矿井通风系统安全管理课件.ppt

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1、1,刘学功二九年九月,煤矿“一通三防”安全管理,2,第一节 矿井通风系统的安全管理,一、矿井通风的基本知识（一）矿井通风的基本任务 目的：为井下各工作地点提供足够的新鲜空气，使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的气候条件，提高矿井防灾、抗灾、救灾能力，保证安全生产。 是保障矿井安全的最主要技术手段之一。 矿井通风系统：矿井的心脏与动脉。,3,（二）矿内空气成分及有害气体性质,地面空气主要成分,4,地面空气进入矿井以后，由于受到污染，其成分和性质要发生一系列的变化，如氧浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种有毒、有害气体和矿尘；空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发生改变等。一般来说，将

2、井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气称为新鲜空气（新风）；经过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气（乏风）。,矿内空气,5,尽管矿井空气与地面空气相比，在性质上存在许多差异，但在新鲜空气中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。在污浊空气中含有大量有毒有害气体：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）等。,有毒有害气体成分,6,氧气（O2）,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，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。,7,人体需氧量与

3、劳动强度的关系,8,人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系,当空气中氧浓度降低时，人体就可能产生不良生理反应，出现种种不适症状，严重时可能导致缺氧死亡。,9,人员呼吸煤岩和其他有机物的缓慢氧化煤炭自燃瓦斯、煤尘爆炸煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,矿内空气中氧浓度降低的主要原因,在井下通风不良的地点，如果不经检查而贸然进入，就可能引起人员的缺氧窒息。我国煤矿安全规程规定，矿内空气中氧含量不得低于20%。,10,氮气（N2）,氮气是一种惰性气体,是新鲜空气中的主要成分,它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。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

4、体，因此又可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。,11,二氧化碳（CO2）,二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，比重为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。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氧化碳，则人体的正常呼吸功能就不能维持。,12,在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧气中加入5%的二氧化碳，以刺激遇难者的呼吸机能。当空气中二氧

5、化碳的浓度过高时，也将使空气中的氧浓度相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也可能造成人员中毒或窒息。,二氧化碳对人呼吸的影响,13,二氧化碳中毒症状与浓度的关系,14,矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。此外，有的煤层和岩层中也能长期过续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。规程规定:进风流中二氧化碳不得大于0.5%；总回风流中,二氧化碳不超过1%。,矿内二氧化碳的主要来源,15,一氧化碳（CO）,CO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

6、均匀地混合。CO能燃烧，浓度在1375%时有爆炸的危险；CO与人体血液中血红素的亲合力比氧大150300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CO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”。,16,一氧化碳中毒症状与浓度的关系,17,一氧化碳对人的生理作用,18,空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破；矿井火灾；煤炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。规程规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024% 。,矿内CO的来源与允许浓度,19,二氧化硫(SO2),二氧化硫是一种无色,有强烈硫磺味的气体,易溶于

7、水,在风速较小时,易积聚于巷道的底部.对眼睛有强烈刺激作用. 二氧化硫与水后生成都市硫酸,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。规程规定：空气中二氧化硫含量不得超过0.0005%。,20,二氧化氮(NO2),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.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。二氧化

8、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。,21,二氧化氮中毒症状与浓度的关系,22,矿内空气中二氧化氮的主要来源：井下爆破工作。规程规定，氮氧化合物不得超过0.00025%。,二氧化氮的来源与允许浓度,23,硫化氢（H2S）,硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到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

9、氢浓度为4.3%45.5%时有爆炸危险硫化氢剧毒，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规程规定硫化氢的允许浓度为0.00066%,24,氨气（NH3）,氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体，比重为0.596,易溶于水,空气浓度中达30%时有爆炸危险。氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。 矿内空气中氨气的主要来源：爆破工作，用水灭火等；部分岩层中也有氨气涌出。规程允许浓度为0.004%。,25,氢气（H2）,氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07。氢

