山西大同大学杜院生.docx

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山西大同大学杜院生

山西大同大学继续教育学院

毕业论文（设计）

题目：

矿井通风与灾害防治

级别2011级

专业通风与安全

函授站点

班级

姓名杜院生

指导教师

2013年4月6日

山西大同大学继续教育学院毕业论文开题报告

姓名

杜院生

班级

2011级

题目

矿井通风与灾害防治

课题背景（参考资料、撰写意义）

参考资料：

《煤矿通风与安全技术》、《总工程师工作指南》

课题计划（撰写步骤、过程、时序安排）

完成初稿时间

最后定稿时间

指导教师意见

指导教师签字：

年月日

山西大同大学继续教育学院毕业论文答辩卡

答辩人

杜院生

答辩时间

系、班

答辩题目

答

辩

内

容

评

价

评委:

山西大同大学继续教育学院

毕业论文（设计）评审意见书

论文（设计）题目：

姓名：

班级：

评审教师姓名：

职称：

评审教师评语：

签名：

年月日

山西大同大学继续教育学院函授学员毕业论文成绩评定表

毕业论文题目

学员姓名

系、班

指导教师

论文摘要：

答辩内容：

指导教师意见及建议成绩：

（以百分计占40%）

指导教师：

年月日

答辩小组评定建议成绩：

（以百分计占60%）

答辩组长：

年月日

答辩小组意见及总成绩：

（以百分计）

答辩组长：

年月日

矿井通风与灾害防治

煤炭工业是我国国民经济中的一个基础工业，在相当长的一段时期内煤炭是我国第一能源，是重要的生产生活资料。

在我国煤炭大多是地下开采的。

煤炭开采是一个比较复杂的生产过程，受自然条件影响很大，要经常不断地和五大自然灾害——瓦斯、煤尘、火灾、水灾以及顶板事故作斗争。

通风就是研究煤矿井下风流流动的规律，借助矿井主要通风机，不断地将新鲜空气输送到井下各个用风地点，创造良好的作业环境。

灾害防治就是研究井下各种灾害产生的原因、发展规律及其防治措施。

搞好通风与安全，是保障矿工生命安全、身体健康、国家资源不受损失和高速发展煤炭工业的一个重要前提。

大约在十七世纪，人们就开始研究煤矿井下的通风问题。

1672年，矿工已知道身穿潮湿衣帽，伏在底板上，手举端装燃烧着的蜡烛木棍，去点燃局部积存的沼气。

由于危险，后来改用骡马背上装有燃烧着的蜡烛去点沼气。

1815年，开始用安全灯照明，并检查沼气和二氧化碳浓度。

到二十世纪40年代以来各种气体的检测技术有了较大的发展。

特别是60年代以来，风流中的各种参数——多种有害气体的浓度、风速、压力、温度等已实现了遥测和遥讯。

矿井通风与灾害防治技术是人们在煤炭生产过程中，在与各种自然灾害作斗争中，不断结累经验、吸取教训、建立理论、完善措施而逐渐形成和诞生的一门科学。

通过学习通风与安全技术使我们能够做到更好的保障井下作业人员的身体健康生命安全，并使生产作业人员能够充分发挥劳动效能，提高劳动生产率，从而达到高效、安全、健康的目的。

一、矿井的通风

（一）矿井通风的要求

1、煤矿通风就是换气。

具体就是用主扇风机把地面的新鲜空气换到井下，再把井下的污浊空气换到地面上来。

风机不停的转，地面新鲜空气受通风压力的作用不断地注入井下。

风流同水流一样，总是从压力大的地点流向压力小的，以求得压力平衡。

风流流经井下各个工作地点的同时，必将混入大量的有害气体和煤尘，变成了污浊空气。

井下的污浊空气沿下巷不断地流到地表面，如此循环，创造适宜于矿工工作的良好气候条件。

通风的任务就是：

（1）供给井下工作人员呼吸；

（2）冲淡和排除井下有害气体和煤尘；

（3）降低井下工作地点的温度和温度，保证人体健康，创造良好的工作条件。

煤矿有句名言“十次爆炸九缺风”，即十次瓦斯、煤尘爆炸有九次是因为缺风引起的；通风好就不会发生瓦斯、煤尘爆炸事故；通风好可以冲淡和带走有害气体，使之不再影响人体健康；通风好可以提高劳动生产效率，据有关统计，可提高35%；通风好还可以延长井下各种设备的寿命。

