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1、山西焦煤汾西矿业通风处目 录v第一章 矿井通风v第二章 采区通风系统v第三章 回采工作面通风v第四章 掘进通风v第五章 矿井通风设施v第六章 通风设备与矿井反风一、矿井通风1、矿井通风的主要任务 1.1 向井下连续输送新鲜空气,供给人员呼吸;v 1.2 稀释并排除井下的有毒有害气体和矿尘;v 1.3 创造良好的井下气候条件,从而保障井下人员的身体健康和安全生产矿井通风立体示意图矿井通风 2、矿井空气成分、有害气体和气候条件v 2.1 矿井空气成分v 井下空气的主要来源是地面空气。地面空气是由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合气体;通常状况下,干空气各组分的数量基本不变。v 地面空气通过
2、井筒进入井下就成了井下空气,由于受井下各种自然因素和人为生产因素的影响,矿井空气将发生一系列的变化。主要有:氧气含量减少;有毒有害气体含量增加;粉尘浓度增大;空气的温度、压力湿度等物理状态变化等;v 尽管矿井空气成分有了一定的变化,但主要成分仍同地面一样,由氧气、氮气和二氧化碳等组成。矿井通风干空气主要成分矿井通风2.1.1 氧气(O2)v 氧气是一种无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为1.105。氧气是很活跃的化学元素,易使多种元素氧化,能助燃。v 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
3、体质、精神状态和劳动强度等。v 空气中氧的浓度对人的健康影响很大。最有利于呼吸的氧浓度为21%左右;当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡。煤矿安全规程规定,采掘工作面的进风流中氧气浓度(按体积百分比计算)不得低于20%。矿井通风下表为人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系v矿内空气中氧浓度降低的主要原因v人员呼吸v煤岩和其他有机物的缓慢氧化v煤炭自燃v瓦斯、煤尘爆炸v煤岩和生产过程中产生的各种有害气体矿井通风2.1.2 氮气(N2)v氮气是无色、无味、无臭的惰性气体,是新鲜空气中的主要 成分,对空气的相对密度为0.97,它本身无毒、不助燃
4、,也不供呼吸。v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。v矿井空气中氮气主要来源是:地面大气、井下爆破和生物的腐烂,有些煤岩层中也有氮气涌出。矿井通风2.1.3 二氧化碳(CO2)v二氧化碳是无色,略带酸臭味的气体,相对密度为1.52,是一种 较重的气体,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。v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
5、氧化碳,则人体的正常呼吸功能就不能维持。矿井通风2.2 矿井空气中的有害气体v2.2.1 瓦斯(CH4)v瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是一种无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为0.55,难溶于水,扩散性较空气高1.6倍。v虽然无毒,但当浓度较高时,会引起窒息。不助燃,但在空气中具有一定浓度(516%)并遇到高温(650750)时能引起爆炸。规程规定,工作面进风流中CH4的浓度不能大于0.5%,采掘工作面和采区的回风流中CH4的浓度不能大于1.0%,矿井和一翼的总回风流中,CH4最高容许浓度为0.75%。矿井通风 矿井空气有毒有害气体最高允许浓度矿井通风2.2.2 一氧化碳(CO)
6、一氧化碳是一种无色、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。一氧化碳能燃烧,浓度在1375%时有爆炸的危险;一氧化碳剧毒且与人体血液中血红素的亲合力比氧亲和力大的250300倍(血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞)。一旦一氧化碳进入人体后,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”中毒事故。矿内CO的来源与允许浓度空气中一氧化碳的主要来源有:矿内爆破作业、煤炭自燃及发生火灾或煤尘、瓦斯爆炸时都能产生一氧化碳。矿井通风2.2.3 硫化氢(H2S)v硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味,当空
