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通风培训教材
“一通三防”培训教材
通风管理部
二00八年三月
内容
第一讲矿井通风
第二讲瓦斯危害及防治
第三讲矿井防尘
第四讲矿井防灭火
第五讲井下放炮
第一讲矿井通风
煤矿生产是地下作业,环境条件复杂。
由于生产过程中,有有害气体和矿尘的大量产生,以及水分的蒸发和散热作用等因素的影响,使进入矿井空气的成分、温度、湿度等发生了一系列的变化,形成恶劣的气候条件。
因此,为了保护职工的身体健康和生命安全,减少事故的发生,保证正常生产,必须对矿井进行通风。
一、矿井通风的作用
1、向井下供给足够的新鲜空气,满足井下人员的需要;
2、冲淡和排出有害气体和浮游粉尘,使之达到安全浓度以下,保证安全生产;
3、调节井下的温度和湿度,提供井下适宜的气候条件,创造良好的生产环境;
二、矿井空气
矿井空气是充满矿井巷道中的各种气体的统称。
矿内空气来源于地面空气,地面空气进入井下之后,在井巷中混入自然涌出和生产过程中生产的气体、矿尘及水蒸气等混合后成为矿井空气。
1、地面空气主要是由氧、氮和二氧化碳组成。
在地面空气中,按体积计算各自所占的百分比为:
氧占20.96%,氮占79%,二氧化碳占0.04%。
此外,还含有数量不定的水蒸气和灰尘。
2、矿井空气的主要成分
矿井空气的主要成分仍是氧、氮和二氧化碳,但与地面空气相比在质量和数量上均有较大差别,在成分上也发生了变化。
这些变化主要是:
(1)氧气含量减少;
(2)混入了各种有害气体和粉尘;
(3)空气的温度、湿度和压力也发生了变化;
与地面空气相比,成分变化不大的矿内空气称新鲜空气或新鲜风流,变化较大的称污浊空气或污浊风流。
3、矿井空气中的有害气体
矿井空气中的有害气体按性质分为三类:
(1)爆炸性气体:
这类气体具备一定条件时可发生爆炸。
如瓦斯、一氧化碳CO、硫化氢H2S、氢气H2等。
(2)窒息性气体:
这类气体本身无毒,但在空气中含量增加时,能使空气中氧含量相对降低,从而造成人员缺氧窒息。
如氮气N2、二氧化碳CO2、瓦斯等;
(3)有毒性气体:
主要有一氧化碳CO、二氧化氮NO2、二氧化硫SO2、硫化氢H2S、氨气NH3等。
这些气体中除CO会使人体血液缺氧造成中毒死亡外,其余各种气体均为刺激性气体,对人体作用的共同点是对眼、鼻、呼吸道粘膜,乃至中枢神经系统有较强的刺激作用。
当刺激作用过强时,会引起全身反应,直至造成死亡。
4、《煤矿安全规程》对矿井空气成分的有关规定
由于空气中氧含量的降低和有害气体的增加对人体健康和生命安全会造成严重危害,因此《煤矿安全规程》对井下空气中氧的含量及各种有害气体的浓度都作出了明确规定。
《煤矿安全规程》第100条规定:
采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%,二氧化碳浓度不超过0.5%。
有害气体的浓度不超过表1规定。
表1矿井有害气体最高允许浓度
名称
最高允许浓度(%)
一氧化碳CO
0.0024
氧化氮(换算成二氧化氮NO2)
0.00025
二氧化硫SO2
0.0005
硫化氢H2S
0.00066
氨NH3
0.004
《煤矿安全规程》第131条规定:
井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度,不得超过0.5%。
《煤矿安全规程》第135条规定:
矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时,必须查明原因,进行处理。
《煤矿安全规程》第136条规定:
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。
《煤矿安全规程》第138条规定:
采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0%时,必须停止用电钻打眼;爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0%时,严禁爆破。