井下空气中主要有毒有害气体有：

甲烷、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气等。

采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%，二氧化碳浓度不得超过0.5%；总回风巷或一翼回风巷中二氧化碳浓度超过0.75%，必须查明原因，进行处理；采区回风巷、采掘工作面回流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

井下有害气体最高允许浓度

名称

最高允许浓度%

一氧化碳

0.0024

氧化氮

0.00025

二氧化硫

0.0005

硫化氢

0.00066

氨气

0.004

矿井反风是井下发生灾变事故时所采取的一项重要的控制风流的救灾措施。

反风形式有全矿性和局部反风两种形式。

所有的生产矿井主要通风机必须有反风设施，必须能在10分钟内改变巷道中的风流方向。

当风流方向改变后，主要通风机供给风量不小于正常风量的40%。

对于反风设施，每季度最少检查一次；每年应进行一次反风演习。

而且反风演习持续时间不应小于2小时，即井下最远地点人员撤人到地面所需时间。

（二）矿井通风系统的基本要求

一个完善合理的矿井通风系统应满足以以下基本要求：

1、矿井必须有完整的通风系统，应至少有一个进风井和回风井，井下有足够的进、回风巷道及通风设施，使风流稳定可靠。

2、矿井进风井口必须布置在粉尘、灰、烟和高温、有害气体不能侵入的地方。

进回风井井口必须在当地最高洪水位标高以上。

3、矿井通风系统应力求通风路线短、网络结构合理、通风阻力小和漏网少。

4、矿井各生产水平和采区必须实行分区通风；矿井通风系统应满足采区通风和掘进通风，以及防治瓦斯、火、粉尘和水等自然灾害的要求。

5、矿井各用风地点的风速、风量、空气温度，应符合《煤矿安全规程》的规定。

6、箕斗提升井或装有带式输送机的井筒，一般不应兼作风井使用。

否则，应遵守《煤矿安全规程》第一百一十条的规定。

7、矿井必须采用机械通风，严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用。

8、矿井主要通风机必须设有双回路电源、反风装置，其出风井口应安装防爆门。

9、矿井必须安装两套同等能力的主要通风机，其中一套作为备用。

多台主要通风机联合运转时，各通风机之间影响要小，保持各通风机工况点的稳定。

10、尽可能使各采区产量均衡，阻力接近，避免过多地风量调节，尽量减少通风构筑物，以免引起大量漏网和风流不稳定。

11、具有较强的防灾抗灾能力，当发生某种灾害事故时，风流易于控制，使受灾范围缩小，各水平、采区直至地面都有安全出口和明确的避灾路线，便于人员逃生。

（三）采区通风系统及基本要求

搞好采区通风是保证矿井安全生产的基础，也是日常生产和管理的重点内容之一。

采掘工作面都应独立通风，即各用风地点的回风直接进入回风巷中。

独立通风对保证煤矿井下安全生产和改善作业场所条件相当重要。

在无瓦斯或二氧化碳突出危险的煤层，在同一采区，同一煤层上、下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相邻的掘进工作面，相邻的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。