7、气中浓度达到0.0001%即可嗅到,但当浓度较高时,因嗅觉神经中毒麻痹,反而嗅不到。硫化氢对空气的相对密度为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,所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧,空气中硫化氢浓度为4.3%45.5%时有爆炸危险。v硫化氢有剧毒,有强烈的刺激作用,不但能引起鼻炎、气管炎和肺水肿;而且还能阻碍生物的氧化过程,使人体缺氧。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,腐蚀刺激作用往往不明显。矿井通风井下H2S的来源有机物腐烂;含硫矿物的水解;矿物氧化和燃烧;从老空区和废旧巷道积水中放出;我国有些矿区
8、煤层中也有硫化氢涌出。2.2.4 二氧化氮(NO2)v二氧化氮是一种褐红色的气体,有强烈的刺激气味,相对密度为1.59,易溶于水.v二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸,对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用,严重时可引起肺水肿。v二氧化氮中毒有潜伏期,有的在严重中毒时尚无明显感觉,还可坚持工作。但经过624小时后发作,中毒者指头出现黄色斑点,并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。二氧化氮的来源井下爆破工作。矿井通风2.2.5 二氧化硫(SO2)v二氧化硫为无色气体,具有强烈的硫磺气味及酸味,对空气的相对密度为1.4337,易积聚在巷道底部,易溶于水。v二氧化硫能被眼结膜和上呼吸道
9、粘膜的富水粘液吸收,刺激眼粘膜和鼻咽等粘膜;二氧化硫与水后生成硫酸,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。二氧化硫的来源矿内含硫矿物氧化、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。矿井通风2.2.6 氨气(NH3)v氨气为无色、有浓烈臭味、有剧毒的气体,对空气的相对密度为0.59,易溶于水,对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉头水肿,严重时失去知觉,以致死亡。氨气的来源
10、v氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。矿井通风2.2.7 氢气(H2)氢气无色、无味、无毒,相对密度为0.07,井下最轻的有害气体。具有爆炸性,在矿井火灾或爆炸事故中和井下充电硐室均会产生,其最高允许浓度为0.5%。2.3 矿井气候条件v矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速这三个参数的综合作用状态。这三个参数的不同组合,便构成了不同的矿井气候条件。v矿井气候条件对井下作业人员的身体健康和劳动安全有重要的影响。2.3.1 温度温度是影响矿井气候的重要因素,最适宜的矿井空气温度为15-20。规程规定进风井口以下的空气温度(干球温度)必须在2以上;生产矿井采掘工作面的气温不得超过26,机电硐
11、室内的气温不得超过30;当空气温度超过时,必须缩短超温地点工作人员的工作时间,并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30、机电设备硐室的空气温度超过34时,必须停止作业。矿井通风2.3.2 湿度v空气的湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度,一般认为相对湿度在50%-60%对人体最为适宜。v湿度的表示方式v绝对湿度指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量。v相对湿度指湿空气中实际含有水蒸气量与同温度下的饱和水蒸气量比值的百分数。式中 w空气中所含水蒸汽量(即绝对湿度),g/m3;s在同一温度下空气中的饱和水蒸汽量,g/m3。空气中饱和水蒸汽量的大小取决于空气的温度。变化规律:矿井的进风线路有可
