培训资料通风部分精编版.docx
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培训资料通风部分精编版
第一节矿井通风部分
一、矿井空气
1、矿井空气浓度与人的关系
名称
按体积计算在空气中所占百分比(%)
浓度(%)
症状
氧气(O2)
20.96
17
工作时感到喘息,呼吸困难
15
呼吸急促,丧失劳动能力
10~12
失去理智,时间长会有生命危险
6~9
失去知觉,如果不急救就会死亡
氮气(N2)
79.00
>79.00
高氮缺氧空气,窒息死亡
二氧化碳(CO2)
0.04
5
呼吸困难
10~20
失去知觉
25
中毒死亡
2、矿井空气中主要有害气体对人的伤害
名称(符号)
性质
来源
对人的伤害
二氧化氮
(NO2)
浅红竭色,比重1.57,极毒。
炮后NO+O2→NO2H或N2O5。
刺激眼和呼吸系统,NO2+H2O(人体内水)→HNO3,肺浮肿致命。
一氧化碳
(CO)
无色味,比重0.967,极毒,13~75%可爆。
爆破、火灾,及瓦斯煤尘爆炸。
使血液缺氧致命,CO比O2亲和力大200~300倍。
硫化氢
(H2S)
臭鸡蛋味,比重1.19,极毒,4~46%可爆。
硫化矿物水解。
刺激眼睛和呼吸系统,使人血液中毒致命。
二氧化硫
(SO2)
硫磺燃烧味,比重2.264,极毒。
电缆、皮带燃烧,含硫矿层爆破等。
刺激眼睛和呼吸系统,和人体内的水化合生产硫酸。
肺浮肿致命。
注:
CH4、CO2、H2、N2等四种气体虽然无毒性,但当它们的浓度较大时,使氧气的浓度降到12%以下时,便能使人窒息死亡。
3、窒息事故
当氧气O2<12%以下,就会发生窒息死亡事故:
(1)当井下巷道中的氧气为12%时,问巷道中的瓦斯浓度是多少?
在高瓦斯矿井,一般瓦斯涌出量较大,当瓦斯每上升10%,氧气“O2”就会下降2.0%左右。
这是一个大概的估计数据,因为在正常的情况下,空气中的氧气浓度约占20.93%,每增加1%的瓦斯,相应地减少氧气0.2093%。
例如:
当测得某巷道中的氧气为12%,问空气中的瓦斯浓度是多少?
根据矿内瓦斯与氧气变化的关系可以列出计算式:
12%=20.93%-0.2093x%,解此方程得出:
巷道中的氧气浓度为12%时,瓦斯浓度可达到42.67%。
(2)直接估算巷道中的氧气浓度
;
式中 O2――瓦斯涌入井下空间后的氧气浓度,%;
CH4――瓦斯涌入井下空间时的瓦斯浓度,若为50%,则代入公式中计算时应为0.5,要特别注意。
低瓦斯矿井可以用其它有害气体的总和所占百分比进行估算巷道中的氧含量。
要保证安全还必须注意其它有毒有害气体的浓度不得超过《煤矿安全规程》的最高允许浓度。
如:
下例就是CO2浓度过高“7%”,(5%呼吸困难,10%失去知觉);同时O2只有11%(O2=10%~12%,、失去理智,时间长就会有生命危险)。
从此分析可以知道此人首先是CO2中毒,失去知觉滑倒,在加上缺氧窒息死亡。
[案例一]
A、事故经过
1983年10月5日夜班某矿工人入井后,2个工人私自到已停工20多天的掘进头拿工具,前后2人相距10m远,当前面1人爬到煤层上山三横道以上10m处,突然滑倒,斜卡在上山眼里。
后面1人几次企图上去把他拉下来,但都没有成功,只好出井向煤矿负责人汇报情况。
在负责人的组织下,曾几次派人上去抢救,由于三横道以上贫(缺)氧严重,二氧化碳浓度高,因此,几次都未成功。
后招请救护队才将人员救援出来。
B、事故原因分析
1、由于开采单一薄煤层,瓦斯涌出量很小,所以矿井采用自然通风,而进回风井口之间的高差仅70m,进回风之间的压差很小,一年四季的温度、湿度不同,大气压差也会发生明显的变化;而在一天中,白天的温度高,晚上的温度较低,其大气压差也会发生明显的变化,导致自然通风的风流极不稳定,进风可能变为回风,或为无风状态。
