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1、礦井通風(fēng)基本知識(shí)一、礦井通風(fēng)概述(一) 礦內(nèi)空氣礦內(nèi)空氣是礦井井巷內(nèi)氣體的總稱。它包括地面進(jìn)入井下的新鮮空氣和井下的有毒有害 氣體、浮塵。礦內(nèi)空氣的主要來源是地面空氣,但地面空氣進(jìn)入井下后,化學(xué)成分和物理狀 態(tài)會(huì)發(fā)生一系列的變化,因而礦內(nèi)空氣與地面空氣在性質(zhì)上和成分上均有較大差別。地面空氣進(jìn)入井下后,由于煤巖中涌出各種氣體以及可燃物的氧化,其成分發(fā)生變化。 風(fēng)流在經(jīng)過采掘面等用風(fēng)地點(diǎn)之前,氣成分變化不大,稱為新鮮空氣或新風(fēng); 風(fēng)流經(jīng)過采掘工作面等用風(fēng)地點(diǎn)后,其成分發(fā)生較大的變化,稱為污濁空氣或乏風(fēng)。1. 礦內(nèi)空氣主要成分礦內(nèi)空氣與地面空氣的成分盡管不同,但其成分仍是以氧氣和氮?dú)鉃橹?,另外包含?/p>
2、量其它氣體。2. 礦內(nèi)空氣中的有毒有害氣體(1) 一氧化碳:一氧化碳是無色、無味、無臭的氣體。一氧化碳毒性很強(qiáng),吸入人體后會(huì)引起中毒、窒息,濃度為0. 4%就可使人致命中毒。一氧化碳的主要來源是:火災(zāi)、爆破工作、瓦斯和煤塵爆炸。(2) 硫化氫:硫化氫是一種無色、微甜、帶有臭雞蛋味的氣體,能燃燒,有強(qiáng)烈的毒性。對(duì)人的眼睛、黏膜及呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈刺激作用。濃度為0.05%時(shí),半小時(shí)內(nèi)人失去知覺、痙攣、死亡。硫化氫的主要來源:有機(jī)物腐爛、硫化礦物水解、老空積水中釋放、煤巖中放 出。(3) 二氧化硫:二氧化硫是一種無色、具有強(qiáng)硫磺臭味的氣體,易溶于水,易積聚在巷道底部。二氧化硫?qū)θ梭w影響較大,能強(qiáng)烈刺激
3、眼和呼吸器官,使喉嚨和支氣管發(fā)炎,呼吸麻痹,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起肺水腫。二氧化硫的主要來源:含硫礦物氧化、燃燒、在含硫礦體中 爆破,以及從含硫礦層中涌出。(4) 二氧化氮:二氧化氮是一種紅褐色氣體,極易溶于水,它與水結(jié)合形成硝酸,對(duì)眼睛、鼻腔呼吸及肺部組織起破壞作用, 引起肺水腫,但起初只感覺到呼吸道受刺激、 咳嗽, 經(jīng)過624小時(shí)后才出現(xiàn)中毒征兆。 俗稱的炮煙熏人,其實(shí)質(zhì)就是二氧化氮中毒。 二氧化氮 的主要來源是井下爆破。(5) 氨氣:氨氣是一種無色、具有強(qiáng)烈的刺激臭味的氣體,易溶于水,毒性很強(qiáng)。氨 氣對(duì)人體上呼吸道黏膜有較大刺激作用,引起咳嗽,使人流淚、頭暈,嚴(yán)重時(shí)可至肺水腫。 氨氣主要來源是井下
4、爆破。(二) 礦井氣候條件要求煤礦作業(yè)人員在井下工作時(shí),需要一個(gè)適宜的氣候條件,包括適宜的溫度、濕度、風(fēng)速。(1) 采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中,氧氣濃度不低于20%,二氧化碳濃度不超過 0.5 %。(2) 礦井有害氣體的最高允許濃度如表3-1所示。瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度 按煤礦安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。(3) 采掘工作面的空氣溫度不得超過26 C,機(jī)電硐室的空氣溫度不得超過30 C。采掘工作面的空氣溫度超過30 C、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34 C時(shí),必須停止作業(yè)。(4) 采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷最低允許風(fēng)速為0.25 m/s,掘進(jìn)中的巖巷最低允許風(fēng)速為 0.15 m/s,最高允許
5、風(fēng)速均為 4 m/s。(三) 礦井通風(fēng)的基本任務(wù)1. 供給井下人員呼吸所需要的氧氣;2. 稀釋和排除井下的各種有害氣體和礦塵;3. 調(diào)節(jié)井下氣候條件,創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境;4. 提高礦井的抗災(zāi)能力。二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是指向礦井輸送空氣的通風(fēng)方法、通風(fēng)方式、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)構(gòu)筑物的統(tǒng)稱。1. 礦井通風(fēng)方法礦井通風(fēng)方法是指礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)井下供風(fēng)的工作方法。煤礦安全規(guī)程規(guī)定每一對(duì)礦井和井巷進(jìn)行通風(fēng)的方礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)。 機(jī)械通風(fēng)就是利用通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓,法。礦井主要通風(fēng)機(jī)對(duì)井下供風(fēng)的工作方式可分為抽出式、壓入式和抽壓混合式3種。礦井必須安裝2套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置,1套工作另1套