12、能出现冬干夏湿的现象。矿井通风2.3.3 风速v风速过低,汗水不易蒸发,人体感到闷热,有害气体和矿尘也不能及时排散;风速过高,散热过快,易使人感冒,并造成井下落尘飞扬,对安全生产和人体健康也不利。矿井通风v巷道中的速度分布 空气在巷道内流动时,由于受到内外摩擦的影响,风速在巷道断面内的分部是不均匀的。一般来说,在巷道的轴心部分风速最大,而靠近巷道周壁风速最小。井巷中的允许风流速度矿井通风v规程中明确规定了(1)、设有梯子间的井筒或修理中的井筒,风速不得超过8m/s;梯子间四周经封闭后,井筒中的最高允许风速可按上表规定执行。(2)、无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值,但不得
13、低于0.5m/s。(3)、综合机械化采煤工作面,在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后,其最大风速可高于上表的规定值,但不得超过5m/s。(4)、专用排瓦斯巷道的风速不得低于0.5m/s,抽放瓦斯巷道的风速不应低于0.5 m/s。矿井通风3、矿井通风系统v 通常被称为矿井的心脏与动脉。矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、矿井通风网络和通风设施的总称。v 矿井必须有完整独立的通风系统。两个及以上独立生产的矿井不允许有共用的主要通风机、进、回凤井和通风巷道。v 矿井的通风系统必须根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、
14、地温、煤层自燃倾向性等条件,通过优化或技术经济比较后确定。v 所有矿井必须采用机械通风,矿井主要通风机必须安装在地面。规程规定 进风井口必须布置在粉尘、有害和高温气体不能侵入的地方。已布置在粉尘、有害和高温气体能侵入的地点的,应制定安全措施。矿井通风下图为一矿井通风示意图与网络图矿井通风3.1、矿井通风方式v 矿井通风方式是指矿井进风井与回风井的布置方式。按进、回风井的位置不同,分为中央式、对角式、区域式和混合式四种。(1)中央式是进、回风井均处于井田走向中央。按进、回风井沿倾斜方向相对位置的不同,又可分为中央并列式和中央边界式两种。(2)对角式是指进回井大致布置在井田的中央,回风井分别布置在
15、井田上部边界沿走向的两翼上。根据回风井沿走向的位置不同,又分为两翼对角式和分区对角式两种。(3)区域式是指在井田的每一个生产区域开凿进、回风井,分别构成独立的通风系统。(4)混合式是中央式和对角式的混合布置,因此混合式的进风井和回风井数目最少有3个。混合式可以分为:中央并列与两翼对角混合式、中央边界与两翼对角混合式,中央并列与中央边界混合等,混合式一般是老矿井进行深部开采时所采用的通风方式。矿井通风 3.2、各种通风方式的优缺点及适用条件(1)中央并列式 v 优点:初期开拓工程量小,投资少,投产快;地面建筑集中,便于管理;两个井筒集中,便于开掘和井筒延深;井筒安全煤柱少,易于实现矿井反风。v
16、缺点:矿井通风路线是折返式,线路较长,阻力较大,特别是当井田走向很长时,边远采区与中央采区风阻相差悬殊,边远采区可能风量不足;由于进、回风井距离近,井底漏风较大,容易造成风流短路,安全出口少(只有2个),工业广场受主要通风机噪声影响和回风流的污染。v 适用条件:井田走向长度小于4km,煤层倾角大,埋藏深,瓦斯与自燃发火都不严重的矿井。矿井通风矿井通风v(2)中央边界式v 优点:安全性好,通风阻力比中央并列式小,矿井内部漏风少,有利于瓦斯和自燃发火的管理,工业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。v 缺点:增加一个风井场地,占地和压煤较多;风流在井下运动线路为折返式,风流线路长,通风阻力大。
17、v 适用条件:井田走向长度小于4km,煤层倾角较小,埋藏浅,瓦斯与 自燃发火都比较严重的矿井。矿井通风矿井通风(3)两翼对角式v 优点:风流在井下流动线路为直向式,风流线路短,通风阻力小,矿井内部漏风小;各采区间的风阻比较平衡,便于按需配风;矿井总风压稳定,主要通风机的负载较稳定;安全出口多,抗灾能力强;工业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。v 缺点:初期投资大,建井期长;管理分散;井筒安全煤柱压煤较多。v 适用条件:井田走向长度大于4km,需要风量大,煤易自燃,有煤与瓦斯突出的矿井。矿井通风矿井通风v(4)分区对角式v 优点:各采区之间互不影响,便于风量调节,建井工期短;初期投资少,
