煤矿通风知识
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煤矿通风知识
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当前位置首页 >> 安全技术规程 >> 矿井通风矿井通风基本理论知识2010-06-09
11:41:56 作者：fengfengzhu 来源： 网友评论 0 条
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第一章 矿井空气
第一节 矿井空气的主要成分
矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是%、79%、%
一、氧气(O2)
无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是）能助燃和帮助人呼吸。
《煤矿安全规程》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ；
第100条规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%；
人在一般情况下，在休息时的需氧量为～min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。
O2浓度为17%时 静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈
15%时 呼吸及心跳加快，无力进行劳动
10－12%时 失去知觉，昏迷，有生命危险
6-9%时 短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡
二、氮气
无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为，矿井中主要用于灭火。
矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。
三、二氧化碳ＣＯ２
ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于巷道的底板，易溶于水，略带毒性。当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。
主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出
《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过%时必须立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过%时,采掘工作面风流中浓度达到%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
四、矿井空气的检测方法
取样分析法 用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。
快速测定法 便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管
第二节 矿井空气中的有害气体
矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
一、矿井空气中的有害气体及其基本性质
(一)一氧化碳（CO）
基本性质 无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。
有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。
浓度为% 数小时后头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状
% 1H内轻微中毒
% 短时间内失去知觉、抽筋、30分钟内即可死亡
1% 1－3分钟就会死亡
中毒症状还有中毒者黏膜和皮肤呈樱桃红色
矿井中主要来源：爆破工作、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸（爆炸后浓度可达2－4%）。据统计资料表明，在矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故中约有70%－75%人员的死亡都是因CO中毒造成的。
《煤矿安全规程》规定：井下空气中CO浓度不得大于%
(二)硫化氢(H2S)
无色、微甜、臭鸡蛋味的气体，对空气的相对密度是，易溶于水，当浓度为%－46%时具有爆炸性。有剧毒，使血液缺氧同时对眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，能引起肺水肿。
矿井中的主要来源：有机物腐烂、含硫矿物遇水。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为%
(三)二氧化硫(SO2)
无色、有强烈的硫磺气味，易溶于水，对空气的相对密度为,有剧毒,被矿工称为”瞎眼气体”。
SO2 + H2O = H2SO3
矿井中的主要来源：含硫矿物的氧化和燃烧、含硫煤体中涌出。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为５%
(四)二氧化氮(NO2)
红褐色气体,有强烈的刺激作用,相对空气的密度为，易溶于水（生成硝酸）可引起肺水肿。
矿井中主要来源：炸药爆炸。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为%