10、气能自燃，其点燃温度比甲烷低100200，当空气中氢气浓度为4%74%时有爆炸危险。 井下空气中氢气的主要来源：井下蓄电池充电时可放出氢气；有些中等变质的煤层中也有氢气涌出。,26,矿内空气温度,矿内空气温度是影响矿内气候条件的重要因素。气温过高或过低，对人体都有不良的影响。最适宜的矿内空气温度是1520。1影响矿内空气温度的主要因素1) 岩石温度岩层温度的三带变温带 随地面气温的变化而变化的地带恒温带 地表下地温常年不变的地带增温带 恒温带以下地带,27,2) 空气的压缩与膨胀 空气向下流动时，由于空气柱的增加，空气受到压缩而产生热量，一般垂深每增加100米，其温度升高1；相反，空气向上流动

11、时，则又因膨胀而降温，平均每升高100米，温度下降0.80.9。 3) 氧化生热 矿井内的有机矿物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化发热。例如，经氧化生成2克二氧化碳时，可使1 3米空气升温14.5。在煤层中的采准巷道，暴露煤面氧化产生的热量较大，故回采工作面是通风系统中温度最高的区段。,影响矿内空气温度的主要因素,28,4) 水分蒸发 水分蒸发时从空气中吸收热量，使空气温度降低。每蒸发一克水可吸收0.585千卡的热量，能使1米3空气降温1.9，可见水的蒸发对降低气温起着重要的作用。5）通风强度 (指单位时间进入井巷的风量) 温度较低的空气流经巷道或工作面时，能够吸收热量，供风量越大，吸收

12、热量越多。因此，加大通风强度是降低矿井温度的主要措施之一。,影响矿内空气温度的主要因素,29,6) 地面空气温度的变化 地面气温对井下气温有直接影响，尤其是较浅的矿井，矿内空气温度受地面气温的影响更为显著。 7) 地下水的作用 矿井地层中如果有高温热泉，或有热水涌出时，能使地温升高，相反，若地下水活动强烈，则地温降低。 ) 其它因素 如机械运转以及人体散热等都对井下气温有一定影响。特别是随着机械化程度的不断提高，机械运转所产生的热量不能忽视,影响矿内空气温度的主要因素,（三）矿井通风系统 矿井通风系统包括：通风方式（进、出风井的布置方式）；通风方法（矿井主通风机的工作方法）；通风网路。 1、矿

13、井通风系统的类型 （1）中央式中央并列式。其中又分为： 中央并列抽出式 在地形条件许可时，进风井和出风井大致并列在井田走向的中央，二井底都开掘到第一水平，主要通风机设在出风井的井口附近，将污风抽到地表，出风井的井底必须和总进风流隔开，出风井的井口一般用防爆门紧闭；还要在岩石中做条回风石门mn，煤层倾角越大、总回风石门越短，反之越长。,用斜井开拓时，可以大致在走向的中央开掘一对并列斜井。,中央并列压入式 在图中，把压入式主要通风机设置在进风井的井口附近，将新风自地表压入井下，进风井的井口房须密闭，其它与抽出式相同。,中央分列式(又名中央边界式)。其中又分为： 中央分列抽出式 进风井大致位于井田走

14、向的中央，出风井大致位于井田浅部边界沿走向的中央，在沿倾斜方向上，出风井和进风井相隔段距离，出风井的井底高于进风井的井底，主要通风机设在出风井口附近；在井田走向的中央开凿主井和副井。,中央分列压入式 如图9-3所示，主要通风机安设在进风井口(副井口)附近，其井口房须密闭，主井底和总进风须隔开。,2对角式两翼对角式。其中又分为： 两翼对角抽出式 进风井筒大致位于井田走向的中央，两个出风井筒分别位于两翼边界采区中央的浅部，主要通风机设在出风井口附近。为了开采深水平，有时把两翼风井设在两翼沿倾斜的中央和沿走向的边界附近。用斜井和平峒开拓时，可把图94中的立井改为斜井和平峒。,两翼对角压入式 进风井和

