礦業(yè)通風(fēng)與安全

礦業(yè)通風(fēng)與安全一、礦井通風(fēng)的重要性

礦井通風(fēng)是礦井各項(xiàng)工作中的重中之重，以風(fēng)定產(chǎn)，合格的通風(fēng)是安全、生產(chǎn)工作的重要確保和前提，礦井通風(fēng)的基本任務(wù)是采納安全、經(jīng)濟(jì)、有效的通風(fēng)方法，確保井下職工的安全和健康，提升勞作生產(chǎn)的效率。所以，更好的構(gòu)建和維護(hù)通風(fēng)設(shè)施是確保通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提基礎(chǔ)，也是確保礦井安全生產(chǎn)的先決條件。

二、礦井通風(fēng)的種類(lèi)

現(xiàn)階段礦井通風(fēng)方式主要有三種，可分為壓入式、抽出式和壓抽混合式。

上榆泉煤礦采納抽出式通風(fēng)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式通風(fēng)，安裝兩臺(tái)主通風(fēng)機(jī)其中一臺(tái)使用，一臺(tái)備用。副平硐主進(jìn)風(fēng)，主平硐輔助進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)斜井回風(fēng)。抽出式通風(fēng)是使整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)在抽出式主扇的作用下，形成低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。抽出式通風(fēng)排風(fēng)集中，排風(fēng)量大，污風(fēng)排放速度快，風(fēng)流調(diào)節(jié)控制設(shè)施設(shè)置控制方便有效。缺點(diǎn)是當(dāng)排風(fēng)系統(tǒng)不嚴(yán)密時(shí)，容易造成短路吸風(fēng)現(xiàn)象，抽出式通風(fēng)在冬季要合計(jì)防凍問(wèn)題。

三、

通風(fēng)構(gòu)筑物及漏風(fēng)

〔一〕上榆泉煤礦所采納的通風(fēng)構(gòu)筑物

礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路中適當(dāng)位置安設(shè)的隔斷、引導(dǎo)和控制風(fēng)流的設(shè)施和裝置，以確保風(fēng)流按生產(chǎn)必需要流動(dòng)。這些設(shè)施和裝置，統(tǒng)稱(chēng)為通風(fēng)構(gòu)筑物。上榆泉煤礦所采納的通風(fēng)構(gòu)筑物主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是通過(guò)風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)節(jié)風(fēng)窗；另一類(lèi)是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如井口密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)簾和風(fēng)門(mén)等。

〔二〕漏風(fēng)的分類(lèi)及原因

1、漏風(fēng)的分類(lèi)

上榆泉煤礦漏風(fēng)按其地點(diǎn)可分為：

1〕外部漏風(fēng)地面主通風(fēng)機(jī)四周的井口、防爆蓋、反風(fēng)門(mén)、調(diào)節(jié)閘門(mén)等處的漏風(fēng)。

2〕內(nèi)部漏風(fēng)〔或稱(chēng)井下漏風(fēng)〕是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風(fēng)。

2、漏風(fēng)的原因

當(dāng)有漏風(fēng)通路存在，并在其兩端有壓差，井下控制風(fēng)流的設(shè)施不嚴(yán)密，采空區(qū)頂板冒落后未被壓實(shí)，煤柱被壓壞或地表有裂縫，都能造成漏風(fēng)。