(五)氨气
(六)氢气
《煤矿安全规程》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%。
二、防止有害气体危害的措施
(1)加强通风 (2)加强检查 (3)瓦斯抽放(4)放炮喷雾或使用水炮泥
(5)加强管理;密闭的设置规范.(6)携带自救器(7)急救
第三节 井下气候条件
井下气候是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度
1、温度
℃，K，℉
T=+t
井下气温受地面气温、地层岩石温度、氧化生热与水分蒸发吸热、空气压缩与膨胀、通风强度等因素影响
进风路线上冬暧夏凉
《规程》第102条，采掘工作面气温不得超过26℃；机电硐室气温不得超过30℃
2、湿度
（1）绝对湿度fa（g/m3）
（2）相对湿度
=100fa/fs，%
当 =0时为干空气；当 =100%时为饱和空气； ＜30%时蒸发过快，干燥； =80%~100%时蒸发困难，潮湿
井下进风路线冬干夏湿，回风路线常年潮湿
一般认为 =50%~60%为适宜
根据干球温度和干、湿球温度的差值可查出相对湿度
例：Q1=1000m3/min，t干1=22℃，
t湿1=21℃， 1=91%，fs1=m3
fa1=91%×=m3
Q2=1100m3/min，t干2=14℃，
t湿2=14℃， 2=100%，fs2=12g/m3
fa2=100%×12=12g/m3
fa1＞fa2
W=W1-W2=Q1×fa1-Q2×fa2
=1000××12
=4360g/min
=4360×60×24
=d
空气的密度：为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。
湿空气由干空气和水蒸气构成，其密度ρ为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。
t—湿空气的实测温度℃；
Ps、P—饱和水蒸气的绝对压力、湿空气绝对静压，Pa。
温度的测定规定：
1、掘进工作面，应在工作面距迎头2米处的回风流中；
2、长壁式工作面，回风巷距工作面10~15米的回风流中；
3、机电硐室，硐室回风道口的回风流中；
4、温度的测定点不应靠近人体、发热或致冷设备，至少距离米;
温度的测定时间，一般在8：00~16：00的时间内进行。
第二章 矿井通风
第一节 矿井通风的基本任务
把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风
矿井通风的基本任务：
(1)供给井下充足的新风
(2)排除或冲淡矿井中有毒有害气体和粉尘
(3)创造良好的工作环境
(4)提高矿井的抗灾能力
巷道风流的划分：
1、巷道风流的划分：有支架的巷道，距支架和巷底各为50mm 的巷道空间内的风流；无支架（锚喷、砌碹）巷道距巷道顶、底、帮各为200mm的巷道空间内的风流。
2、采煤工作面风流：距煤壁、顶、底各200mm(小于1m的薄煤层为100mm)和采空区的切顶线为界的采煤工作面工作区间的风流。
3、采煤工作面回风流：距采煤工作面煤壁线10m以外的采煤工作面回风巷风流。
4、掘进工作面风流：掘进工作面到风筒出口这一段巷道的风流。
5、掘进工作面回风流：掘进工作面风筒出口回风侧巷道的风流。
6、采掘工作面局部瓦斯积聚：采掘工作面风流范围以外，瓦斯浓度达到2%、其体积超过空间的瓦斯积聚。
7、某地点２０ m（１０m）附近风流：指某地点上、下各２０ m（１０m）风流。
第二节 矿井通风系统
矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、通风网络和通风设施的总称
一、通风方式通风方法是指主要通风机的工作方法，有抽出式、压入式、混合式。
通风方式是指进风井与回风井筒的布置方式，有
中央式（并列、分列）
对角式（两翼、分区）
区域式
混合式
网络是指：风流流经井巷的联接形式
串联 并联 角联
二、采煤工作面通风方式：
1）U型后退式的优点是简单可靠、漏风小，缺点是上隅角瓦斯易超限。要加强瓦斯检测，使用风帘或其他通风设备防止瓦斯积聚超限。
U型前进式系统的超前巷掘进时，其独头通风的长度较短；平巷的维护时间也较短；在巷旁支护好、漏风不大时，有一定优越性。此外，U型前进式采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风平巷。但U型前进式比后退式采空区漏风大，工作面有效风量小，且对防治自然发火不利。
2）Z型后退式采空区瓦斯不涌人工作面而涌向回风平巷。Z型前进式的采空区瓦斯则涌向工作面，特别是上隅角瓦斯浓度大。
通风系统结构简单，能消除工作面上隅角的瓦斯积聚。缺点是通风能力受限制。
在工作面和采空区瓦斯涌出量大时，必须增加通风巷道，增大其通风能力，形成Y型、双Z型、W型、H型等较为复杂的工作面通风系统。Y型系统工作面两端煤体中的巷道均进风。其中一条在越过工作面后成为回风道，通向采区边界的回风上山；如是单翼采区，则通向相邻采区的回风上山。
3）W型系统用于高瓦斯的长工作面或双工作面。由中间及下部平巷进风，上部平巷回风时，上、下段工作面均为上行风；但其上段风速高，对防尘不利；上隅角瓦斯可能超限。所以在瓦斯涌出量很大时，常采用上、下平巷进风，中间平巷回风；或者反之，由中间巷进风，上、下平巷回风，以增加风量，提高产量。
W型系统的工作面风量可比U型大1倍，风流在工作面的流动距离短，温升小，有利于高温工作面降温。 W型前进式系统巷道维护在采空区，漏风大，采空区涌出的瓦斯量也大。
W型后退式是高瓦斯综采面通风的重要形式。
三、矿井反风
反风是一种主要针对矿井进风段火灾的通风抗灾技术。