15、出风井的位置与图94相同，只是在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口须密闭，主井底和总进风须隔开。,分区对角式。其中又分为： 分区对角抽出式 进风井大致位于井田走向的中央，在每个采区各掘一个小回风井，并分别安设抽出式分区主要通风机，可不必做总回风道。在图95中也可以用斜井代替立井，或者进风用垂直于走向(或平行于走向)的平峒，出风用斜井；或者进风和出风都用平峒。,分区对角压入式 各出风井口不安设通风机，只在进风井口(副井口)附近安设压入式主要通风机，进风副井口要密闭，主井井底和总进风须隔开。,3. 混合式 进风井与出风井由三个以上井筒按上述各种方式混合组成，其中有中央分列与两翼

16、对角混合式和中央并列与中央分列混合式等。例如，图97所示为中央分列与两翼对角混合式通风系统。为了缩短基建时间，在初期采用中央分列式通风系统，随着生产的发展，当开采到两翼边界时，则用中央分列与两翼对角混合式的通风系统。总之，要在初期通风系统的基础上，根据煤层赋存条件和生产发展情况等进行分析确定。,2、矿井通风系统的安全要求（1）矿井必须有完整的独立通风系统。每一通风系统至少有一个进风井和一个回风井，常以罐笼提升井兼做进回风井，回风井常是专用风井。（2）改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，由企业技术负责人审批。（3）进、回风井之间和主要进、回风巷之间的每个联络巷中，必须砌筑永久性风墙

17、；需要使用的联络巷，必须安设2道联锁的正向风门和2道反向风门。（4）进风井口要避免污风、尘土、炼焦气体，矸石燃烧气体等的侵入。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。（5） ) 所有矿井都要采用机械通风。,（6）溜煤眼不得兼做风眼使用。（7）多风机并联运转时，总进风道不宜过小，尽量减少公共风路的风阻，其公用段阻力应小于任一风机风压的20%。（8）消除或尽量减少主要供风巷道处于有害角联分支。（9）矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图，并按月补充修改。多煤层开采的矿井，必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制矿井通风系统立体图和矿井通风系统

18、网络图。,3、矿井通风系统安全管理要点检查是否存在以下问题：（1）是否至少有一个进风井和一个出风井。（2）无主要通风机或不启动主要通风机，采用自然通风。（3）无独立的进、回风系统，与其他矿井并联通风。（4）主要通风机无管理制度，经常停开。（5）主要通风机供风量小于实际需风量。（6）2台以上风机并联运转不匹配；主要通风机在不稳定或其附近工作。,（四）通风网路的基本形式和风网中风流的基本定律,通风网络联结形式很复杂，多种多样，但基本联结形式可分为：,串联通风网络并联通风网络角联通风网络复杂联结通风网络,串联通风网络,由两条或两条以上的分支彼此首尾相联，中间没有分叉的线路叫做串联风路。,并联通风网络

19、,二条或二条以上的分支自风流能量相同的节点分开到能量相同的节点汇合，形成一个或几个网孔的总回路叫做并联风网。如右图所示。,角联通风网络,在简单并联风网的始节点和末节点之间有一条或几条风路贯通的风网叫做角联风网。贯通的分支习惯叫做对角分支。单角联风网只有一条对角分支，多角联风网则有两条或两条以上的对角分支。,复杂联结通风网络,由串联、并联、角联和更复杂的联结方式所组成的通风网路，统称为复杂通风网路。,风量分配基本规律,风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方程（伯努利方程）外，还遵守以下规律：,风量平衡定律风压平衡定律阻力定律,风量平衡定律,根据质量守恒定律，在单位时间内流入一个节点的空气质量，

20、等于单位时间内流出该节点的空气质量，由于矿井空气不压缩，故可用空气的体积流量(即风量)来代替空气的质量流量。在通风网络中，流进节点或闭合回路的风量等于流出节点或闭合回路的风量。即任一节点或闭合回路的风量代数和为零。,对于流进节点的情况：,对于流进闭合回路的情况：,或,把上面的式子写成一般的数学式：,上式表明；流入节点、回路或网孔的风量与流出节点、回路或网孔的风量的代数和等于零。一般取流入的风量为正，流出的风量为负。,风压平衡定律,在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷道风压降的代数和为零。即顺时针的风压降等于反时针的风压降。有扇风机工作时，各巷道风压降的代数和等于扇风机风压与自然风压之和。,对