采掘工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止工作,切断电源,撤出人员,进行处理。
采掘工作面及其他巷道内,体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2.0%时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。
对因瓦斯浓度超过规定被切断电源的电气设备,必须在瓦斯浓度降到1.0%以下时,方可通电开动。
《煤矿安全规程》第139条规定:
采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员,查明原因,制定措施,进行处理。
《煤矿安全规程》第141条规定:
局部通风机因故停止运转,在恢复通风前,必须首先检查瓦斯,只有停风区中最高瓦斯浓度不超过1.0%和最高二氧化碳浓度不超过1.5%,且符合本规程第一百二十九条开启局部通风机的条件时,方可人工开启局部通风机,恢复正常通风。
停风区中瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%,最高瓦斯浓度和二氧化碳浓度不超过3.0%时,必须采取安全措施,控制风流排放瓦斯。
停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0%时,必须制订安全排瓦斯措施,报矿技术负责人批准。
5、预防矿内有害气体的一般措施
(1)加强通风,保证供给井下各用风地点足够的风量,将各种有害气体冲淡到《规程》规定的允许浓度。
(2)加强对有害气体的检查,保证及时发现问题并采取有效措施处理
6、井下气候条件
井下气候条件是由温度、湿度和风速三者综合作用的结果,用以表示人体的舒适程度。
(1)井下空气温度。
井下空气温度与人体温度差别的大小,直接影响人体散热。
温度过高、过低会使人感觉不适,甚至会危害人体健康及安全生产。
井巷名称
允许风速(m/s)
最低
最高
无提升设备的风井和风硐
15
专为升降物料的井筒
12
风桥
10
升降人员和物料的井筒
8
主要进、回风巷
8
架线电机车巷道
1.0
8
运输机巷,采区进、回风巷
0.25
6
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷
0.25
4
掘进中的岩巷
0.15
4
其他通风行人巷道
0.15
《煤矿安全规程》第102条规定:
进风井口以下的空气温度必须在20C以上,生产矿井采掘工作面温度不得超过260C,机电设备硐室空气温度不得超过300C,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300C,机电设备硐室空气温度超340C,必须停止作业。
对人体最适宜的空气温度一般为15~200C。
(2)井巷中的风速。
在矿井井巷中,风流在单位时间内所流经的距离,称为井巷中的风速,简称风速。
三、矿井通风系统
矿井通风系统是指矿井通风方式、通风方法和通风网络的总称,它对矿井安全生产和经济效益有重大影响。
《煤矿安全规程》第107条规定,矿井必须有完整的独立通风系统。
1、矿井通风方式:
指进风井和出风井之间的相互位置关系。
(1)中央式通风:
进、回风井位置大致位于井田中央的通风方式,分中央并列式和中央分列式。
中央并列式:
进、回风井位于井田中央,且相距很近(一般为30m~50m)。
中央分列式:
进风井均位于井田中央,回风井位于井田走向中央上部边界上。
(2)对角式通风:
进风井大致位于井田中央,回风井在两翼的通风方式,分两翼对角式和分区对角式。
两翼对角式:
回风井位于井田两翼上部边界。
分区对角式:
各采区均开回风井,不开主要回风巷。
(3)混合式通风
井田中央和两翼均有回风井的通风方式,即由中央式和对角式两种方式组成的综合通风方式。
2、矿井通风方法
矿井通风方法以风流获得的动力来源不同分为自然通风和机械通风两种。
(1)自然通风:
利用自然因素产生的通风动力,使空气在井下巷道中流动的通风方法称为自然通风。