所以,《煤矿安全规程》规定煤矿必须采用机械通风。
2、两名工人私自从煤层上山上去拿工具,而这时正好是10月份,即春秋季节(倒风季节),该上山处于无风状态,该上山人员出事的地点的二氧化碳浓度高达7%以上,氧气浓度在11%,已低于12%死亡警界线。
3、矿井通风管理及瓦斯检查都有明显的漏洞,存在着风量未测定,瓦斯和二氧化碳未检查的可能性。
4、《煤矿安全规程》最高允许浓度
有害气体名称
化学符号
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
二、煤矿用通风机
(一)、矿用通风机类型:
1、主要通风机
按通风机的构造和工作原理可以分为离心式扇风机和轴流式扇风机两种。
离心式扇风机的特点:
结构简单、维修方便、效率高、噪声低,并联工作稳定性好。
但体积大,一般不能与电动机直接相连,而且调节不方便,必须有专用反风到才能反风。
它适用于风阻变化小、风量变化大的矿井。
轴流式扇风机的特点:
结构紧凑、体积小、质量轻、转速高、可以直接与电动机连接,风量调节方便,可以实现反转反风等优点。
缺点是:
噪声大、构造复杂、检修困难、并联工作稳定性差。
它适用于风压变化大、风量变化小的矿井。
2、辅助扇风机
矿井风程(路)远、阻力大,在井下安装辅助主要通风机工作,增大风量所用的扇风机。
3、局部通风机
供掘进工作面通风使用的通风机。
(二)、主要通风机的附属装置
1、风峒
1)引风道与出风井口必须有相应的夹角;
2)断面。
风速≤10m/s;最大不超过15m/s;
3)阻力。
引风道尽可能的短,转弯平缓,表面光滑,流水坡度;
4)各类风门严密不漏气;
5)风峒中应安装风流压力测定管。
2、扩散器(扩散塔)
1)扩散器作用。
降低速压,提高静压。
2)扩散角。
扩散器的扩散角不宜过大,防止脱气。
扩散角一般为8~10°。
3)扩散器的技术要求:
阻力小、出口动压小、无回流。
3、防爆门
1)作用:
防止瓦斯煤尘爆炸毁坏主要通风机(古蔺宏达煤矿2004年发生瓦斯爆炸将主要通风机冲到山沟里16.4m的位置)。
2)要求:
受冲击波后能自动打开卸压,保护主要通风机;正常情况下保证不漏风。
4、反风装置
1)作用:
防止进风系统发生火灾产生的有害气体进入作业区域,保证作业人员的安全。
2)反风方式:
专用反风道反风;风机反转反风。
5、安全出口
当前安全管理要求越来越严,要求风井口要有专门的安全出口。
(三)局部通风机
1、通风方法。
高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井均要采用压入式通风。
2、局部通风机的选用
①根据瓦斯涌出量的大小,通风距离等合理选择局部通风机。
当然也可采用主要通风机的选择方法进行选择。
计算风量和阻力。
②局部通风机的安装。
a)安装位置(L≥10m);b)全风压供风风量大于局部通风机的吸风量;C)局部通风机的控制开关必须有[MA]标志的防爆开关;d)“三专两闭锁”。
保证供电的可靠性和瓦斯超限及无风断电闭锁功能。
e)风筒敷设、延接、破漏处理,停电、停风措施在现场的落实和责任。
局部通风机安装位置错误的事故案例
(山西屯兰煤矿瓦斯爆炸事故)!
!
!
事故点评:
1)通风系统不合理。
回采工作面的通风系统为2进1回,在12403进风与回风之间联络巷的设施与风量难于管理,很容易造成风流短路!
(见通风系统图)规程规定进回风之间的联络巷道暂时不用的,必须采用永久封闭,确保不漏风;如果要使用的必须采用调节风门或调节风墙,并强化管理,确保设施可靠和联络巷道的瓦斯不超限。
如果改为一进二回,不但这个问题就迎刃而解了,而且还可以增大瓦斯排放量!
一是风巷可以排一部风瓦斯,二是瓦斯尾巷可以排更多的瓦斯!