即井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式。

但串联次数不得超过1次。

在采区通风中要尽量避免采用角联网络，否则应有保证风流稳定的措施。

对于必须设置的通风设施和通风设备，要选择适当位置，严寒规格、质量，加强管理，保证安全运转。

通风系统中，应保持通风巷道的有效面积，以保障风流稳定。

走向长壁采煤工作面，针对风流方向与煤层倾斜的关系不同，分为两种通风方式——风流沿采煤工作面由下向上流动的上行风和风流沿采煤工作面由上向下流动的下行风。

下行风与上行风比较，下行风流中煤尘浓度较小，有利于高温工作面降温，但风流与瓦斯自然流动方向相反，在风速低时会造成局部瓦斯积聚，同时不利于对外因火灾的控制。

总体安全性考虑上行风还是优于下行风的。

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。

采区通风系统的基本要求：

1、采区通风系统必须有独立的风巷，实行分区通风。

采区进、回风巷必须贯穿整个采区的长度和高度。

严禁一条上山、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。

2、采掘工作面、硐室都应独立通风。

采用串联通风时，必须遵守《煤矿安全规程》第一百一十四条的有关规定。

3、按瓦斯、二氧化碳、气候条件和工业卫生的要求，合理配风。

要尽量减少采区漏风，并避免新风到达工作面之前被污染和加热。

要保证通风阻力小，通风能力大，网游畅通。

4、通风网络简单，以便在发生事故时易于控制风流和撤离人员，为此应尽量减少通风构筑物的数量，要尽量避免采用对角风路，无法避免时，要有保证风流稳定的措施。

5、要有较强的抗灾和防灾能力，要设置防尘管路、避灾路线、避免硐室和灾变时的风流控制设施，必要时还要建立瓦斯、防尘和降温设施。

6、采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。

采空区必须及时封闭。

7、采区内布置的机电硐室、绞车房要配足风量。

如果它们设置在回风区时，在排放瓦斯时，必须切断这些电源，防止高浓度的瓦斯流经这些地点时引起与其爆炸。

（四）局部通风

压入式局部通风机和启动装置安装进风流巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10米；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入量，局部通风安装地点到回风口间的巷道中的最低风速必须符合《煤矿安全规程》第一百零一条的有关规定。

局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。

正常工作的局部通风机必须采用三专（专用开关、专用变压器、专用电缆）供电，专用变压器最多可向4套不同掘进工作面的局部通风机供电；备用局部通风机电源必须取自同时带电的另一电源，当正常工作的局部通风机故障时，备用局部通风机能自动启动，保证掘进工作面正常通风。

必须采用抗静电、阻燃风筒。

风筒口到掘进工作面的距离应在作业规程中明确。

正常工作和备用局部通风机均失电停止运转后，当电源恢复时，正常工作的局部通风机和各用局部通风机均不得自行启动，必须人工开启局部通风机。

使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证当正常工作的局部通风机停止运转或停风后能切断停风区全部非本质安全型电气设备的电源。