6、作備用,備用通風(fēng)機(jī)必須能在10 min內(nèi)開動(dòng)。生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施,并能在10 min內(nèi)改變巷道中的風(fēng)流方向;當(dāng)風(fēng)流方向改變后,主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量的40%。2. 礦井通風(fēng)方式根據(jù)進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井之間的相互位置關(guān)系不同,礦井通風(fēng)方式可分為中央式、對(duì)角式和混合式3類。(1) 中央式通風(fēng)。中央式通風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井大致位于井田走向的中央。按進(jìn)、回 風(fēng)井在井田傾斜方向位置的不同又分為中央并列式和中央邊界式2種。(2) 對(duì)角式通風(fēng)。對(duì)角式通風(fēng)是指進(jìn)風(fēng)井大致位于井田中央,回風(fēng)井位于井田淺部走向上方的通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)回風(fēng)井在走向位置的不同又可分為兩翼對(duì)角式、分區(qū)對(duì)角式2種。(
7、3) 混合式通風(fēng)?;旌鲜酵L(fēng)即中央式與對(duì)角式的混合布置,常見的混合式有中央并列與雙翼對(duì)角混合、中央邊界與雙翼對(duì)角混合及中央并列與中央邊界混合等。3. 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)礦井風(fēng)流按照生產(chǎn)要求在巷道流動(dòng)時(shí),風(fēng)流分岔、匯合線路的結(jié)構(gòu)形式稱為礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)有串聯(lián)通風(fēng)、并聯(lián)通風(fēng)和角聯(lián)通風(fēng)三種基本形式。串聯(lián)通風(fēng)是指兩條或兩條以上的巷道循序底首尾連接在一起的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò),又稱一條龍通風(fēng);并聯(lián)通風(fēng)是指兩條或兩條以上的通風(fēng)巷道在某一點(diǎn)分開,又在另一點(diǎn)匯合,中間沒有交叉的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò);角聯(lián)通風(fēng)是指在并聯(lián)的兩條風(fēng)路之間, 還有一條或數(shù)條風(fēng)路連通的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。3. 礦井通風(fēng)構(gòu)筑物在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中,用以隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流
8、的設(shè)施和裝置,叫做通風(fēng)構(gòu)筑物。 它們的作用是保證風(fēng)流按計(jì)劃的方向和風(fēng)量流動(dòng),以保證井下人員在進(jìn)行正常作業(yè)時(shí)所需要的風(fēng)量、風(fēng)速。通風(fēng)構(gòu)筑物主要有風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)墻、風(fēng)窗和風(fēng)硐等。如圖3-20所示。(1) 風(fēng)門。在井下平時(shí)行人、 行車的巷道內(nèi)設(shè)置的能夠隔斷風(fēng)流和對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)的 通風(fēng)構(gòu)筑物稱為風(fēng)門。(2) 風(fēng)橋。在進(jìn)、回風(fēng)巷道的交叉點(diǎn), 為避免風(fēng)流短路而建造的通風(fēng)構(gòu)筑物稱為風(fēng)橋。根據(jù)風(fēng)橋的服務(wù)年限,可分為永久性風(fēng)橋和臨時(shí)性風(fēng)橋兩大類。永久性風(fēng)橋有繞道式風(fēng)橋和混凝土(或磚石)風(fēng)橋;臨時(shí)性風(fēng)橋一般用木板或鐵風(fēng)筒構(gòu)成。(3) 風(fēng)墻。風(fēng)墻又稱“密閉”,是為截?cái)囡L(fēng)流而在巷道中設(shè)置的隔墻。凡是不運(yùn)輸、 不行人,