2)安装的巷道不符合要求。
1#联络巷的长度37m,所处位置在进回风巷之间,为使风流不短路,在联络巷中必须设置档风墙,所以该巷道要么处于微风状态,要么为无风状态;《煤矿安全规程的规定》规定:
“进风巷道”、“全负压风量”“与回风的距离”等;
3)风机和开关安装的位置。
1#联络巷与进风巷交叉点以里12m处,开关安装在背风侧或通风涡流处(见图)
4)电气设备防爆管理存在问题。
三、矿井通风方式及通风网络
1、矿井通风方法(主扇工作方法)
1)抽出式;
2)压入式;
抽出式和压入式在全矿井停风后的瓦斯涌出比较以及高瓦斯矿井推荐使用主扇工作方法。
3)抽压联合。
很少采用,管理复杂、困难。
2、矿井通风方式
1)中央式(并列式、分列式);
2)对角式(两翼对角、分区对角);
3)混合式(以上任两种联合使用)。
3、矿井通风网络
矿井通风网络:
即按风流方向依次连接而成的网状线路——叫做通风网络。
在通风网络中井巷的基本连接形式有串联、并联和角联3种形式:
1)串联风路。
由两条以上风路首尾相连,中间没有风流分汇的通风线路称为串联风路。
串联风路具有以下特点:
(1)总风量等于各分支风路的风量,即:
M=M1=M2=M3=….=MN
(2)总风压(阻力)等于各分支风压(阻力)之和,即:
H=H1+H2+H3….+HN=∑Hi
(3)串联风路的危害
A)被串采掘工作面或洞室的风质无法保证,有毒有害气体和矿尘越来越严重,恶化工作环境加大灾害的危险程度。
B)前面的采掘工作面或硐室一旦发生灾变,将会波及到被串的采掘工作面或硐室,扩大灾害范围。
C)串联风流中各用风地点的风量不能调节,不能利用有效风量。
[案例一]
1989年10月20日江西某矿,一掘进工作面爆破引爆了瓦斯,掘进工作面内的9名工人遇难,波及到679回采工作面及运输巷,又造成26人死亡的重大伤亡事故!
[案例二]
1985年4月7日16时50分,某矿发生煤尘爆炸事故,造成多人遇难.由于该矿和另一矿井连通,爆炸后又引起邻矿井下多人一氧化碳中毒死亡.
A、矿井情况
事故煤矿为乡办煤矿,1974年开建,年实际生产能力为5万t。
该矿采用一对立井开拓,属低瓦斯矿井,煤尘爆炸性,爆炸指数为29.97%--32.15%。
矿井东西两翼开拓,串联通风。
事故发生前,西翼正在生产的有1702、1704两个回采工作面,下山和1712平巷两个掘进工作面(两个工作面共用一台11kW局部通风机供风)。
另外受事故波及的煤矿也是一个乡办煤矿。
事故如示意图12-6。
B、事故发生经过
4月7日中班,当班下井共计95人。
平巷工作面(半煤岩)煤层已经超前掘进1.3m,3个底板岩石眼也将要打完。
此时,一名爆破人员在距工作面5m处的一个装满碎煤的矿车做炮药。
因其违章操作,炮药爆炸,将30捆炸药和10多发雷管引爆,扬起矿车和巷道中的积尘,导致了煤尘爆炸,有毒有害气体波及到相邻的煤矿。
C、事故处理经过
4月7日12时40分,救护队到达事故矿井,检查发现主井防护棚已被摧毁,北钩罐笼卡在井架上部,人行道已被严重破坏。
南钩罐笼已被破坏,难以下井,回风井主要通风机未受到破坏,正常运转。
回风井中CO浓度为:
0.3%,CO2浓度为:
0.42%,CH4浓度为:
0.2%。
随即采取了抢修罐笼、切断井下电源、保持通风机正常运转等措施。
在修复罐笼期间,接到邻矿井下有人中毒的报告,2个救护小队到该矿井下救护,在1705工作面回风巷道发现多人遇难,至19时全部运出。
18时10分,事故矿井主井恢复提升,在井底信号房发现1名幸存者,在井底车场和其他工作面发现多名遇难人员(当班下井95人,只有1名幸存者,而且是竖井开拓,可见死亡人数之多!
)。
救护队采取逐段恢复通风的措施,抢救出遇难人员。
4月8日13时抢救工作全部结束。
D、事故原因分析
a、根据瓦斯检查记录,各采掘工作面的瓦斯浓度在0.2%~0.4%范围内,且事故发生48小时后,在局部通风机未恢复运转的情况下,工作面瓦斯浓度仍未超过0.4%,可排除瓦斯爆炸的可能性。
b、从事故
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