18、出煤快;安全出口多,抗灾能力强;工业广场不受主要通风机噪声影响和回风流的污染。v 缺点:风井多,占地压煤多;主要通风机分散,管理复杂;风井与主要通风机服务范围小,接替频繁,矿井反风困难。v 适用条件:煤层埋藏浅或因煤层风化带和地表高低起伏较大,无法开凿浅部的总回风巷,在开采第一水平时,只能采用分区式。另外,井田走向长,多煤层开采的矿井或井田走向长,产量大,需要风量大、煤层自燃,有煤与瓦斯突出的矿井也可以采用这种通风方式。矿井通风矿井通风v(5)区域式v 优点:既可以改善矿井的通风条件,又能利用风井准备采区,缩短建井工期;风流线路短,通风阻力小;漏风小。网络简单,风流易于控制,便于主要通风机的选
19、择。v 缺点:通风设备多,管理分散,管理难度大。v 适用条件:井田面积大,储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。矿井通风v(6)混合式v 优点:有利于矿井的分期分区建设,投资省,出煤快,效率高;回风井数目多,通风能力大;布置灵活,适应性强。v 缺点:多台风机联合工作,通风网络复杂,管理难度大。v 适用条件:井田走向长度大,老矿井的改扩建和深部开采;多煤层多井筒的矿井;井田面积大、产量大、需要风量大或者采用分区开拓的大型矿井。v v 总之,矿井的通风方式,应根据矿井的设计生产能力、煤层赋存条件、地形条件、井田面积、走向长度及矿井瓦斯等级、煤层的自燃倾向性等情况,从技术、经济和安全等方面加以分析,通过方
20、案比较确定。矿井通风3.3、矿井通风方法v 矿井通风方法是指主要通风机对矿井供风的工作方法。按主要通风机安装位置不同,分为:抽出式、压入式及混合式三种。3.3.1、抽出式通风v 抽出式通风是将矿井主要通风机安设在出风井一侧的地面上,新风经进风井流到井下各用风地点后,污风再通过通风机排出地表的一种矿井通风方法。v 抽出式通风的特点:v 在矿井主要通风机的作用下,矿内空气处于低于当地大气压力的负压状态,当矿井与地面之间存在漏风通道时,漏风从地面漏入井内。抽出式通风矿井在主要进风巷无需安设风门,便于运输、行人和通风管理。在瓦斯矿井采用抽出式通风,若主要通风机因故停止运转,井下风流压力提高,在短时间内
21、可以防止瓦斯从采空区涌出,比较安全。因此,目前我国大部分矿井,一般多采用抽出式通风。矿井通风v 3.3.2、压入式通风v 压入式通风是将矿井主要通风机安设在进风流一侧的地面上,新风经主要通风机加压后送入井下各用风地点,污风再经回风井排出地表的一种矿井通风方法。v 压入式通风的特点:v 在矿井主要通风机的作用下,矿内空气处于高于当地大气压力的正压状态,当矿井当矿井与地面之间存在漏风通道时,漏风从井内漏入地面。压入式通风矿井要在主要进风巷安设风门,使运输、行人不便,漏风较大,通风管理工作比较困难。若主要通风机因故停止运转,井下风流压力降低,瓦斯有可能从采空区涌出,造成瓦斯积聚,对安全不利。因此,矿
22、井很少采用压入式通风。矿井通风 抽出式通风 压入式通风矿井通风v 3.4、矿井通风网络v 矿井空气在井巷中流动时,风流分叉、汇合线路的结构形式,称为通风网络。v 3.4.1、矿井通风网络的分类v 矿井通风网络可以分为简单通风网络和复杂通风网络两类,仅由串联和并联组成的网络,称为简单通风网络。含有角联分支,通常是包括多条角联分支的网络,称为复杂通风网络。通风网络中各分支的基本连接形式有串联、并联、角联三种,不同的连接形式具有不同的通风特性和安全效果。矿井通风矿井通风3.4.2、各类通风网络连接形式的特性、串联与并联的比较 在矿井通风网络中,既有串联通风,又有并联通风。矿井的进、回风多为串联通风,
23、工作面之间多为并联通风。从安全、可靠和经济角度看,并联通风与串联通风相比,具有明显优点:v 总风阻小,总等级控大,通风容易,通风动力费用少;v 并联各分支独立通风,风流新鲜,互不干扰,有利于安全生产而串联时,后面风路的入风是前面风路排出的污风,风流不新鲜,空气质量差,不利于安全生产;v 并联各分支的风量,可以根据生产需要进行调节;而串联各风路的风量则不能进行调节,不能有效地利用风量;v 并联的某一分支风路中发生事故,易于控制和隔离,不至影响其他分支巷道,事故波及范围小,安全性好;而串联的某一分支风路中发生事故,容易波及整个采区,甚至整个矿井,安全性差;矿井通风v 所以规程强调,井下各个生产水平