21、上图有：,或,写成一般数学式：,该式表明：回路或网孔中，不同方向的风流风压或阻力的代数和等于零。一般取顺时针方向的风压为正，逆时针方向的风压为负。,在如上图所示的矿井中，平峒口l和进风井口2的标高差Z米；风道23和13构成敞开并联风网。在23风道上安装一台辅助通风机，其风压hf作用方向和顺时针方向一致；l和2两点的地表大气压力分别为P0和P0 ，1和2两点高差间的地表空气密度平均值为，进风井内的空气密度平均值为，则：,据风流的能量方程 得平峒1-3段的风压为：,式中 P3、hv3分别是3点的绝对静压和速压。,风路2-3段的风压是风道22和33段的风压之和，即：,式中： P2和P3 分别是辅助通

22、风机进风口2和出风口3的绝对静压； hv2和hv3分别是辅助通风机进风口和出风口的速压。,因,则,或,因敞开并联风网内的自然风压是：,因,或,写成一般数学式是：,上式就是风压平衡定律，其意义为对于任一个网孔或者回路而言，其风压的代数和与作用在其上的机械风压和自然风压之差值为零。上式的适用条件是：取顺时针方向的风流的风压为正；网孔或回路中的机械风压和自然风压(即当图A中的时)的作用方向都是顺时针方向。,阻力定律,风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全紊流状态，遵守阻力定律，即：hi=RiQi2式中：hi巷道的风压降； Ri巷道的风阻； Qi通风巷道的风量。,60,二、主要通风机安全管理,通风用的

23、机械称为通风机（或通风机），按服务范围分为主要通风机（简称主扇）、辅助通风机（辅扇）与局部通风机（局扇）。主要通风机是矿井的“肺脏”，必须昼夜运转，它对保证矿井安全生产有着重大意义。矿用通风机就其构造可分为离心式和轴流式两种类型。,61,掘进通风的概念,矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。,CH4,炮烟,粉尘,怎么工作嘛？,62,局部通风机通风,63,局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，按其工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。,1)压入式通风局部通风

24、机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。,64,2)抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出。,65,这种通风方式在风筒吸口附近形成一股流入风筒的风流，离风筒越远风速越小，只能在一定距离以内有吸入炮烟的作用，这段距离称为有效吸程ls。在有效吸程以外的炮烟处于停滞状态。因此，抽出式风筒口离工作面的距离le应小于有效吸程： le ls 1.5S，m,66,压入式通风与抽出式通风优缺点比较： 1) 抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入

25、式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高， 2)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差：压入式通风风筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。,67,3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好。压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。 4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。 从以上比较可以看出，两种通风方式各有利弊。但压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。,68,3）混合式通风 混合式通风的布置如图所示。其中压入式风筒出风口与工

26、作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保,持在4050米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长度，一般为30米左右。,压抽结合,69,当局部通风机的吸入风量大于全压供给设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。循环通风分为掺有适量外界新风的循环通风和不掺有外界新风的循环通风。前者即为可控循环通风，也称为开路循环通风；后者称为闭路循环通风。,4）可控循环

27、通风,煤矿掘进工作面连续不断地涌出瓦斯等有害气体，当使用闭路循环系统时，因既无任何出口，无法除去这些气体，封闭循环区域中污染物浓度必然会越来越大。因此，规程严禁采用循环通风。,70,对使用可控循环通风提出下列要求： (1)在可控循环通风系统中，必须装有瓦斯、风量、粉尘自动监测装置及可靠的报警装置，同时还必须进行常规环境检测分析 (2)对循环风机实现自动开关和风量控制。对使用可控循环风的混合式通风，抽出式与压人式的两台风机间须设闭锁装置，保证主要的局部通风机启动后，有循环风通过的风机再启动，以免形成闭路循环风流同时必须适当地控制抽出式与压人式两台局部通风机的风量比，以获得可控循环通风的最佳除尘和

