通风设施工理论复习范围Word文件下载.docx
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井下空气中常见的有毒有害气体有:
一氧化碳CO、二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、硫化氢H2S、二氧化氮NO2、氨NH3、氢气H2和甲烷CH4等,矿井空气的成分和性质详见表3。
《煤矿安全规程规定》:
生产矿井采掘工作面温度不得超过26℃,机电硐室温度不得超过30℃。
当采掘工作面温度超过30℃,机电硐室温度超过34℃时,必须停止作业。
采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷最低风速不得小于0.25m/s,最高风速不得超过4m/s;
掘进中的岩巷最低风速不得小于0.15m/s,最高风速不得超过4m/s。
表3矿井空气的成分和性质
名称
来源
基本
性质
密度
特点
爆炸界限
危害
中毒特征
防治措施
安全浓度
氧O2
地面空气
无色无臭无味
1.105
助燃
缺氧窒息
加强通风
≥20%
沼气
CH4
煤岩层涌出
0.554
燃烧
爆炸
5~16%
9.5%
爆炸事故
窒息死亡
12字方针
≤0.5%1%0.75%
二氧
化碳
CO2
涌出氧化呼吸爆破爆炸火灾
无色微酸臭味
1.519
微毒
≤0.5%1.5%0.75%
一氧
CO
涌出氧化爆破爆炸火灾
0.967
燃爆
极毒
13~75%
30%
中毒死亡
嘴唇呈桃红色两颊红色斑点
技术措施
≤0.0024%
硫化氢
H2S
涌出分解自燃
无色微甜
臭鸡蛋味
1.177
剧毒
4~46%
头痛呕吐无力流唾液鼻涕
≤0.00066%
化硫
SO2
无色酸味
硫磺刺激味
2.212
刺激眼呼吸系统
红眼咳嗽流泪喉痛
≤0.0005%
化氮
NO2
爆破工作
浅红褐色
无臭无味
1.588
刺激肺呼吸系统
吐黄痰
指甲、头发变黄
≤0.00025%
氨
NH3
分解、自燃
无色剧臭无味
0.588
有毒
刺激眼皮肤
呼吸系统
≤0.004%
氢
H2
涌出电解
0.069
4—74%
≤0.5%
氮
N2
地面涌出分解
0.968
≤79%
水蒸气H2O
水的蒸发
0.622
浮尘
作业过程
30-2000g/m3
300-400g/m3
尘肺病
第二节通风系统
《规程》对通风系统的要求:
矿井必须有完整的独立通风系统。
生产水平和采区必须实行分区通风。
采、掘工作面应实行独立通风,其进风和回风不得经过采空区或冒顶区。
严禁出现不合理的串联通风、老塘通风、扩散通风。
矿井通风系统是向矿井各用风地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风动力、通风网络和通风构筑物的总称。
按进、回风井在井田的位置不同,矿井通风系统分为中央式、对角式、区域式和混合式四种。
分区通风:
每个采区都有独立的进、回风系统,采区与采区之间不共用一条进、回风巷。
采区进、回风巷必须贯穿整个采区,严禁一段进风,一段回风。
独立通风:
采掘工作面的回风流直接进入回风道,不再进入其它采掘工作面。
串联通风:
采掘工作面的回风流再进入其他采掘工作面。
串联通风危害主要有:
一是串联通风的污染风流会恶化被串联工作面的作业环境和安全条件;
二是一旦发生瓦斯、煤尘爆炸或火灾事故,灾变的有害气体就会波及到被串联通风的工作面,使灾情扩大;
三是加大了风量调整的难度。
扩散通风:
利用矿井中的空气自然扩散运动而对掘进工作面或峒室进行通风。
扩散通风最大长度不得超过6m,巷道高度不得低于1.5m。
老塘通风:
采掘工作面无回风道或回风道部分或全部堵塞,采掘工作面的回风部分或全部由采空区老塘回入总回风巷,称为老塘通风。
通风网络:
一般把矿井或采区通风系统中风流分岔、汇合线路的结构形式和控制风流的通风构筑物统称为通风网络。
工作面上行通风是指风流沿工作面倾斜方向自下向上流动的通风方式。
工作面下行通风是指风流沿工作面倾斜方向自上向下流动的通风方式。
第三节矿井通风动力
矿井通风动力有通风机提供的机械风压和自然条件产生的自然风压两种组成。