24、和各个采区必须实行分区通风(并联通风),各个采、掘工作面实行独立通风,限制采用串联通风。v、角联通风的特性v 角联通风一方面具有容易调节的优点,另一方面又有出现风流不稳定的可能性。角联分支风流的不稳定不仅容易引发矿井灾害事故,而且可能使事故影响范围扩大。矿井通风4、矿井通风阻力v 定义:矿井风流在流动过程中,在风流内部粘滞力和惯性力、井巷壁面的外部阻力、障碍物的扰动作用下,部分机械能不可逆地转换为热能而引起的机械能损失。v 通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力两大类,其中摩擦阻力是井巷通风阻力的主要组成部分(大致在80%左右)。v 摩擦阻力:井下风流沿井巷或管道流动时,由于空气的黏性受到井巷壁面的限
25、制,造成空气分子之间相互摩擦(内摩擦)以及空气与井巷或管道周壁间的摩擦,产生的阻力。v 局部阻力:均匀稳定风流经过某些局部地点所造成的附加的能量损失。矿井通风4.1、矿井通风阻力定律矿井通风v 井巷中风流紊流状态下的矿井通风阻力定律:v 式中:h阻井巷总阻力,Pa,对于单一进风井和单一出风井,其值等于从进风井到主要通风机入口,按顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来的值。对于多风井进风或多风井出风的矿井通风系统,矿井总阻力是根据全矿井总功率等于各台通风机工作系统功率之和来确定的;R井巷风阻,kg/m7或Ns2/m8,表示矿井通风的难易程度,是评价矿井通风系统经济性的一个重要指标,也是衡量一个矿井
26、通风安全管理水平的重要尺度。Q矿井总风量,m3/s。4.2、矿井等积孔v 定义:衡量矿井或风巷通风难易程度的假想薄壁孔口面积值。v 假定在无限空间有一个薄壁,在薄壁上开一个面积为A(m2)的孔口。当孔两侧的风压差等于矿井通风总阻力(p1-p2=h)时,则孔口的面积A值就是该矿井的等积孔。矿井通风v等积孔的计算公式:矿井通风v适用于任何井巷,公式表明,如果矿井通风阻力h相同,等积孔A大的矿井,风量Q必大,表示通风容易。等积孔A小的矿井,风量Q必小,表示通风困难。所以,矿井等积孔能够反映不同矿井或同一矿井不同时期通风技术管理水平。v根据矿井总风阻和矿井等积孔,通常把矿井通风难易程度分为三级。矿井通
27、风v矿井通风阻力要求矿井通风v宁武公司昌达煤矿存在通风负压超限的情况 矿井风量980m3/min,通风负压达到了1300Pa。主要原因:矿井有一个进风主斜井(标高1813.5),一个进风副平峒(标高1893.4),一个回风平峒(标高1831.4)。回风井口低于一个进风副平峒62米,形成了的不利于矿井通风的压差。矿井通风v我公司三个高瓦斯矿井通风阻力及矿井等积孔:贺西煤矿回风立井4439m3/min,负压1860Pa;独胡峁回风井14084m3/min,负压2230Pa;矿井等积孔7.97m2。双柳煤矿回风立井15884m3/min,负压2410Pa;矿井等积孔7.87m2。中兴煤矿峁上回风斜井
28、8613m3/min,负压2750Pa,矿井等积孔3.34m2;马庄回风立井7106m3/min,负压2380Pa,矿井等积孔3.01m2。二、采区通风系统 采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元,包括:采区主要进风、回风和工作面进、回风巷道的布置形式,采区通风路线连接形式,工作面通风方式及采区内的风流控制设施等。1、采区通风系统的基本要求 采区通风系统主要取决于采区巷道布置和采煤方法,同时满足通风的特殊要求。在确定采区通风系统时,应遵循安全、经济、简单合理等原则,满足下列基本要求:1.1、采区必须实行分区通风(井下各用风地点的回风直接进入采区回风巷或总回风巷的通风方式)。(1)、准备采区,
29、必须在采区构成通风系统以后,方可开掘其它巷道。(2)、采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后,方可采。(3)、高瓦斯矿井、有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区,必须设置至少1 条专用回风巷(在采区巷道中,专门用于回风,不得用于运料、安设电气设备的巷道。在突出区域,专用回风巷还不得行人);(4)、低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区,必须设置1条专用回风巷。(5)、采区的进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段为进风巷、一段为回风巷。1.2、采、掘工作面应实行独立通风;采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。1.3、在采区通风系统中,