28、降温效 果。,71,第四节 掘进通风的技术管理和安全措施 一、保证工作面有足够的新鲜风量 1) 采用局部通风机和引射器通风时。无论工作面是在工作，休息或交班，都不准随意停风和减少风量。 2) 提高有效风量。其中包括： (1)减少导风设施的漏风：对于风墙应合理选择建筑材料，提高构筑质量。对于柔性风筒应适当加大每节风筒长度，减少接头数，并注意不断改进柔性风筒的接头方法。 目前井下广泛采用接头严密、漏风小的反边接头法。反边接头又分单反边、双反边和多反边等。,72,双反边接头的连接顺序如图所示，先在风筒两端套上铁环l、2，并各留200 300mm的反边(图A)顺风流方向把有铁环1的风筒插入有铁环2的风

29、筒内，拉紧风筒使两环靠拢，要防止风筒歪斜出褶皱(图B)，然后把风筒1的反边翻套过来，再把风筒2的反边翻套过来(图C)。,73,多反边接头如图示，是在双反边的基础上多一个活环3。活环3先套在有铁环2的风筒上(图A)，当风筒1反边翻套在风筒2上时，再把活环3套在风筒2的反边和风筒1的翻边上(图B)，然后把风筒2的反边和风筒l的翻边都翻套在活环3和铁环1上(图C)。 此外，及时修补风筒和堵补风筒的针眼也是常用的减少漏风的手段。,74,(2)降低导风设施的风阻提高有效风量 适当选用大直径风筒；提高设备的安装质量，风筒力求吊挂平直；局部通风机应垫高(或悬吊)保持与风筒成一直线。在淋水大的巷道中，风筒应安

30、装放水咀及时放掉积水，减少附加阻力。这些都是降低风筒风阻的办法。,75,二、保证局部通风机安全运转 采用局部通风机通风时，应作到： 1) 局部通风机有专人负责管理。局部通风机启动装置必须装在进风巷道中，距回风口不小于10m。局部通风机吸风量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。 2) 防止局部通风机电动机烧坏，除加强对局部通风机和启动装置的检查与维修外，若采用磁力启动器时，可在控制电路上装有电磁式接头，当启动器内一相电流断路时，两个互感器之一无电流，控制线路中的两个接点就会断开。造成磁力启动器跳闸。切断电源保护局部通风机的电动机。,76,3) 局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有

31、延时的风电闭锁装置，一旦局部通风机停止运转便能立即自动切断局部通风机供风的巷道中的一切电源。 4) 在高瓦斯(或煤与瓦斯突出)矿井的煤巷掘进中，在工作面安设沼气自动检测报警断电装置。局部通风机应用双回路供电，以保证局部通风机连续运转。目前普遍采用“三专两闭锁”（如下图）系统，即专用变压器，专用开关，专用电缆，风电闭锁，瓦斯电闭锁。,77,5) 建立局部通风机停止制度，当因检修、停电等原因停风时，必须撒出人员，切断电源。在恢复通风之前，先要检查瓦斯，在局部通风机和开关附近10m内的风流中，沼气浓度小于0.5时，方可开动局部通风机。 6) 安全排放积聚的瓦斯,78,三.煤巷机械掘进的通风安全措施

32、综合机械化掘进煤巷时，常采用长压短抽的方法，这时应该： 1) 保证工作面的风速大于最低排尘风速0.15m/s。 2) 压入式风筒出口应在机组转载点后面一定距离，以减少二次煤尘飞扬(机组全长约13m)。当采用小直径风筒辅助供风时，其出风口距工作面不超过5m，抽出式的风,筒吸收入口距工作面不超过5m，而且吸入的风量要大，并配备除尘装置，以便及时吸入含尘风流，经除尘器降尘后再排出。,79,3)加强瓦斯管理，两条风筒重叠段的巷道风速很小，在顶板附近易形成瓦斯层。建议采用康达风筒，即在风筒壁上开一细长切口或多个小孔，顺着切口装上罩套，使喷口与风筒周边切线方向一致。当用闸门关闭风筒出口时，风流被迫从喷口喷

