矿井通风基本理论知识Microsoft Word 文档文档格式.docx

矿井通风基本理论知识Microsoft Word 文档文档格式.docx

《矿井通风基本理论知识Microsoft Word 文档文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《矿井通风基本理论知识Microsoft Word 文档文档格式.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

　　　主要来源：

人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出

《煤矿安全规程》规定：

采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过0.5%；

矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过0.75%时必须立即查明原因进行处理；

采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过1.5%时,采掘工作面风流中浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。

四、矿井空气的检测方法

　　取样分析法　用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。

快速测定法　便携式仪器（Ｏ２）；

比长式检测管

第二节　矿井空气中的有害气体

矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等。

一、矿井空气中的有害气体及其基本性质

（一）一氧化碳（CO）

基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是0.97,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。

　　有剧毒；

人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。

浓度为0.016%数小时后头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状

　　　0.048%　1H内轻微中毒　　

　0.4%短时间内失去知觉、抽筋、30分钟内即可死亡

1%1－3分钟就会死亡

中毒症状还有中毒者黏膜和皮肤呈樱桃红色

矿井中主要来源：

爆破工作、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸（爆炸后浓度可达2－4%）。

据统计资料表明，在矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故中约有70%－75%人员的死亡都是因CO中毒造成的。

　《煤矿安全规程》规定：

井下空气中CO浓度不得大于0.0024%

（二）硫化氢（H2S）

无色、微甜、臭鸡蛋味的气体，对空气的相对密度是1.19，易溶于水，当浓度为4.3%－46%时具有爆炸性。

有剧毒，使血液缺氧同时对眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，能引起肺水肿。

　　矿井中的主要来源：

有机物腐烂、含硫矿物遇水。

　《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00066%

　（三）二氧化硫（SO2）

　无色、有强烈的硫磺气味，易溶于水，对空气的相对密度为2.32,有剧毒,被矿工称为”瞎眼气体”。

SO2+H2O=H2SO3

　矿井中的主要来源：

含硫矿物的氧化和燃烧、含硫煤体中涌出。

《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.000５%

　（四）二氧化氮（NO2）

　红褐色气体,有强烈的刺激作用,相对空气的密度为1.59，易溶于水（生成硝酸）可引起肺水肿。

　　矿井中主要来源：

炸药爆炸。

　《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00025%

（五）氨气

（六）氢气

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%。

　二、防止有害气体危害的措施

（1）加强通风

（2）加强检查（3）瓦斯抽放（4）放炮喷雾或使用水炮泥

（5）加强管理;

密闭的设置规范.（6）携带自救器（7）急救

第三节井下气候条件

井下气候是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度

1、温度

℃，K，℉

T=273.15+t

井下气温受地面气温、地层岩石温度、氧化生热与水分蒸发吸热、空气压缩与膨胀、通风强度等因素影响

进风路线上冬暧夏凉

《规程》第102条，采掘工作面气温不得超过26℃；

机电硐室气温不得超过30℃

2、湿度

（1）绝对湿度fa（g/m3）

（2）相对湿度

=100fa/fs，%

当=0时为干空气；

当=100%时为饱和空气；

＜30%时蒸发过快，干燥；

=80%~100%时蒸发困难，潮湿

井下进风路线冬干夏湿，回风路线常年潮湿

一般认为=50%~60%为适宜

根据干球温度和干、湿球温度的差值可查出相对湿度

例：

Q1=1000m3/min，t干1=22℃，

t湿1=21℃，1=91%，fs1=19.3g/m3

fa1=91%×

19.3=17.56g/m3

Q2=1100m3/min，t干2=14℃，

t湿2=14℃，2=100%，fs2=12g/m3

fa2=100%×

12=12g/m3

fa1＞fa2

W=W1-W2=Q1×

fa1-Q2×

fa2

=1000×

17.56-1100×

12

=4360g/min

=4360×

60×

24

=6.3t/d

空气的密度：

为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。

湿空气由干空气和水蒸气构成，其密度ρ为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。

t—湿空气的实测温度℃；

Ps、P—饱和水蒸气的绝对压力、湿空气绝对静压，Pa。

温度的测定规定：

1、掘进工作面，应在工作面距迎头2米处的回风流中；

2、长壁式工作面，回风巷距工作面10~15米的回风流中；

3、机电硐室，硐室回风道口的回风流中；

4、温度的测定点不应靠近人体、发热或致冷设备，至少距离0.5米;