正常工作的局部通风机故障，切换到备用局部通风机工作时，该局部通风机通风范围内应停止工作，排除故障；等故障被排除，恢复到正常工作的局部通风后方可恢复工作。

使用2台局部通风机同时供风的，2台局部通风机必须同时实现风电闭锁。

每十天至少进行一次瓦斯风电闭锁试验，每天应进行一次正常工作的局部通风机与备用局部通风机自动切换试验，试验期间不得影响局部通风，试验记录要存档备查。

严禁使用3台以上（含3台）局部通风机同时向一个掘进工作面供风。

不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。

二、灾害防治

（一）瓦斯防治

1、防止瓦斯积聚

（1）加强通风管理

●加强掘进工作面的通风管理，特别是在更换，维修局部通风机或局部通风机停止运转时。

●加强采煤工作面的通风管理，特别注意回风上隅角的瓦斯超限。

（2）加强瓦斯检查和监测

●矿井必须建立瓦斯检查制度。

（4）及时处理局部积聚的瓦斯

●采煤工作面上隅角处积聚瓦斯的处理

引导风流法。

将新鲜风流引入瓦斯积聚的地点，把局部瓦斯冲淡、带走。

沿空留巷排除法。

在工作面回风巷中打密柱沿空留巷，使部分风流通过上隅角，以冲淡和带走积聚的瓦斯。

瓦斯抽采法。

采用移动瓦斯泵通过管路抽采上隅角的瓦斯。

充填置换法。

对采空区上隅角的空隙进行充填，将积聚瓦斯的空间用不燃性固体物质充填严密，使瓦斯没有积聚的空间，同时设管抽采。

风压调节法。

在工作面进风巷安设局部通风机（通风能力大小根据工作面需要风量大小而定）和接设15～20m导风筒，向工作面送风，并在导风筒的出风口与局部通风机之间设两道风门，在工作面回风巷设两道调节风门，以调节风压。

同时，在回风巷设一真趟硬质导风筒，一端伸入上隅角采空区5～8m，另一端穿过两道调节风门，以排放采空区上部的瓦斯。

风量的控制应以上隅角瓦斯不超限为准。

调整通风方式法。

根据煤层赋存条件的不同和瓦斯涌出量大小、涌出来源及涌出形式，可调整或选择较适宜的通风方式，达到预防、排除上隅角积聚瓦斯的目的。

●巷道冒落空洞内瓦斯积聚的处理

导风板引风法。

在巷道冒顶空间下的支架顶梁上钉挡风板，把一部分风流引到高冒处，吹散积聚瓦斯。

充填转换法。

在棚梁上铺设一定厚度的木板或荆笆，再在上面冒落的空洞内填满黄土或砂子，从而将积累的瓦斯转换出去。

风筒分支排放法。

巷道内若有风筒，可在冒顶处附近的风筒上加上三通或安设一段小直径的分支风筒，向冒顶空洞内送风，以排除积聚的瓦斯。

压风排除法。

在有压风管道通过的巷道，可在管路上接出分支，并在支管上设若干个喷嘴，利用压风将积聚的瓦斯排除。

●巷道顶部层状赋存瓦斯的处理

加大巷道内的风流速度，使风速大于0.5～1.0m/s,让瓦斯与风流充分混合而排出。

加大顶板附近的风流速度，如在顶梁下设置导风板，将风流引向顶板附近；也可沿顶板铺设铁风筒，每隔一定距离接出一短管，或沿顶板铺设钻有小孔的压风导管等，将积聚的瓦斯吹散。