33、出，射流在康达效应作用下沿风筒外壁流动，并以一定的速度吹向巷道周壁和整个断面。,此外，还应配备一套检测沼气浓度的监测装置和闭锁装置。,80,二、主要通风机安全管理,通风用的机械称为通风机（或通风机），按服务范围分为主要通风机（简称主扇）、辅助通风机（辅扇）与局部通风机（局扇）。主要通风机是矿井的“肺脏”，必须昼夜运转，它对保证矿井安全生产有着重大意义。矿用通风机就其构造可分为离心式和轴流式两种类型。,81,离心式通风机,离心式通风机主要是由动轮(又名叶轮）1、骡旋形机壳5、吸风筒6和锥形扩散器7组成。动轮是由固定在主轴3上的轮毂4和其上的叶片2所组成。,82,轴流式通风机主要由动轮l，圆筒形机

34、壳3、集风器4、整流器5、流线体6和环形扩散器7所组成。集风器是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体是一个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集风器构成环形入风口，以减少入口对风流的阻力。,轴流式通风机,动轮由固定在轮轴上的轮毂和等间距安装的叶片2组成。,83,叶片的安装角可以根据需要来调整，国产轴流式通风机的叶片安装角一般可调为15、25、30、35、40和45七种，使用时可以每隔2.5调一次。 叶片按等间距t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此一压一吸便造成

35、空气流动。,84,一个动轮和它后面一个有固定叶片的整流器组成一段。整流器用来整理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失。为了提高通风机的风压，有些轴流式通风机安装两段动轮。 环形扩散器是轴流式通风机特有的部件，其作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐渐增加。(构造图),85,通风机的附属装置包括反风装置、防爆门、风峒和扩散器等。 1.反风装置 反风就是使正常风流反向。当进风井筒附近和井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆炸时，会产生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害气体。为了避免灾害扩大，就得利用主要通风机s的反风装置迅速将风流方向反转过来。规程规定：要求在10min内能把

36、矿井风流方向反转过来，而且要求反风后的风量不小于正常风量的40%。 矿井每年必须进行一次反风。,通风机附属装置,86,利用反风道反风是一种常用的可靠方法，能满足反风的时间和风量要求。下图为轴流式主扇抽出式通风时的反风示意图，图A为正常通风时反风门1和2的位置，通风机由井下吸风，然后排至大气，若将反风门1、2改变为图B中的位置，风流从大气吸入通风机内，再经反风道压入井下，使井下风流的方向改变。,87,离心式通风机的反风情况如图4-12所示，正常通风时，反风门1和2为实线位置，反风时，反风门1提起，而将反风门2放下，风流自反风门2进入通风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下。,88,2.防

37、爆门 规程规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。,89,3风峒 风峒是主扇和出风井之间的一段联络巷道。由于通过风峒的风量很大，内外的压力差较大，因此应特别注意降低风峒阻力和减少漏风。风峒设计时应满足： 1)风峒的断面不宜太小，其风速以10ms为宜，最大不应超过15m/s; 2) 风峒的阻力不大于100200Pa。因此，风峒不宜过长，与井筒的夹角为6090之间，转弯部分要呈圆弧形，内壁光滑，拐弯平缓，并保持无堆积物，以减少其阻力。 3) 风峒及其闸门等装置，结构要严

38、密，以防止漏风。,90,4.扩散器在通风机出风口外，联接一段断面逐渐扩大的风道称为扩散器。其作用是减少出风口的速压损失，以提高通风机的静压。轴流式通风机的扩散器由圆锥形内筒和外筒构成的环状扩散器。其出口还要与由混凝土砌筑成的外接扩散器相连。外扩散器是一段向上弯曲的风道，出风口为长方形断面。离心式通风机的扩散器是长方形，其敞角取810，出风口断面(S3)与入风口断面(S2)之比约为34。,91,5消音装置 通风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴流式通风机的噪音更大，以致影响工业场地和居民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我国规定通风机的噪音不得超过9