温度的测定时间，一般在8：

00~16：

00的时间内进行。

第二章矿井通风

第一节矿井通风的基本任务

把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风

矿井通风的基本任务：

（1）供给井下充足的新风

（2）排除或冲淡矿井中有毒有害气体和粉尘

（3）创造良好的工作环境

（4）提高矿井的抗灾能力

巷道风流的划分：

1、巷道风流的划分：

有支架的巷道，距支架和巷底各为50mm的巷道空间内的风流；

无支架（锚喷、砌碹）巷道距巷道顶、底、帮各为200mm的巷道空间内的风流。

2、采煤工作面风流：

距煤壁、顶、底各200mm（小于1m的薄煤层为100mm）和采空区的切顶线为界的采煤工作面工作区间的风流。

3、采煤工作面回风流：

距采煤工作面煤壁线10m以外的采煤工作面回风巷风流。

4、掘进工作面风流：

掘进工作面到风筒出口这一段巷道的风流。

5、掘进工作面回风流：

掘进工作面风筒出口回风侧巷道的风流。

6、采掘工作面局部瓦斯积聚：

采掘工作面风流范围以外，瓦斯浓度达到2%、其体积超过0.5m3空间的瓦斯积聚。

7、某地点２０m（１０m）附近风流：

指某地点上、下各２０m（１０m）风流。

第二节矿井通风系统

矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、通风网络和通风设施的总称

一、通风方式通风方法是指主要通风机的工作方法，有抽出式、压入式、混合式。

通风方式是指进风井与回风井筒的布置方式，有

中央式（并列、分列）

对角式（两翼、分区）

区域式

混合式

网络是指：

风流流经井巷的联接形式

串联并联角联

二、采煤工作面通风方式：

1）U型后退式的优点是简单可靠、漏风小，缺点是上隅角瓦斯易超限。

要加强瓦斯检测，使用风帘或其他通风设备防止瓦斯积聚超限。

U型前进式系统的超前巷掘进时，其独头通风的长度较短；

平巷的维护时间也较短；

在巷旁支护好、漏风不大时，有一定优越性。

此外，U型前进式采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风平巷。

但U型前进式比后退式采空区漏风大，工作面有效风量小，且对防治自然发火不利。

2）Z型后退式采空区瓦斯不涌人工作面而涌向回风平巷。

Z型前进式的采空区瓦斯则涌向工作面，特别是上隅角瓦斯浓度大。

通风系统结构简单，能消除工作面上隅角的瓦斯积聚。

缺点是通风能力受限制。

在工作面和采空区瓦斯涌出量大时，必须增加通风巷道，增大其通风能力，形成Y型、双Z型、W型、H型等较为复杂的工作面通风系统。

Y型系统工作面两端煤体中的巷道均进风。

其中一条在越过工作面后成为回风道，通向采区边界的回风上山；

如是单翼采区，则通向相邻采区的回风上山。

3）W型系统用于高瓦斯的长工作面或双工作面。

由中间及下部平巷进风，上部平巷回风时，上、下段工作面均为上行风；

但其上段风速高，对防尘不利；

上隅角瓦斯可能超限。

所以在瓦斯涌出量很大时，常采用上、下平巷进风，中间平巷回风；

或者反之，由中间巷进风，上、下平巷回风，以增加风量，提高产量。

W型系统的工作面风量可比U型大1倍，风流在工作面的流动距离短，温升小，有利于高温工作面降温。

W型前进式系统巷道维护在采空区，漏风大，采空区涌出的瓦斯量也大。

W型后退式是高瓦斯综采面通风的重要形式。

三、矿井反风

　反风是一种主要针对矿井进风段火灾的通风抗灾技术。

生产矿井的主要通风机必须装有反风设施，并能在10分钟以内改变巷道内的风流方向；

当风流方向改变后，主要通风机的供风量不得小于正常供风量的40%。

矿井每季度应至少检查一次反风设施，每年应进行一次反风演习；

矿井通风系统有较大变化时，应进行一次反风演习。

四、矿井通风的基本知识

1．压力

空气分子不停地热运动和地球引力的作用，使空气具有对外作功的能力，或对物体表面及器壁呈现压力，即为空气压力，又称大气压力Po

压力单位为Pa、mmH2O、bar、atm

1mmH2O=9.80665Pa

1bar=105Pa

1atm=101324.96Pa

1Pa=1N/m2

1mmHg=13.6mmH2O

使空气沿井下巷道产生流动的空气压力差称为矿井通风压力。

井下空气压力低于当地的大气压力叫负压力，反之叫正压力。

（1）静压：

空气的分子无时无刻不在作无秩序的热运动对器壁所呈现的压力。

静压特点

a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；

b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；

c.风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作功的静压能的多少。

如说风流的压力为101332Pa，则指风流1m3具有101332J的静压能。

（2）位压

物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重力位能，简称位能

位能的特点

a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。

但位能差为定值。

b.位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象静压那样用仪表进行直接测量。

c.位能和静压可以相互转化，在进行能量转化时遵循能量守恒定律。

（3）动压

当空气流动时所显现的压力叫动压或称速压，用符号hv表示，单位Pa。

动压的计算

单位体积空气所具有的动能为：

Evi＝ri×

V2×

0.5

式中：

ri－－I点的空气密度，Kg/m3；

v－－I点的空气流速，m/s。

动压的特点

a.只有作定向流动的空气才具有动压，因此动