隔绝瓦斯来源。

如果顶板裂隙发育有大量瓦斯涌出，可用木板和黏土将其背严、填实。

钻孔抽采瓦斯。

如果顶板有集中的瓦斯来源，可向顶板打钻接管抽采瓦斯。

●采煤机附近瓦斯积聚的处理

加大风量。

在采取煤层注水湿润煤体和采煤机喷雾降尘措施后，经矿总工程师批准，可适当加大风速，但不得超过5m/s。

降低瓦斯涌出量和减小瓦斯涌出量的不均衡性。

可安装小型局部通风机或水力引射器，吹散排出积聚的瓦斯。

抽放瓦斯。

即采取煤层开采前预抽或开采过程中边采边抽的方法降低瓦斯涌出量。

2、防止引爆瓦斯

（1）防止明火

（2）防止出现爆破火焰

（3）防止出现电火花

（4）其他引火火源的治理

（二）矿井火灾防治

这里主要说说内因火灾的防治

1、合理的开拓、开采技术

（1）开采自然发火严重的厚煤层或近距离煤层群时，可以将运输大巷、回风大巷、采区上下山，集中运输平巷等服务时间较长的巷道布置在底板岩石中。

（2）厚煤层分层开采的区段巷道应垂直布置，减少甚至不留煤柱。

（3）推广综合机械化采煤，采用全部垮落法管理顶板。

（4）推广无煤柱开采，减少浮煤，防止漏风。

2、通风系统防火的要求

（1）通风网络力求简单，风网阻力适中。

矿井进风、用风、回风段的阻力应保持3：

2：

5的比例。

（2）主要通风机与风网匹配，运转时的工况点位于高效区内。

（3）通风设施布置合理。

（4）通风压力适宜，大型矿主要通风机压力应保持在3KPa以下；小型矿应保持在0.7KPa以下。

（5）加强通风管理，减少漏风。

采煤工作面结束后，必须在45天内进行永久封闭。

（三）预防煤尘爆炸的措施

1、防止煤尘达到爆炸浓度

（1）冲洗法。

对于巷道壁帮的沉积煤尘，用高压水冲洗，防止煤尘飞扬。

（2）撒布岩粉。

在巷道内撒惰性岩粉，增加煤尘的灰分，使煤尘失去爆炸性。

（3）粘结法。

煤尘发生爆炸的最小粒度是5微米，使用黏结剂增加煤尘的粒度，可使煤尘失去爆炸性。

（4）清扫法。

2、防止引爆煤尘的措施

（1）加强明火管理，提高防火意识。

（2）防止爆破火源。

（3）防止电气火源和静电火源。

（4）防止摩擦和撞击火花。

（四）防治水灾

1、发生水灾的原因

（1）井田内水文地质资料不清，盲目开采。

（2）井筒位置选择不合理，井口标高低于当地历年最高洪水位，造成淹井事故。

（3）技术决定不正确，该留的防隔水煤柱未留或尺寸太小。

（4）思想麻痹，丧失警惕，不执行探放水制度，以致造成水灾。

2、井下防治水

在矿井采掘过程中，经过认真调查研究，在掌握水文地质情况的前提下，采取探、放、截、堵等综合措施。

（五）防止冒顶的措施

1、合理确定工作面支架形式和支架密度。

加强地质工作，对影响支护的顶板状况和地质构造进行详细的调查研究，作为选定支架形式和确定支护密度的依据。

2、大力开展矿压观测活动，搞好工作面初采、收尾和周期来压的顶板管理。

工作面初次来压和周期来压时，顶板压力显著增大，往往容易造成工作面大冒顶，因此工作面支架的总支撑力也应满足来压的状况。

一般在初采阶段，除要保证工作面开切眼支护质量外，工作面推进速度不家过快，新支设的支架要紧靠煤壁，另一侧要与原有棚子连锁，增加支架的稳定性。

在初次放顶之前，在煤壁处打好贴帮柱，沿工作面每隔一定距离设一木垛，放顶线上打上密集支柱切顶之外，工作面应采取小进度多循环的作业方式，尽量减小空顶距，加快工作面的推进度，在工作面收尾时，要特别做好支柱回收和放顶工作，先用木垛维护好工作面上出口，然后没着由采空区到煤壁、由下而上的顺序，依次回收支架。

放顶时要有专人观察顶板，采空区的支架必须回收干净，不得留有残柱。

3、防止工作面过断层时发生大冒顶。

断层附近，岩石比较破碎，发生冒顶机会较大，为保证工作面顺利通过，通常采用以下几种方法：

当断层落差较大但范围较小时，可采用挑顶或卧底相结合的方法采过断层；如遇到倾斜方向的断层，可调整工作面方向，使工作面与断层斜交而逐渐通过。

当断层落差和范围都比较大时，对于走向方向的断层，可双断层面为界，分段回采或运输；对倾斜断层或斜交断层，可采用重开切眼即工作面“搬家“的方法绕开断层。

4、加快工作面的推进速度。

工作面推进速度越快，顶板暴露时间短，顶板来压和下沉慢，避免支架受损，防止发生冒顶。

5、保证工作面支架的规格质量。

总之，“安全第一”要求我们在工作中始终把安全放第一位，即生产必须安全，不安全不能生产。

“预防为主”要求我们在工作中时刻注意预防安全事故的发生。

在生产各环节，要严格遵守安全生产管理制度和安全技术操作规程，认真履行岗位安全职责，防微杜渐，防患于未然，发现事故隐患要立即处理，积极主动的预防事故的发生。

杜院生

2013/4/9