气将会与沿途中接触的岩石壁进行 温度差造成的对流换热，加之水气交换的潜热传递和空 气压力的变化都会引起井下风流的温度与地表空气存在 明显的不同。 一般冬季井下空气要高于地表空气温度，夏季则相 反，井下空气低于地表空气温度。
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图2-9 风表移动线路
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2.2矿井风流的流动状态与运动型式
2.2.1 流动状态
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2.2.2运动型式 矿内风流的运动型式指的是风流在不同类 型井巷空间的运动方式。其中一种为在井巷及 管道边界限制下气流运动—巷道型风流；另一 种为气流在相对空间较大、边界对气流的限制 不明显的大空间诸如采场中的气流运动型式— 硐室风流。 巷道型风流的排烟原理如图2.10，随着气 流的向前推移，炮烟被向前运移的同时，炮烟 区的形状也逐渐发生变形，通过紊流的运移和 变形将炮烟吹出与稀释，使断面的平均浓度逐 步降低。
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矿井通风与安全精品课课件(上)
•
当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流
体层的接触面上，便产生粘性阻力(内摩擦力)以阻止
相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。
• 另外，在矿井通风中还常用运动粘度系数，和气体密 度有关，即和压力有关，这两个系数有如下的关系 （表１-２-１为几种有关流体的粘度）：
＝μ/，m２ /s
(1—2—4)
为理想气体。气体的分子作永不停息的
不规则运动，这种运动产生热能，故气
体分子运动是热运动，气体的物理参量
较多，其中比容、压力、温度是三个基
本参量。
• 1.1.2.1 空气的密度、比容及温度
•
1.空气的密度
•
空气和其他物质一样具有质量。单
位体积空气所具有的质量称为空气的密
度，用符号表示。空气可以看作是均质
等途径与周围环境进行热交换，散发到体外。人体代谢产热过程是体内生物
化学过程，而散热过程则是物理过程。在正常情况下，人体依靠自身的调节
机能，使产热和散热保持动平衡。
第一章矿井空气及调节
1.1.3.2 矿井气候对人体热平衡的影响
矿井气候是由空气温度、湿度，风速和辐射四要素组成的，它们都影 响着人体热平衡，且各要素之间的影响在很大程度上可以互换。例如，环 境相对湿度增高对人体所造成的影响可以被风速的增加所抵消。
为K(Kelvin)，用符号Ｔ表示。国际单位制还规
定摄氏(Celsius)温标为实用温标，用t表示，单
位为摄氏度，代号为℃。
•
摄氏温标的每1℃与热力学温标的每1 K完
全相同，温度是矿井表征气候条件的主要参数 之一。
第一章矿井空气及调节
• 1.1.2.2 空气的压力
•
空气的压力也称为空气的静压（绝对静压），用
《矿井通风安全》课件
5)依次对每个煤样进行一次死空间脱气和向死空间放气的过 程，同时动态地显示煤样的扩散速度曲线，自动保存测试 结果，最后显示出来
6)结束。实验结束，首先关闭仪器电源，然后一步步关闭计
算机，切断真空泵电源
《矿井通风安全》
25
实验步骤
2.煤的坚固性系数测定
1）将捣碎筒放置在水泥地板或2cm厚的铁板上， 放入试样一份，将2.4kg重锤提高到600mm高 度，使其自由落下冲击试样，每份冲击3次，把5 份捣碎的试样装在同一容器中
《矿井通风安全》
23
实验仪器
1、空盒气压计
2、干湿球温度计
3、U形水柱计
4、风表
《矿井通风安全》
24
实验步骤
1.瓦斯放散速度测定
1)开始测试时首先打开计算机电源，启动后再打开仪器电源 与真空泵电源
2) 执行wt-1监控系统软件
3)选择煤样瓶图标
4)选择菜单项“放散速度”；如为扩散速度，选择菜单项 “扩散速度”。点“下一步”后，实验全部由仪器自动完 成
《矿井通风安全》
3
实验原理
空盒气压计
当大气压变化时，真空盒面变形，变形值经 杠杆传动机构放大，传动到盒面使指针发生偏转， 使用前需要用固定水银气压计来校正，校正时用 小螺丝刀微微调节盒侧面调节孔内的螺钉，使其 指针指示值与水银气压计一致
《矿井通风安全》
4
实验仪器
1、空盒气压计
2、干湿球温度计
3、U形水柱计
矿井通风与安全
中国矿业大学（北京） 王凯
《矿井通风安全》
1
实验一 矿井通风风流状态参数的测定
中国矿业大学（北京） 习使用测定矿井通风风流状态参数的各类仪器 仪表，熟悉它们的原理、结构
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早期的通风装置：人踩风箱鼓风
早期的通风装置：马踩轮子通风
早期的通风装置：马转圈通风
现代化的局部通风机
现代化的主要通风机
第一章 矿内空气
矿井通风目的：为井下各工作地点提供足够的新鲜空气， 使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的 气候条件。 矿井通风系统：主要通风机、通风网络巷道和通风构筑 物组成。 矿井通风系统矿井的心脏与动脉，是保障矿井安全的最 主要技术手段之一。 本章重点阐述矿内空气的主要成分、井下常见的有害气 体、矿井的气候条件。
1.1.9 氢气（H2）
氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07。氢气能自燃， 其点燃温度比甲烷低100～200℃，当空气中氢气浓度为 4%～74%时有爆炸危险。 井下空气中氢气的主要来源：井下蓄电池充电时可放出 氢气；有些中等变质的煤层中也有氢气涌出。
1.2 矿内气候条件
1.2.1 矿内空气温度
二氧化碳对人呼吸的影响
在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧气中加入5% 的二氧化碳，以刺激遇难者的呼吸机能。 当空气中二氧化碳的浓度过高时，也将使空气中的氧浓 度相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时 也可能造成人员中毒或窒息。
二氧化碳中毒症状与浓度的关系
二氧化碳浓度（体 积）/% 1 3 2 6 7～9 9～11 主 要 症 状 呼吸加深，但对工作效率无明显影响
2003年12月23日22时左右，重庆市开县高桥镇的川东北 气矿16H井发生特大井喷事故，造成243人死亡。
1.1.8 氨气（NH3）
氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体，比重为0.596， 易溶于水，空气浓度中达30%时有爆炸危险。 氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。 矿内空气中氨气的主要来源：爆破工作，用水灭火等； 部分岩层中也有氨气涌出。 《规程》允许浓度为0.004%。
HbCO指数
CO随空气吸入后，通过肺泡进入血液循环，与血液中 的血红蛋白（Hb）和血液外的其他某些含铁蛋白质 （如肌红蛋白、二价铁的细胞素等）形成可逆性的结合。 由于其与血红蛋白的亲和力要比氧与血红蛋白的亲和力 大240倍，故把血液内氧合血红蛋白中的氧排挤出来， 而形成碳氧血红蛋白（HbCO）；又由于碳氧血红蛋白 的离解比氧合血红蛋白（HbO2）的离解慢3600倍，故 HbCO较之HbO2更为稳定。
人体需氧量与劳动强度的关系
劳动强度 呼吸空气量/L· -1 min 氧气消耗量/L· -1 min
休息
轻劳动 中度劳动
６～１５
２０～２５ ３０～４０
0.2～0.4
0.6～１.0 1.2～１.6
重劳动
极重劳动
４０～６０
４０～８０
1.8～2.4
2.5～3.0
人体缺氧症状与氧浓度的关系
氧浓度（体积）/% 17 主要症状 静止时无影响，工作时能引起喘息和 呼吸困难 呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉和 判断能力降低，失去劳动能力 失去理智，时间稍长有生命危险 几分钟内可能导致死亡
毒理和临床表现
一氧化碳（CO） CO + Hb → HbCO 亲和力 HbCO ﹥HbO2 300倍 解离速度 HbCO ﹤HbO2 3600倍
毒理和临床表现
（1）CO所致组织缺氧及其程度取决于以下因素: ①HbCO饱和度：空气中 CO 浓度愈高，肺泡气中 CO 分压愈大，血液中 HbCO饱和度愈高。 ②吸入空气中氧和CO分压：吸入高氧分压气体，可加 速HbCO解离和CO排出。 ③每分钟肺通气量：劳动量大、空气和血液中CO达到 平衡的时间缩短。 HbCO→动脉血氧量↓→对缺氧最敏感的中枢神经系统 能量供应障碍，使大脑和基底神经节，尤其是苍白球和黑 质发生变性、软化或坏死，出现中枢神经系统损害。
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10～12
•
当空气中氧浓度降低时，人体就可能产生不良生理反应，出现种种不适症状，严 失去知觉，呼吸停止，如有及时抢救 6～9 重时可能导致缺氧死亡。
矿内空气中氧浓度降低的主要原因
人员呼吸 煤岩和其他有机物的缓慢氧化 煤炭自燃 瓦斯、煤尘爆炸 煤岩和生产过程中产生的各种有害气体
地面空气进入矿井以后，其成分和性质要发生一系列变化， 如氧浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种有毒、有害 气体和矿尘；空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发 生改变等。 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）；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）。
CO中毒症状与浓度的关系
CO（ % ） 0.02 主 要 症 状 2～3小时内可能引起轻微头痛 40分钟内出现头痛,眩晕和恶心。2小时内发生体温和血 压下降，脉搏微弱，出冷汗，可能出现昏迷 5～10分钟内出现头痛，眩晕。半小时内可能出现昏迷 并有死亡危险。 几分钟内出现昏迷和死亡。
0.08
0.32 1.28
在井下通风不良的地点，如果不经检查而贸然进入，就 可能引起人员的缺氧窒息。 《煤矿安全规程》规定，矿内采掘工作面的进风流中氧 含量不得低于20%。
1.1.2 氮气（பைடு நூலகம்2）
氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，它本 身无毒、不助燃，也不供呼吸。但空气中若氮气浓度升 高，则势必造成氧浓度相对降低，从而也可能导致人员 的窒息性伤害。正因为氮气为惰性气体，因此又可将其 用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。 矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂， 有些煤岩层中也有氮气涌出。