39、0dB。 速度较大的风流在通风机内和高速旋转的动轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件振动产生机械噪音。当通风机的圆周速度大于20m/s时，空气动力噪音占主要地位。正对通风机出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。,92,消音装置分为主动式与反射式，前者的作用是吸收声音的能量，后者是把声能反射回声源。通风机多采用主动式消音装置，风流通过多孔性材料装成的通道时，其噪音被吸收。对不同频率的噪音消音器，消音效果不同。为了更有效地降低高频率的噪音，消音板要有足够的厚度。也可制成空心消音板，以节省材料。,93,return,94,return,return,95,掘进通风的概念,矿井新建、扩建或生产时，都

40、要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。,CH4,炮烟,粉尘,怎么工作嘛？,96,局部通风机通风,97,局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，按其工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。,1)压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。,98,2)抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出。,99,这种通风方式在风筒吸口附近形成一

41、股流入风筒的风流，离风筒越远风速越小，只能在一定距离以内有吸入炮烟的作用，这段距离称为有效吸程ls。在有效吸程以外的炮烟处于停滞状态。因此，抽出式风筒口离工作面的距离le应小于有效吸程： le ls 1.5S，m,100,压入式通风与抽出式通风优缺点比较： 1) 抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高， 2)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差：压入式通风风筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。,101,3)抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好

42、。压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。 4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。 从以上比较可以看出，两种通风方式各有利弊。但压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。,102,3）混合式通风 混合式通风的布置如图所示。其中压入式风筒出风口与工作面的距离仍应小于有效射程长度，抽出式风筒吸风口与工作面的距离和压入式局部通风机所在位置有关。压入式局部通风机可随工作面的推进及时向前移动，与工作面距离保,持在4050米左右。抽出式风筒吸风口应超前压入式局部通风机10米以上，同时其风筒吸风口距工作面的距离还应大于炮烟抛掷长

43、度，一般为30米左右。,压抽结合,103,当局部通风机的吸入风量大于全压供给设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。循环通风分为掺有适量外界新风的循环通风和不掺有外界新风的循环通风。前者即为可控循环通风，也称为开路循环通风；后者称为闭路循环通风。,4）可控循环通风,煤矿掘进工作面连续不断地涌出瓦斯等有害气体，当使用闭路循环系统时，因既无任何出口，无法除去这些气体，封闭循环区域中污染物浓度必然会越来越大。因此，规程严禁采用循环通风。,104,对使用可控循环通风提出下列要求： (1)在可控循环通风系统中，必须装有瓦斯、风量、粉尘自

44、动监测装置及可靠的报警装置，同时还必须进行常规环境检测分析 (2)对循环风机实现自动开关和风量控制。对使用可控循环风的混合式通风，抽出式与压人式的两台风机间须设闭锁装置，保证主要的局部通风机启动后，有循环风通过的风机再启动，以免形成闭路循环风流同时必须适当地控制抽出式与压人式两台局部通风机的风量比，以获得可控循环通风的最佳除尘和降温效 果。,105,第四节 掘进通风的技术管理和安全措施 一、保证工作面有足够的新鲜风量 1) 采用局部通风机和引射器通风时。无论工作面是在工作，休息或交班，都不准随意停风和减少风量。 2) 提高有效风量。其中包括： (1)减少导风设施的漏风：对于风墙应合理选择建筑材

45、料，提高构筑质量。对于柔性风筒应适当加大每节风筒长度，减少接头数，并注意不断改进柔性风筒的接头方法。 目前井下广泛采用接头严密、漏风小的反边接头法。反边接头又分单反边、双反边和多反边等。,106,双反边接头的连接顺序如图所示，先在风筒两端套上铁环l、2，并各留200 300mm的反边(图A)顺风流方向把有铁环1的风筒插入有铁环2的风筒内，拉紧风筒使两环靠拢，要防止风筒歪斜出褶皱(图B)，然后把风筒1的反边翻套过来，再把风筒2的反边翻套过来(图C)。,107,多反边接头如图示，是在双反边的基础上多一个活环3。活环3先套在有铁环2的风筒上(图A)，当风筒1反边翻套在风筒2上时，再把活环3套在风筒2