30、要保证风流流动的稳定性,采掘工作面尽量避免处于角联风路中。1.4、在采区通风系统中,应力求通风系统简单,以便在发生事故时易于控制风流和撤退人员。1.5、对于必须设置的通风设施(风门、风桥、挡风墙等)和通风设备(局部通风机、辅助通风机等),要选择好适当位置,严把规格质量,严格管理制度,保证通风设备安全运转。尽量将主要风门开关、局部通风机开停等状态参数和风流变化参数纳入到矿井安全监控系统中,以便及时发现和处理问题。采区通风系统 1.6、在采区通风系统中,要保证通风阻力小,通风能力大,风流畅通,风量按需分配。因此,应特别注意加强巷道的维护,及时处理局部冒顶和堵塞,支护良好,保证有足够的断面;采区绞车
31、房和变电所,应实行分区通风。1.7、在采区通风系统中,尽量减少采区漏风量,并有利于采空区瓦斯的合理排放及防止采空区浮煤自燃,使新鲜风流在其流动路线上被加热与污染的程度最小。1.8、设置消防洒水管路、避难硐室和灾变时控制风流的设施。明确避灾路线和安全标志。必要时,建立瓦斯抽放系统、防灭火灌浆系统。1.9、采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停止工作,撤出人员,采取措施,进行处理。1.10、对回采工作面和其他用风地点,应根据实际需要随时测风,每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。采区通风系统2、采区进、回风上(下)山的布置 上(下)山的数目
32、,低瓦斯单一煤层开采可采用两条上(下)山,有时采用三条上(下)山;多煤层开采、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井以及开采容易自燃煤层的采区一般为三条甚至四条上(下)山。v 单一煤层开采时的布置v 2.1、两条上(下)山 采用两条上山时,一条进风,另一条回风。可以采用轨道上山进风、运输上山回风,也可采用运输上山进风、轨道上山回风。采区通风系统 轨道上山进风、运输上山回风 采区通风系统 这种通风的好处是:a、新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热的影响,工作面卫生条件好;b、轨道上山的绞车房易于通风;c、下部车场不设风门。但轨道上山的上部和中部车场凡与回风巷相连处,均要设风门与回风
33、隔开,为此车场巷道要有适当的长度,以保证两道风门之间有一定的间距,以解决通风与运输的矛盾采区通风系统 运输上山进风、轨道上山回风采区通风系统 这种通风的特点是:a、运煤设备处在新风中,比较安全。b、由于风流方向与运煤方向相反,容易引起煤尘飞扬,煤炭在运输过程中释放的瓦斯,可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大,影响工作面的安全卫生条件;c、输送机设备所散发的热量,使进风流温度升高;d、需在轨道上山的下部车场内安设风门,易造成风流短路,同时影响材料的运输。采区通风系统 2.2、三条上(下)山(或4条上下山)如图所示,为单一煤层4条上山的采区通风系统。上山均布置在煤层中,其中一条为胶带输送机上山,一条为轨
34、道上山,一条为人行上山,一条为专用回风上山。采区通风系统 3、采、掘工作面的串联通风串联通风:井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式。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。这种通风系统可以保证采掘工作面有稳定的新鲜风流供给,网路总阻力也较工作面串联时小,采掘工作面的污风风流直接排到采区回风巷或主要回风巷,通风更为安全可靠。此外,一旦本工作面发生事故,事故的灾害气体将直接排向回风巷,不会波及其它工作面,减少事故的危害范围。因而是一种良好的通风系统。采区通风系统 规程对采掘工作面的