四、礦井風(fēng)量計(jì)算

〔一〕全礦井必需要風(fēng)量的計(jì)算

全礦井總進(jìn)風(fēng)量按以下兩種方式分別計(jì)算，并且必必需取其最大值：

1、按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算礦井風(fēng)量：

Q礦進(jìn)=4×N×K礦通

〔m3/min〕

式中：

Q礦進(jìn)--礦井總進(jìn)風(fēng)量，m3/min；

4--每人每分鐘供給風(fēng)量，m3/min.人；

N--井下同時(shí)工作的最多人數(shù)，人；

K礦通--礦井通風(fēng)必需風(fēng)系數(shù)〔抽出式取K礦通=1.15～1.20〕。

2、按各個(gè)用風(fēng)地點(diǎn)總和計(jì)算礦井風(fēng)量：

按采煤、掘進(jìn)、硐室及其他巷道等用風(fēng)地點(diǎn)必需風(fēng)量的總和計(jì)算：

Q礦進(jìn)=〔∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q其他〕×K礦通〔m3/min〕

式中：∑Q采--采煤工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的總和，m3/min；

∑Q掘--掘進(jìn)工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的總和，m3/min；

∑Q硐--硐室實(shí)際必需要風(fēng)量的總和，m3/min；

∑Q其他--礦井除了采、掘、硐室地點(diǎn)以外的其他巷道必需風(fēng)量的總和，m3/min。

K礦通--礦井通風(fēng)必需風(fēng)系數(shù)〔抽出式K礦通取1.15～1.20〕。

〔二〕采煤工作面必需要風(fēng)量

按礦井各個(gè)采煤工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的總和計(jì)算：

∑Q采=∑Q采i+∑Q采備i

〔m3/min〕

式中：∑Q采--各個(gè)采煤工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的總和，m3/min；

Q采i--第i個(gè)采煤工作面實(shí)際必需要的風(fēng)量，m3/min；Q采備i--第i個(gè)備用采煤工作面實(shí)際必需要的風(fēng)量，m3/min。

每個(gè)采煤工作面實(shí)際必需要風(fēng)量，按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。有符合規(guī)定的串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，按其中一個(gè)采煤工作面實(shí)際必需要的最大風(fēng)量計(jì)算。

1、按氣象條件計(jì)算：

Q采=Q基本×K采高×K采面長(zhǎng)×K溫

〔m3/min〕

式中:Q采--采煤工作面必需要風(fēng)量，m3/min；

Q基本--不同采煤方式工作面所必需的基本風(fēng)量，m3/min；

Q基本=60×工作面控頂距×工作面實(shí)際采高×70%×適宜風(fēng)速〔不小于1.0m/s〕；

K采高--采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)

K采面長(zhǎng)--采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)，

K溫--采煤工作面溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)，

K采高--采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)

K采面長(zhǎng)--采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)

K溫--采煤工作面空氣溫度與對(duì)應(yīng)風(fēng)速調(diào)整系數(shù)

2、按照瓦斯涌出量計(jì)算：

Q采=100×q采×KCH4

〔m3/min〕

式中：q采--采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；

KCH4--采煤工作面瓦斯涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量和月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值；

100--采煤工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不能超過(guò)1%的換算系數(shù)。

3、按照二氧化碳涌出量計(jì)算：

Q采=67×q采×KCO2

〔m3/min〕

式中：q采--采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌出量，m3/min；

KCO2--采煤工作面二氧化碳涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)時(shí)連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量和月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值；

67--采煤工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不能超過(guò)1.5%的換算系數(shù)。

4、按工作面人員數(shù)量驗(yàn)算：

Q采≥4×N

〔m3/min〕

式中：N--采煤工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人；

4--每人必需風(fēng)量，m3/min·人。

5、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：

60××S采

≤Q采≤60×4×S采

〔m3/min〕

式中：0.25/4--采煤工作面同意最低/最高風(fēng)速，m/s；

S采--采煤工作面的平均有效斷面積m2。

應(yīng)結(jié)合回采速度、煤層自燃發(fā)火期綜合合計(jì)，綜放工作面的必需風(fēng)量不小于800m3/min。

6、備用采煤工作面按滿(mǎn)足瓦斯、二氧化碳、空氣溫度和風(fēng)速等規(guī)定計(jì)算風(fēng)量，且不得低于采煤工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的50%。

〔三〕掘進(jìn)工作面必需要風(fēng)量

掘進(jìn)工作面必需要風(fēng)量按各個(gè)獨(dú)立通風(fēng)掘進(jìn)工作面實(shí)際必需要風(fēng)量的總和計(jì)算：

∑Q掘=∑Q掘i

〔m3/min〕

式中：Q掘i--第i個(gè)掘進(jìn)工作面必需要風(fēng)量，m3/min。

每個(gè)掘進(jìn)工作面實(shí)際必需要風(fēng)量，按瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面氣溫、風(fēng)速、人數(shù)以及局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后取其中最大值。

1、按照瓦斯涌出量計(jì)算：

Q掘=100×q掘×KCH4

〔m3/min〕

式中：q掘--掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)瓦斯涌出量，m3/min；

KCH4--掘進(jìn)工作面瓦斯涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)瓦斯涌出量和月平均日絕對(duì)瓦斯涌出量的比值；

100--掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中瓦斯的濃度不能超過(guò)1%的換算系數(shù)。

