矿井通风与灾害防治

矿井通风与灾害防治
第一节矿井通风
一、矿井通风的任务
向井下各工作场所连续不断地输送适量新鲜空气，保证井下作业人员生存和生产有足够氧气，并用以冲淡和排出井下空气中的各类有害气体、粉尘；调节井下气候条件，创造良好的生产环境；保证井下机械设备正常运行；保证井下作业人员的身体健康和生命安全，充分发挥劳动效能，提高生产率，并提高矿井抗灾与灾害发生时的救灾能力，以达到安全生产的目的。

二、矿井通风系统及基本要求
（一）矿井通风系统
1. 通风方式：
►中央式，有中央分列式和中央边界式
►中央对角式，有两翼对角式和分区对角式
►区域式
►混合式
2.通风方法（每个矿井必须具备全矿性反风能力）
►自然通风
►机械通风，矿井必须采用机械通风，可分为抽出式通风、压入式通风和抽压混合式通风
（二）矿井通风系统基本要求
一个完善合理的矿井通风系统，应符合在技术上先进可行、安全上可靠、经济上合理的总原则
►必须有完整的通风系统，应至少有一个进风井和回风井
►各生产水平和采区必须实行分区通风
►主要通风机必须设有双回路电源、反风装置，其出风井口安装有防爆门►必须安装两套同等能力的主要通风机，其中一套作为备用
三、采区通风
►《规程》规定，采掘工作面都应独立通风；在无瓦斯突出危险的煤层，在同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工
作面与其相连的掘进工作面，相邻两个掘进工作面不止独立通风有困难是，在制定措施后，可采用串联通风，但次数不得超过一次。

►采煤工作面通风：风流沿采煤工作面由下向上流动的上行风和由上向下流动的下行风
►从总体安全性考虑上行风优于下行风。

《规程》规定，有煤（岩）与瓦斯突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。

采区通风系统的基本要求
►采区通风系统必须有独立的风巷，实行分区通风。

采区进回风巷必须贯穿整个采区长度或高度。

严禁将一条上山、下山或盘区的风巷分为两段，其中一段为进风巷，另一段为回风巷。

局部通风
►分为压入式、抽出式和混合式三种。

►《规程》规定，掘进巷道必须采用矿井全压通风或局部通风机通风
►瓦斯喷出区域，高瓦斯矿井、突出矿井中掘进工作面局部通风机应采用三专供电；严禁使用3台及其以上局部通风机向1个掘进工作面供风，不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。

►使用局部通风机的掘进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。

四、矿井通风系统安全检查重点
通风系统完善性
通风系统可靠性
矿井通风管理有效性
❑井巷通风的检查
❑矿井通风设施的检查
第二节矿井瓦斯防治
一、矿井瓦斯危害及矿井瓦斯等级划分
►危害：瓦斯窒息、瓦斯燃烧和爆炸
►等级划分（根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯形式）▪低瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量小于或等于10m3t且绝对瓦斯涌出量小于或
等于40m3/min
▪高瓦斯矿井：相对瓦斯涌出量大于10m3t或绝对瓦斯涌出量大于40m3/min ▪煤（岩）与瓦斯（CO2）突出矿井
二、瓦斯治理十二字方针
（一）先抽后采
抽放瓦斯必须遵守下列规定：
►地面利用瓦斯时，浓度不得低于30%，且在利用瓦斯系统中必须装设有防回火、回气和防爆炸作用的安全装置。

不利用瓦斯，采用干式抽放瓦斯设备时，抽放瓦斯浓度不得低于25%；
►抽放容易自然和自燃煤层的采空区瓦斯时，必须经常检查一氧化碳浓度和气体温度等有关参数变化，发现有自燃发火征兆，应立即采取措施；
►井下敷设瓦斯管路，不得与带电物体接触，并应有砸坏管路的措施。

（二）以风定产
矿井通风能力核定必须按照国家生产监督管理总局等三局委以安监总煤矿字[2005]42号文件下发的《煤矿通风能力核定办法》（试行）进行。

（三）监测监控
《规程》规定，所有矿井必须装备矿井安全监控系统。

三、煤与瓦斯突出及其防治
（一）煤与瓦斯突出的预兆
►有声预兆：响煤炮、其他声音预兆
►无声预兆：煤层结构构造方面、地压显现方面
（二）防止煤与瓦斯突出的措施
在防治煤与瓦斯突出的实践中，我国总结了一套行之有效的“四位一体”防突措施，即突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验和安全防护措施。