借助于自然因素产生的促使空气流动的能量,称为自然风压。
自然风压是由于矿井通风系统闭合回路中各点风流的密度存在差异而形成的。
即使进回风口标高相同,只要进回侧存在密度差,就存在自然风压。
矿井的自然风压hn一般都比较小,一般不大于200~300Pa,是矿井通风的次要动力。
由于自然风压很小,且不稳定,所以《煤矿安全规程》第121条规定:
矿井必须采用机械通风。
(2)机械通风
利用通风机运转产生的通风动力,使空气在井下巷道中流动的通风方法称为机械通风。
在机械通风的矿井中,通风机的工作方式分抽出式和压入式两种。
①抽出式
抽出式是将矿井主要通风机安设在地面,向外抽出井下空气,形成使井下空气低于当地大气压的负压通风。
由于通风阻力的影响使回风侧处于高负压,而进风侧处于低负压,在这种情况下,回风流不易向他处乱窜,可以集中而迅速地流入回风系统排出井外。
对于瓦斯矿井和有自然发火危险的矿井来讲是有利的,在抽出式矿井中,主要通风机一旦停止运转,则矿内空气必然要恢复到当地大气压力,由于压力增高,一定时间内采空区及封闭火区中瓦斯等有害气体不易涌出。
所以煤矿一般多采用抽出式通风。
②压入式
压入式是将矿井主要通风机安设在地面,以压风方式向矿井内供风,使整个通风系统在压入式主要通风机作用下,形成高于当地大气压力的正压通风。
这种通风方式不易管理,井底车场及进风井口漏风大,污风不易集中迅速排出井外。
主要通风机一旦停止运转,井下气压将降低,这会使采空区或封闭区内瓦斯涌出量增加,对安全不利,故此一般在瓦斯矿井中很少采用压入式通风。
③抽压混合式
抽压混合式是将地面新鲜空气由压入式主要通风机送往井下,污风由抽出式主要通风机排出井外。
这种通风方式需要通风设备多,动力消耗大,在煤矿中也很少采用这种通风方法的。
3、矿井通风设施
在矿井正常生产中,为保证风流按设计的路线流动,在灾变时期仍能维持正常通风或便于风流调度,而在通风系统中设置的一系列构筑物,这些构筑物称为通风设施。
通风设施按其作用可分为3类:
①隔断风流的设施;
②引导风流的设施;
③调节控制风量的设施;
煤矿井下常见的通风设施有风门、风桥、密闭、挡风墙、调节风窗等。
井下通风状态的好坏,对安全生产有直接关系。
以下几点需注意:
(1)、井下任何一个地点的通风设施都不能随意破坏;
(2)、不经矿井通风部门的批准,任何人不得损坏和拆除通风设施,否则将造成矿井风流紊乱;
(3)、每次通过风门,一定要随手把风门关好,切不可把邻近的两道风门同时打开,否则影响井下正常通风;
(4)、调节风窗上的调节板不可随意拨动,否则影响井下风量的正确分配;
(5)、井下栅栏、瓦斯记录牌、测风站等通风辅助设施,不得拆毁、摘除、涂改或变更位置;
(6)、若发现通风设施有损坏时,应及时向有关部门或领导报告,以便及时修复。
通风设施对安全生产的影响。
煤矿井下通风设施是否合乎要求,是影响矿井漏风量大小和有效风量高低的重要因素。
质量不符合规定的通风设施对煤矿安全生产有很大影响。
因为对通风设施进行破坏或不按规定使用而造成的事故时有发生。
第二讲矿井瓦斯危害及防治
一、瓦斯的性质
瓦斯是赋存在煤层中受采动影响释放到开采空间的各种有害气体总称。
瓦斯通常指甲烷,分子式为CH4。
1、瓦斯是无色、无味、无臭的气体,难溶于水;
2、瓦斯比空气轻,其相对密度为0.554;
3、瓦斯有窒息性;
4、瓦斯有燃烧和爆炸性;
二、瓦斯的危害
1、瓦斯窒息
甲烷本身虽然无毒,但空气中甲烷浓度较高时,就会相对降低空气中氧气浓度,在压力不变的情下,当甲烷浓度达到43%时,氧气浓度就会被冲淡到12%,人就会感到呼吸困难,当甲烷浓度达到57%时,氧气浓度就会降到9%,这时人若误入其中,短时间内就会因缺氧窒息而死亡。
《煤矿安全规程》规定:
凡井下盲巷或通风不良的地区,都必须及时封闭或设置栅栏,并悬挂“禁止入内”的警标,严禁人员入内。
2、瓦斯的燃烧和爆炸
当瓦斯与空气混合达到一定浓度时,遇到高温火源就能燃烧或发生爆炸,一旦形成灾害事故,会造成大量井下作业
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