1.1.7 硫化氢（H2S）
硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度 达到0.0001%即可嗅到。硫化氢相对密度为1.19，易溶于 水，在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫 化氢，可能积存于旧巷积水中。空气中硫化氢浓度为 4.3%～45.5%时有爆炸危险。 硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用。当空气中硫化氢浓度 较低时主要以腐蚀刺激作用为主；浓度较高时能引起人体 迅速昏迷或死亡。 《规程》规定硫化氢的允许浓度为0.00066%。
通风 机
通风 设施
巷 道 网 络
1.1 矿内空气成分及其基本性质
地面空气主要成分
气体成份（分子式） 体积百分比（%） 质量百分比(%)
氮气（N2） 氧气（O2） 二氧化碳（CO2） 氩气，其它稀有气体
78.09 20.95 0.03 0.93
75.55 23.13 0.05 1.25
矿内空气
一氧化碳对人的生理作用
矿内CO的来源与允许浓度
空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破；矿井火灾；煤 炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。 《规程》规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024% 。
1.1.5 二氧化硫(SO2)
SO2是一种无色,有强烈硫磺味的气体，易溶于水，在 风速较小时，易积聚于巷道的底部。对眼睛有强烈刺激作 用。 SO2与水后生成都市硫酸,对呼吸器官有腐蚀作用，使 用喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹,严重时引起肺病水肿，当 空气中含二氧化硫为0.0005%时，嗅觉器官能闻到刺激味。 0.002%时，有强烈的刺激，可引起头痛和喉痛。0.05%时， 引起急性支气管炎和肺水肿，短期间内即死亡。 《规程》规定：空气中二氧化硫含量不得超过 0.0005%。
有毒有害气体成分
尽管矿井空气与地面空气相比，在性质上存在许多差 异，但在新鲜空气中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。 在污浊空气中含有大量有毒有害气体：一氧化碳（CO）、二 氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）等。
1.1.1 氧气（O2）
氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体。人类在 生命活动过程中，必须不断吸入氧气，呼出二氧化碳。人 体维持正常生命过程所需的氧气量，取决于人的体质、精 神状态和劳动强度等。
矿井通风与安全
中国矿业大学
课程体系与学习方法
一、教学参考书 1.张国枢《通风安全学》 2.王德明 《矿井通风与安全》 3.黄元平《矿井通风》 4.赵以蕙 《矿井通风与空气调节》 5.俞启香《矿井瓦斯防治》 6.《中国矿井通风工程图集》
课程体系与学习方法
二、学习方法 课程教学与实验结合 课程设计与现场实习结合 三、基础课程（流体力学、传热学） 四、考试要求 评定成绩：期末考试成绩为准 考试范围：平时的复习思考题
1.1.4 一氧化碳（CO）
CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密度为0.97， 微溶于水，能与空气均匀地混合。CO能燃烧，浓度在 13～75%时有爆炸的危险；CO与人体血液中血红素的亲 合力比氧大150～300倍（血红素是人体血液中携带氧气和 排出二氧化碳的细胞）。一旦CO进入人体后，首先就与血 液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会， 使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。
1.1.3 二氧化碳（CO2）
二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，比重为1.52，很难 与空气 均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空 气中有明显的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸， 易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼、鼻、 喉粘膜有刺激作用。在新鲜空气中含有微量的二氧化碳 对人体是无害的，但如果空气中完全不含有二氧化碳， 则人体的正常呼吸功能就不能维持。
毒理和临床表现
（2）急性中毒临床表现 主要为中枢神经、心血管以及血液系统方面症状，如剧 烈头痛、头昏、恶心、呕吐；短暂昏厥、不同程度意识障碍 或昏迷，皮肤粘膜呈樱桃红色。 重者并发脑水肿、休克或严重心肌损害、呼吸衰竭。出 现以锥体系或锥体外系症状精神意识障碍为主要表现的CO 神经精神后发症或迟发脑病。
二氧化氮中毒症状与浓度的关系
二氧化氮 （体积）/% 0.004 0.006 0.01 0.025 主 要 症 状 2～4小时内可出现咳嗽症状。 短时间内感到喉咙刺激，咳嗽，胸疼。 短时间内出现严重中毒症状，神经麻痹，严惩咳嗽， 恶心，呕吐。 短时间内可能出现死亡。