2、按照二氧化碳涌出量計(jì)算：

Q掘=67×q掘×KCO2

〔m3/min〕

式中：q掘--掘進(jìn)工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌出量，m3/min；

KCO2--掘進(jìn)工作面二氧化碳涌出不均衡備用風(fēng)量系數(shù)，正常生產(chǎn)條件下，連續(xù)觀測(cè)1個(gè)月，日最大絕對(duì)二氧化碳涌出量和月平均日絕對(duì)二氧化碳涌出量的比值；

67--掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中二氧化碳的濃度不能超過(guò)1.5%的換算系數(shù)。

3、按炸藥量計(jì)算〔炮掘工作面采納硝酸氨炸藥時(shí)計(jì)算，其它炸藥不予計(jì)算〕：

Q掘≥25×A

〔m3/min〕

式中：A--掘進(jìn)工作面一次爆破所用的最大炸藥量kg。

25--每千克一級(jí)煤礦許用炸藥必需風(fēng)量，m3/min·kg；

4、按工作面人員數(shù)量驗(yàn)算：

Q掘≥4×A

〔m3/min〕

式中：N--掘進(jìn)工作面同時(shí)工作的最多人數(shù)，人；

4--每人必需風(fēng)量，m3/min·人。

5、按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算：

巖巷掘進(jìn)工作面：

Q巖掘≥9×S掘

〔m3/min〕

煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面：Q煤掘≥15×S掘

〔m3/min〕

掘進(jìn)工作面：

Q掘≤240×S掘

〔m3/min〕

式中：Q巖掘--巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量，m3/min；

Q煤掘--煤巷和半煤巖巷掘進(jìn)工作面的最低風(fēng)量，m3/min；

S掘--掘進(jìn)工作面的凈斷面積，m2。

按上述條件計(jì)算的最大値，確定局部通風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)量，依據(jù)通風(fēng)距離選擇風(fēng)筒、局部通風(fēng)機(jī)。

6、按局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算必需要風(fēng)量:

Q掘=Q局機(jī)×I

〔m3/min〕

式中：Q局機(jī)--局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量，m3/min。首次安裝的局部通風(fēng)機(jī)實(shí)際吸風(fēng)量取吸風(fēng)量范圍的最大值，

I--掘進(jìn)工作面同時(shí)通風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。

7、局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)的必需要風(fēng)量

Q局機(jī)=Q掘+Q機(jī)巷=Q掘+Vmin×S機(jī)巷

〔m3/min〕

式中：Q局機(jī)--局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)的必需要風(fēng)量，m3/min；

Q機(jī)巷--確保局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)道口之間最低風(fēng)速的風(fēng)量，m3/min；

Vmin--確保局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間最低風(fēng)速，m/min，巖石巷道、其他人行巷道取9，煤巷、半煤巖巷取15；

S機(jī)巷--局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)到回風(fēng)口間最大井巷斷面積，m2。

注：假設(shè)局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口至掘進(jìn)工作面回風(fēng)道口之間風(fēng)量不走回風(fēng)或有設(shè)施控制，確保局部通風(fēng)機(jī)不發(fā)生循環(huán)風(fēng)，Q機(jī)巷不合計(jì)；幾臺(tái)通風(fēng)機(jī)布置在同一段巷道內(nèi)，按一次計(jì)算Q機(jī)巷。

8、配風(fēng)要求

掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)配風(fēng)按7條計(jì)算或按實(shí)測(cè)的局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量、局部通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)量按下式計(jì)算確定。

Q局=K筒漏×Q掘面

〔m3/min〕

式中：Q局--局部通風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)吸風(fēng)量，m3/min；

K筒漏--風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)，依據(jù)通風(fēng)距離、風(fēng)筒直徑和管理狀況等因素確定或測(cè)定，無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)按MTT64-1995正壓柔性風(fēng)筒規(guī)定的百米漏風(fēng)率不超過(guò)4%的最大值推算K筒漏=1.04n〔n最大通風(fēng)距離百米數(shù)〕，并要求現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整風(fēng)量時(shí)驗(yàn)證。

注：編制礦井規(guī)劃或水平延伸、采區(qū)制按時(shí)，計(jì)算掘進(jìn)必需要風(fēng)量可按下式進(jìn)行：

∑Q掘=Q掘·m

m3/min

其中：

Q掘=Q局·Kf

m3/min

式中：Q局--每個(gè)獨(dú)