矿井通风及瓦斯防治.docx

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矿井通风及瓦斯防治

矿井通风及瓦斯防治专业知识

教学容划分：

第一节矿井通风系统

第二节矿井局部通风

第三节矿井风量调节

第四节瓦斯爆炸及其防治

教学重点难点：

1、通风方式及风量调节

2、瓦斯爆炸及其防治

教学具体容：

第一节矿井通风系统

一、矿井通风的主要任务是：

（1）连续输送新鲜空气，供给井下人员呼吸。

（2）稀释并排除井下的有毒有害气体、矿尘。

（3）创造良好的井下气候条件。

二、矿井通风的主要目的是：

使风流能够按拟定的路线流动，维持正常的通风，保证矿井的

安全。

合理的矿井通风不仅是预防瓦斯、粉尘、火灾等事故和治理高温热害，创造舒适气候环境的基本措施，也是控制、缩小、消灭灾害的重要手段。

三、矿井通风概念

是指矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称。

见图1-3-1

四、矿井通风方式

是指进风井和回风井在井田围的布置方式，可分为中央式、

对角式、混合式、区域式四种。

其中中央式又分为中央并列式和中央边界式，对角式又分为两翼对角式和分区对角式。

1、中央并列式：

是指进风井、回风井大致并列在井田中央。

2、中央边界式：

是指进风井大致位于井田中央，回风井大致位于井田上部边界的中央。

3、两翼对角式：

是指进风井位于井田中央，回风井位于井田两翼上部边界。

4、分区对角式：

是指进风井位于井田中央，在每个采区的井田上部边界设立回风井。

5、混合式：

是指就是上述两种通风方式的混合式。

例如中央分列式与两翼对角混合式，中央并列于两翼对角混合式，及中央分列与中央混合式。

这样通风方式多为老矿井进行深部开采时所采用的通风方式。

6、区域式：

是指在井田的每一个生产区域开掘进、回风井，分别构成独立的通风系统。

五、矿井通风方法概念

是指矿井主要通风机的工作方式，它分为压入式、抽出式和压、抽混合式，目前常用的通风方法为抽出式通风。

1、压入式通风：

矿井主要通风机安装在进风井口附近，通过风硐同进风井筒相连，利用通风机产生的风压把新鲜空气压入井下，迫使井空气由回风井排出地面实现通风的通风方法。

2、抽出式通风：

通风机从井下或局部用地点抽出污浊空气的通风方法。

3、混合式通风：

是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用，可分长压短抽、长抽短压和长抽长压三种，也为瓦斯矿井中不采用的方法（如采用必须制定措施）。

六、通风网络概念

矿井通风网络，简单讲就是风流在井巷中的流动路线。

因此，它按照井巷的基本连接形式分为串联通风、并联通风和角联通风三种。

1、串联通风：

是指井下用风地点的回风再次进入其他用风地点的通风方式。

2、并联通风：

是指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。

3、角联通风：

是指在并联风道间将有联络的风道相互连接起来的风网。

第二节矿井局部通风

一、矿井局部通风概念

是指局部通风设备或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风（又称为掘进通风）。

二、矿井局部通风分类

包括利用矿井总风压通风、利用局部通风机通风和利用引射器通风三种。

三、掘进通风方法

1、利用矿井总风压通风：

是指利用矿井总风压通风，就是利用矿井主要通风机产生的风压，借助导风设施把新鲜风流引入推进工作面的通风。

包括：

纵向风墙或风幛导风、风筒导风、平行巷道通风三种。

（1）风墙（风障）导风：

在掘进巷道设置纵向风障，把风障上游侧的新鲜风流引入推进工作面，污风从风障下游侧排出的导风方法，存在构筑和拆除风障工程量大，适用于短距离的通风。

风墙的构筑可用砖、石风墙，木板墙及帆布，塑料等柔性风幛。

后两种漏风大，只适用于短距离的导风，砖、石风墙漏风小。

（2）风筒导风：

是指在巷道设置挡风墙隔断全风压风流，利用风筒把新鲜风流引入推进工作面，污风从掘进巷道排出的通风方法，此工程量小，风筒安装、拆除方便，适用于需风量不大的短距离通风巷道中。