四、瓦斯爆炸事故的防治
瓦斯爆炸必须具备的三个基本条件：
►一定的瓦斯浓度。

新鲜空气中，其爆炸界限一般为5%~16%
►引火温度。

一般认为是650~7500C
►充足的氧气含量。

氧气浓度不低于12%
（一）防止瓦斯积聚的技术措施
►加强通风管理
加强掘进工作面的通风管理
加强采煤工作面的通风管理
►加强瓦斯检查与监测
►及时处理局部积聚的瓦斯
（二）防止引爆瓦斯措施
►防止明火
►防止出现爆破火焰
►防止出现电火花
►其他引火源的治理
五、井下瓦斯安全检查重点
►采区瓦斯检查
►瓦斯管理检查
►煤与瓦斯突出安全检查
►安全监测系统检查
六、瓦斯爆炸事故案例分析
第三节矿井火灾防治
一、矿井火灾危害
►产生大量有害气体；
►在火源及邻近处产生高温；
►发生火灾后，可能形成火风压，造成井下风流紊乱，使灾区范围扩大，伤亡人数增加；
►能引起瓦斯、煤尘爆炸；
►矿井火灾事故有的还烧毁生产设备和煤炭资源，甚至造成停产，造成巨大损失。

二、矿井火灾预测预报
1.利用人体感官早期识别矿井火灾
►视力感觉法
►气味感觉法
►温度感觉法
►疲劳感觉法
2.气体成分分析法预测预报矿井火灾
3.测量井下发热体温度预测自然发火
三、外因火灾及其防治
（一）发火原因
►存在明火
►出现电火花
►违章爆破
►瓦斯、煤尘爆炸
►机械摩擦
（二）预防措施
►安全设施
►明火管理
►消防器材管理
四、煤炭自燃火灾及防治
（一）煤炭自然发火的原因
►《规程》将煤炭自燃倾向性分为三类：
Ⅰ类容易自燃
Ⅱ类自燃
Ⅲ类不自燃
煤氧化自燃三阶段：
潜伏阶段、自热阶段、燃烧阶段
（二）自燃初期征兆
►附近的氧气浓度降低
►煤层温度、附近空气和水温都比正常情况下高
►附近巷道中湿度增大，壁面和支架表面出现水珠，俗称“煤壁出汗”
►出现有毒有害气体
►巷道空气中出现煤油、汽油、松节油和焦油等芳香族气体的气味
（三）煤炭自燃预防
►《规程》规定，开采容易自燃和自燃的煤层时，必须对采空区、突出和冒落孔洞等空隙采取预防性灌浆或充填、喷洒阻化剂、注阻化泥浆、注凝胶、注惰性气体、均压等措施，编制相应的防灭火设计，防止自然发火。

五、矿井灭火方法
►直接灭火法：挖出火源、用水灭火、用沙子或岩粉灭火、用灭火器灭火►隔绝灭火法
►综合灭火法
六、火区管理与启封
火势发展迅猛，范围较大，直接灭火无效时，采取封闭火区的方法最合适。

1.封闭火区的方法和适用条件
断风封闭火区
通风封闭火区
注入惰气封闭火区
2. 火区熄灭条件
►火区内空气温度下降到30度以下或火灾发生前该区日常温度相同
►火区内空气中的氧气浓度降到5%以下
►火区内空气中不含乙炔、乙烯，一氧化碳浓度在封闭期限内逐渐下降，并稳定在0.001%以下
►火区出水温度低于25度或与火灾发生前该区日常出水温度相同
►上述四项指标持续稳定时间在1个月以上
3. 火区的启封
►通风启封火区
►锁风启封火区
七、矿井水灾安全检查重点
►地面消防水池和井下消防管路系统
►防火措施
►灌浆系统
►注氮系统
►火区管理
八、事故案例分析
第四节矿井粉尘防治
《规程》对矿尘浓度的有关规定
一、煤尘的爆炸及其预防
1.煤尘爆炸条件
►煤尘本身具有爆炸危险性。

►一定浓度的浮游煤尘存在。

我国煤尘爆炸的下限浓度为45g/m3，上限为1500~2000g/m3
►高温引爆火源存在。

煤尘引燃温度在610~1050度之间，一般为700~800度。

►空气中的氧气浓度大于18%。

2. 预防煤尘爆炸的措施
►综合防尘措施
►防止引爆煤尘
►隔绝煤尘爆炸的措施
《规程》规定，开采有煤尘爆炸危险煤层的矿井，必须有预防和隔绝煤尘爆炸的措施。