35、串联通风的要求:v(一)采、掘工作面应实行独立通风。v(二)同一采区内,同一煤层上下相连的2个同一风路的采煤工作面、采煤工作面与其相连的掘进工作面、相邻两个掘进工作面,布置独立通风有困难时,在制定措施后,可采用串联通风,但串联的次数不能超过1次。v(三)采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇到地质构造而重新掘进巷道,布置独立通风确有困难时,其回风可以串入采煤工作面,但必须制定安全措施,且串联通风的次数不超过1次,构成独立通风系统后,必须立即改为独立通风。(四)采用串联通风时,必须在进入被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪,且瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符
36、合规程第100条的规定。(五)开采有瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层时,严禁任何2 个工作面之间串联通风。采区通风系统4、采区通风管理中的注意事项v(一)根据采区的地质条件和开采技术条件,确定采区的风量和风流控制措施。按照采区实际情况计算采区需要风量,合理分配风量到采掘工作面、硐室和用风地点;在生产条件变化的情况下,及时有效地进行局部风量调节。控制风流的措施是在通风网路中选定适当地点建筑通风设施,改变风流及风路的阻力,使风流按已定的通风系统流动,满足各用风地点的供风量。v(二)按照规程规定,进行采区风量和风速检查。检查风量和风速的目的,是确定采区总进风量是否满足生产需要,各工
37、作地点风量分配是否合理以及局部地区的漏风情况,各巷道中的实际风速是否符合规定等,发现问题及时上报并处理。生产实践证明,加强风量检查,找出漏风严重地点,及时采取措施,能有效的改善采区通风状况。采区通风系统v(三)有计划的进行采区通风阻力检查与测定,掌握采区通风网路中阻力分布状况。对阻力较大的区域和地点采取相应措施,为改善采区通风系统,减少阻力,保证采区正常通风提供可靠依据。v(四)按照规程要求,组织通风安全各项检查工作,包括测定空气成分、湿度和温度、有害气体含量、空气含尘量等等,以确保采区有良好的通风条件和适宜的作业环境。v(五)加强对火区的检查,掌握自然发火区域的变化情况,定期对封闭区内的空气
38、成分和温度进行检查分析。防火墙也应加强管理,检查有无裂缝及漏风情况,发现问题,工作面及时采取补救措施。v(六)按要求绘制与填绘采区通风系统图,及时掌握采区通风网路的变化情况,填写各种通风安全报表,并对各报表进行研究和分析。采区通风系统三、回采工作面通风 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。根据采煤工作面进回风巷的布置方式和数量,可将长壁式采煤工作面通风系统分为:U、Z、H、Y、双Z和W等类型,如图14-4所示。这些形式都是由U型改进而成,其目的是为了预防瓦斯局部积聚,加大工作面长度,增加工作面供风量,改善工作面
39、气候条件。回采工作面通风 1、型通风系统(如上图a 所示。)1.1、型后退式通风系统的主要优点是结构简单,巷道施工维修量小,工作面漏风小,风流稳定,易于管理等。缺点是在工作面上隅角附近瓦斯易超限,工作面进、回风巷要提前掘进,掘进工作量大。1.2、型前进式通风系统的主要优点是工作面维护量小,不存在采掘工作面串联通风的问题,采空区瓦斯不涌向工作面,而是涌向回风平巷。缺点是工作面采空区漏风大。回采工作面通风 2、Z型通风系统(图b)2.1、Z型后退式通风系统的主要有点是采空区瓦斯不会涌入工作面,而是涌向回风巷,工作面采空区回风侧能用钻孔抽放瓦斯,但不能在进风侧抽放瓦斯。2.2、Z型前进式通风系统,工
40、作面的进风侧沿采空区可以抽放瓦斯,但采空区的瓦斯易涌向工作面,特别是上隅角,回风侧不能抽放瓦斯。v Z型通系统的采空区漏风,介于U型后退式和U型前进式通风系统之间,且该类型的通风系统需沿空支护巷道和控制采空区的漏风,其难度较大。回采工作面通风3、Y型、W型以及双Z型通风系统 这三种通风系统均为两进一回或者一进两回的采煤工作面通风系统。3.1、Y型通风系统 根据进、回风巷的数量不同和位置不同,Y型通风系统可以有多种不同的方式。生产实际中应用较多的是在回风侧加入附近的新鲜风流,与工作面回风汇合后从采空区侧流出的通风系统,Y型通风系统会使回风道的风量加大,且上隅角及回风巷道的瓦斯不易超限,并可以在上部进风侧抽放瓦斯。回采工作面通风