9、又需遮斷風(fēng)流的井巷都應(yīng)設(shè)有風(fēng)墻,可用它來封閉采空區(qū)、火區(qū)和廢棄的舊巷等。(4) 風(fēng)窗。風(fēng)窗又稱“調(diào)節(jié)風(fēng)門”,是安裝在風(fēng)門或其他通風(fēng)設(shè)施上可調(diào)節(jié)風(fēng)量的窗口。在并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,若一個(gè)風(fēng)路中風(fēng)量需要增加,則可在另一風(fēng)路中安設(shè)風(fēng)窗,使并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中的風(fēng)量按需供應(yīng),達(dá)到風(fēng)量調(diào)節(jié)的目的。(5) 風(fēng)硐。風(fēng)硐是聯(lián)接主要通風(fēng)機(jī)裝置和回風(fēng)井之間的一段巷道,斷面形狀通常是圓 形或拱形,以引導(dǎo)風(fēng)流,減少通風(fēng)阻力。an(a)(b)(c)(d)圖3-20通風(fēng)構(gòu)筑物示意圖a風(fēng)門、風(fēng)窗b 風(fēng)橋c 風(fēng)墻d風(fēng)硐三、礦井通風(fēng)基本要求1. 采區(qū)通風(fēng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成部分,是指礦井風(fēng)流從主要進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)入采區(qū), 流經(jīng)有關(guān)巷道,清
10、洗采掘工作面、硐室和其他用風(fēng)巷道后,排到礦井主要回風(fēng)巷的整個(gè)風(fēng)流 路線。(1) 每一個(gè)生產(chǎn)水平和采區(qū),必須布置單獨(dú)的回風(fēng)巷,實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷必須貫穿整個(gè)采區(qū)的長度或高度。嚴(yán)禁一段為進(jìn)風(fēng)巷,一段為回風(fēng)巷。采掘工作面、硐室都要采用獨(dú)立通風(fēng)。采用串聯(lián)通風(fēng)時(shí),必須符合煤礦安全規(guī)程的要求。(2)井下各地點(diǎn)按煤礦安全規(guī)程對(duì)風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度,風(fēng)速以及溫度,每人供風(fēng)量的規(guī)定合理配風(fēng)。按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算, 每人每分鐘供給風(fēng)量不得少于4 m3。要盡量減少采區(qū)漏風(fēng)。(3)有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險(xiǎn)的采煤工作面不得采用下行通風(fēng)。(4)凡長度超過6 m而又
11、不通風(fēng)或通風(fēng)不良的獨(dú)頭巷道,按盲巷管理。2. 采煤工作面通風(fēng)采煤工作面通風(fēng)主要采取全風(fēng)壓通風(fēng)方式,即利用礦井主要通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓和通風(fēng)設(shè)施向工作面供風(fēng)的通風(fēng)方法。采煤工作面常用的通風(fēng)方式主要有U形、W形、Y形、Z形等,如圖3-21所示為常見的 U形、Z形通風(fēng)方式。(a)(b)圖3-21采煤工作面通風(fēng)方式a U形通風(fēng)方式b -Z 形通風(fēng)方式3. 掘進(jìn)通風(fēng)掘進(jìn)通風(fēng)又稱局部通風(fēng), 其方法主要有全風(fēng)壓通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 其中,局部通風(fēng) 機(jī)通風(fēng)是目前廣泛采用的一種掘進(jìn)通風(fēng)方法, 它有壓入式、抽出式和混合式3種,如圖3-22 所示。瓦斯噴出區(qū)域和煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出煤層的掘進(jìn)通風(fēng)必須采用壓入
12、式。(1)壓入式局部通風(fēng)機(jī)和啟動(dòng)裝置,必須安裝在進(jìn)風(fēng)巷道中,距掘進(jìn)巷道回風(fēng)口不得 小于10 m;全風(fēng)壓供給該處的風(fēng)量必須大于局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量。(2)高瓦斯礦井、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井、瓦斯礦井中高瓦斯區(qū)的煤 巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進(jìn)工作面正常工作的局部通風(fēng)機(jī)必須配備安裝同等能力 的備用局部通風(fēng)機(jī),并能自動(dòng)切換。(3) 嚴(yán)禁使用3臺(tái)以上(含3臺(tái))的局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向1個(gè)掘進(jìn)工作面供風(fēng)。不得使 用1臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)同時(shí)向 2個(gè)作業(yè)的掘進(jìn)工作面供風(fēng)。a壓入式 b 抽出式c混合式(4) 使用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)的掘進(jìn)工作面,不得停風(fēng);因檢修、停電等原因停風(fēng)時(shí),必須撤出人員,切斷電源。 恢復(fù)通風(fēng)前,必須檢查瓦斯。只有在局部通風(fēng)機(jī)及其開關(guān)附近10 m以內(nèi)風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛榷疾怀^0.5 %時(shí),方可人工開啟局部通風(fēng)機(jī)。(5) 掘進(jìn)工作面的局部通風(fēng)要實(shí)現(xiàn)“三專
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