如图采用风筒导风需设置挡风墙2，墙上开有风窗的调节风门3。

（3）平行巷道通风：

是指采用双巷道掘进的平行巷道，每隔一定距离开推横贯连通，利用风障或风筒向独头巷道导风的方法。

系统施工设施多，工程量大，但适用于解决长距离推进通风的问题。

2、利用局部通风机通风：

是指利用局部通风机作为动力，通过风筒导风的方法，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：

是指通过局扇将工作面污风风流通过风筒抽出，而新鲜风流沿巷道流入，为瓦斯矿井不得采用的方法，风筒有效吸程小，污风风流经过风机，安全性比较低。

（2）抽出式通风：

是指通过局扇将工作面污风风流通过风筒抽出，而新鲜风流沿巷道流入，为瓦斯矿井不得采用的方法，风筒有效吸程小，污风风流经过风机，安全性比较低。

（3）混合式通风：

是指压入式和抽出式两种通风方式的联合运用，可分长压短抽、长抽短压和长抽长压三种，也为瓦斯矿井中不采用的方法（如采用必须制定措施）。

3、利用引射器通风：

是指利用引射器产生的通风负压，通过风筒导风的方法称为引射器通风。

此通风一般都采用压入式，引射器通风无电气设备、无噪音，具有降尘作用，适用于没与瓦斯突出严重的煤层推进使用。

四、局部通风机的应用

煤矿广泛使用的局部通风方式为局部通风机压入式通风，也是集团公司掘进通风的主要方法，我个人认为必须从以下几个方面切入抓好局部通风管理工作：

1、局部通风机必须实现双回路、三专供电，并安装双风机自动切换设备，安装风电、瓦斯电闭锁，即：

实现三专两闭锁和双风机、双电源自动切换。

2、局部通风机的安装必须做到局扇及其启动装置必须安装在进风流中，距掘进回风口不得小于10米，全风压供给的风量必须大于局扇的吸入风量，确保局扇不发生循环风。

3、局部通风机的管理必须做到“五专一化一切换”即专项设计、专项措施，专人安装、专人验收、专人管理，采用定期化管理和单双日切换，确保局扇正常运转，不发生无计划停风。

第三节矿井风量调节

一、矿井风量调节方法概念

在矿井通风网络中，风量的自然分配往往不能满足作业地点的风量需求，因而需对风量调节。

按照调节的围可分为局部风量调节与矿井总风量调节。

二、局部风量调节概念

是指采取个工作面之间、采取之间或生产水平之间的风量调节，调节方法有增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。

包括：

增阻调节法、减阻调节法、增能调节法（或增压调节法）。

1、增阻调节法：

是通过巷道中安设调节风窗等设施，增大巷道中的局部阻力，从而降低该风路中巷道的风量或增大与其并联风路中的风量。

该种调节方法是一种耗能调节法，常用的方法为风窗调节。

2、减阻调节法：

是通过在巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大该风路中的风量，或减少与其并联风路上的风量。