46、的反边和风筒1的翻边上(图B)，然后把风筒2的反边和风筒l的翻边都翻套在活环3和铁环1上(图C)。 此外，及时修补风筒和堵补风筒的针眼也是常用的减少漏风的手段。,108,(2)降低导风设施的风阻提高有效风量 适当选用大直径风筒；提高设备的安装质量，风筒力求吊挂平直；局部通风机应垫高(或悬吊)保持与风筒成一直线。在淋水大的巷道中，风筒应安装放水咀及时放掉积水，减少附加阻力。这些都是降低风筒风阻的办法。,109,二、保证局部通风机安全运转 采用局部通风机通风时，应作到： 1) 局部通风机有专人负责管理。局部通风机启动装置必须装在进风巷道中，距回风口不小于10m。局部通风机吸风量必须小于全风压供给该

47、处的风量，以免发生循环风。 2) 防止局部通风机电动机烧坏，除加强对局部通风机和启动装置的检查与维修外，若采用磁力启动器时，可在控制电路上装有电磁式接头，当启动器内一相电流断路时，两个互感器之一无电流，控制线路中的两个接点就会断开。造成磁力启动器跳闸。切断电源保护局部通风机的电动机。,110,3) 局部通风机和掘进工作面中的电气设备必须装有延时的风电闭锁装置，一旦局部通风机停止运转便能立即自动切断局部通风机供风的巷道中的一切电源。 4) 在高瓦斯(或煤与瓦斯突出)矿井的煤巷掘进中，在工作面安设沼气自动检测报警断电装置。局部通风机应用双回路供电，以保证局部通风机连续运转。目前普遍采用“三专两闭锁

48、”（如下图）系统，即专用变压器，专用开关，专用电缆，风电闭锁，瓦斯电闭锁。,111,5) 建立局部通风机停止制度，当因检修、停电等原因停风时，必须撒出人员，切断电源。在恢复通风之前，先要检查瓦斯，在局部通风机和开关附近10m内的风流中，沼气浓度小于0.5时，方可开动局部通风机。 6) 安全排放积聚的瓦斯,112,三.煤巷机械掘进的通风安全措施 综合机械化掘进煤巷时，常采用长压短抽的方法，这时应该： 1) 保证工作面的风速大于最低排尘风速0.15m/s。 2) 压入式风筒出口应在机组转载点后面一定距离，以减少二次煤尘飞扬(机组全长约13m)。当采用小直径风筒辅助供风时，其出风口距工作面不超过5m

49、，抽出式的风,筒吸收入口距工作面不超过5m，而且吸入的风量要大，并配备除尘装置，以便及时吸入含尘风流，经除尘器降尘后再排出。,113,3)加强瓦斯管理，两条风筒重叠段的巷道风速很小，在顶板附近易形成瓦斯层。建议采用康达风筒，即在风筒壁上开一细长切口或多个小孔，顺着切口装上罩套，使喷口与风筒周边切线方向一致。当用闸门关闭风筒出口时，风流被迫从喷口喷出，射流在康达效应作用下沿风筒外壁流动，并以一定的速度吹向巷道周壁和整个断面。,此外，还应配备一套检测沼气浓度的监测装置和闭锁装置。,114,掘进通风的概念,矿井新建、扩建或生产时，都要掘进巷道，在掘进过程中，为了稀释和排出自煤(岩)体涌出的有害气体、

50、爆破产生的炮烟和矿尘，以及创造良好的气候条件，必须对独头掘进工作面进行通风。,CH4,炮烟,粉尘,怎么工作嘛？,115,局部通风机通风,116,局部通风机通风是矿井广泛采用的掘进通风方法，按其工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。,1)压入式通风局部通风机和启动装置安装在离掘巷道口10m外的进风侧，局部通风机把新鲜风流经风筒压送到掘进工作面，污风沿巷道排出。,117,2)抽出式通风这种通风方式是把局部通风机安装在离巷道口10m以外的回风侧。新鲜风流沿巷道流入，污风通过铁风筒由局部通风机排出。,118,这种通风方式在风筒吸口附近形成一股流入风筒的风流，离风筒越远风速越小，只能在一定距离以内有吸