该种调节方法是通过扩大巷道断面，降低摩擦阻力系数。

巷道中的风阻包括摩擦风阻和局部风阻。

当局部风阻较大时，应首先降低局部风阻；当局部风阻较小摩擦风阻较大时，则应降低摩擦风阻。

降低摩擦风阻的主要方法是扩大巷道断面或改变支架类型（即改变摩擦阻力系数）。

3、增能调节法（或增压调节法）：

采用辅助通风机等增加通风能量的方法，从而增加局部低点的风量。

常用的方法有辅助通风及调节方法和利用自然风压的调节法。

三、增压调节法的优缺点及适用条件

1、与降阻调节法比较

　优点：

在阻力较大的风路中安装辅助通风机，无需调节主风机

而使得风量增大，相当于主要通风机对这条风路的工作风阻下降，

这点和降阻调节法很类似，但比降阻调节法施工快而且方便。

　缺点：

管理工作较复杂，安全性比较差。

2、与增阻调节法比较：

　优点：

使主要通风机的电力费降低很多，服务时间又长时，

比较经济。

缺点：

管理工作比较复杂，安全性比较差，施工比较困难。

适用条件：

并联风网中各条风路的阻力相差比较悬殊，主要通

风机风压满足不了阻力较大的风路，不能采用增阻调节法，而采用

降阻调节法又来不及时，可采用增压调节法。

四、矿井总风量调节概念

当矿井（或一翼）总风量不足或过剩时，需调节总风量，也就

是调节主通风机的工况点。

通常方法有：

改变主要通风机的工作特性、改变矿井总风阻、多台通风机联合运转的相互调节三种。

1、改变主通风机工作特性：

是通过改变通风机叶轮转速，调整轴流式叶片安装角度或离心式前导器叶片角度等，从而达到调节总风量的目的。

（1）改变通风机的转数

离心式通风机：

对于矿井使用中的一台离心式通风机，其实际工作特性曲线主要决定于风机的转数。

如图11-11所示，一台离心式通风机在转数为n1时，其风压特性曲线为Ⅰ。

如果实际产生的风量（Q1）不能满足矿井需风量（Q2）时，可用比例定律求出该风机所需新的转数n2，即：

轴流式通风机的叶片的调整方法：

轴流式通风机的叶片，是用双螺帽固定于轮毂上，调整时只需将螺帽拧开，调整好角度后再拧紧即可。

这种方法的调节围比较大，一般每次可调5°（每次最小可调2.5°），而且可使通风机在最佳工作区域工作。

采用变频技术控制主要通风机的矿井，在一定围，也可通过调整电动机转数，方便地实现总风量的调节。

2、改变矿井总风阻：

是通过风机风硐闸门进行调节，根据闸门开口大小改变总工作风阻，从而调节总风量的目的。

（1）风硐闸门调节法：

风硐闸门调节法如果在风机风硐安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。

（2）降低矿井总风阻当矿井总风量不足时，如果能降低矿井总风阻，则不仅可增大矿井总风量，而且可以降低矿井总阻力。

3、多台通风机联合运转的相互调节：

采用多台风机联合运转的矿井，各台风机之间，彼此联系，相互影响。

如果不注意在必要时进行各台风机相互调节，就有可能使矿井通风的正常状况受到破坏，甚至严重影响安全生产。

第四节瓦斯爆炸及其预防

一、瓦斯爆炸的概念、分类及其条件

1、瓦斯爆炸的概念：

是一定浓度甲烷和空气中一定浓度的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

2、瓦斯爆炸的分类：

瓦斯爆炸事故一般可分为3类：

局部瓦斯爆炸、大型瓦斯爆炸和瓦斯连续爆炸。

3、瓦斯爆炸的条件：

瓦斯浓度5%～16%、引爆温度650—750℃

、空气中氧含量大于12%。

二、发生瓦斯爆炸的主要原因

主要原因有：

瓦斯涌出异常、采空区或盲巷瓦斯涌出、通风系统

不合理和不完善、风流短路、局部通风机出现循环风、采掘面风量不足、风筒断开或严重漏风、局部通风机停止运转。

三、预防瓦斯爆炸的措施

1、加强管理：

包括建立合理的通风系统、实行分区通风、加强管理好通风设施、加强局部通风管理、及时调整通风系统。

有效地通风是防止瓦斯积聚的最基本最有效方法。

瓦斯矿井必须做到通风系统合理、通风构筑物可靠、风流稳定，有足够的风量和风速，避免串联风、避免循环风。

掘进面不允许扩散通风，局部通风风筒末端要靠近工作面，放炮时间也不能中断通风，向瓦斯积聚地点加大风量和提高风速，等等。

2、加强瓦斯管理：

包括健全机构，完善制度、强化现场瓦斯检查、严格执行瓦斯管理规定、做好瓦斯抽放工作、建立安全监测机构。

严格按照“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针。

完善瓦斯抽放系统，实现先抽后采；加强瓦斯矿井监测监控，实现定点监控与流动监控相结合；加强日常管理，配足配齐瓦斯检查员，瓦检员必须经过专门培训持证上岗。

对瓦检员的要求：

①遵章守纪，不准空、漏、假检；②严格按照瓦斯图表路线检查，必须做到“三对口”；③严格执行“一炮三检”制度；④认真执行交接班制度。

3、杜绝引爆火源：

包括加强明火管理、加强电器设备管理、加强安全管理爆破、杜绝其它火源出现。

防止出现引爆火源的原则是，禁止一切非生产火源;对生产中可能产生的火源要严格管理和控制：

防止出现明火、防止出现电火花、防止出现炮火、防止出现其他火源。

四、预防瓦斯保证事故扩大

预防瓦斯保证事故扩大包括：

实行分区通风、编制“矿井灾害预防和处理计划、清扫积尘，以防止煤尘参与爆炸、主要通风机出风井口装设防爆门、安设隔爆设施、入井人员佩带自救器。

防治瓦斯爆炸事故扩大的措施：

万一发生爆炸，应使灾害波及围局限在尽可能小的区域，以减少损失，为此应该：

1.编制周密的预防和处理瓦斯爆炸事故计划,并对有关人员贯彻这个计划。

2.实行分区通风。

各水平、各采区都必须布置单独的回风道,采掘工作面

都应采用独立通风。

这样一条通风系统的破坏将不致影响其他区域。

3.通风系统力求简单。

应保证当发生瓦斯爆炸时入风流与回风流不会发生短路。

4.装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门或防爆井盖，防止爆炸波冲毁通风机，影响救灾与恢复通风。

5.具体的隔爆措施：

自动喷雾、安装隔爆棚、岩粉隔爆棚、及时清除巷道中的煤尘。