机械风压:
由通风机产生的风压叫做机械风压。
自然风压:
利用进风井和出风井的温度差和两井筒井口的标高差,以及能影响空气重率变化的其他因素造成的两井筒空气重力不等而产生的压力,叫做自然风压。
矿井的通风阻力:
主要有摩擦阻力和局部阻力两种。
由于风流与井巷壁间的摩擦所产生的阻力叫摩擦阻力。
由于巷道的突然变大、变小或者拐弯,而引起风流方向的变化,导致风流剧烈冲击形成涡流而引起的阻力叫局部阻力。
矿井主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和抽压混合式三种。
抽出式通风:
矿井主要通风机安装在出风井口附近,通过风硐与出风井筒相连通,利用通风机产生的风压将矿井内的空气吸出地面,同时导致地面的新鲜风流从进风井流入井内实现矿井通风的方法。
也称作负压通风。
压入式通风:
矿井主要通风机安装在进风井口附近,通过风硐与进风井筒相连通,利用通风机产生的风压将新鲜风流压入井下,迫使井内空气由回风井排出地面的通风方法。
也称作正压通风。
生产矿井主要通风机必须装有反风设施,并能在10min内改变巷道中的风流方向;
当风流方向改变后,主要通风机的供给风量不应小于正常风量的40%。
矿井反风是指为了防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施。
主要有专用反风道反风和风机反转反风。
离心式通风机只能利用反风道进行反风;
轴流式通风机可利用反风道反风出或利用风机反转反风。
第四节掘进通风
掘进通风方法分为两大类:
利用矿井总风压通风和使用局部通风设备通风。
掘进用的局部通风设备有两类:
引射器和局部通风机。
局部通风机按其工作方式有三种:
压入式、抽出式和混合式。
我公司全部采用压入式通风方法。
局部通风机循环风:
局部通风机的回风部分或全部再吸入同一部局部通风机的进风流中,叫循环风。
循环风的危害:
掘进工作面的乏风反复返回掘进工作面,有毒有害气体和粉尘的浓度会越来越大,不仅使作业场所的环境越来越恶化,更为严重的是,由于风流中瓦斯浓度的不断增加,当其进入局部通风机时,容易引起瓦斯爆炸。
如何检查和防止局部通风机循环风:
检查局部通风机是否发生循环风比较简单的方法是,站在局部通风机吸风口向掘进工作面的方向3~5m处,释放一点粉笔灰(或烟雾),如果粉笔灰回到局部通风机的吸风口,则局部通风机发生了循环风。
防止局部通风机循环的措施是:
局部通风机安装位置合理(吸风口到掘进工作面回风巷的距离不小于10m),全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸风量,即可避免局部通风机发生循环风。
安装和使用局部通风机的安全规定:
①压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于10m,严禁喝循环风;
②低瓦斯矿井掘进工作面局部通风机供电采用选择性漏电保护或采掘供电分开,瓦斯喷出区和高、突矿井实行“三专两闭锁”;
③必须采用抗静电、阻燃风筒。
风筒出风口到掘进工作面的距离不得超过10m,高瓦斯区、瓦斯异常区不得超过5m;
④严禁使用3台以上(含3台)的局部通风机同时向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。
⑤使用局部通风机通风的掘进工作面,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;
恢复通风前,必须首先检查瓦斯。
“三专”是专用变压器、专用开关、需用电缆,“两闭锁”是风电闭锁、瓦斯电闭锁。
肥矿集团公司对局部通风机使用的要求
①所有掘进工作面都必须安装使用“双局扇、双电源”,做到风机自动切换,风筒自动分风;
②推广使用大功率局部通风机、大直径风筒。
供风距离300m以下的掘进工作面局部通风机功率不得小于11kW;
供风距离超过300m的掘进工作面安装局部通风机功率不得小于15kW;
供风距离大于500m和断面超过6m2的开拓巷道,安装局部通风机功率不小于22kW,并使用直径不小于500mm的风筒。
第五节独头巷道管理
独头巷道因检查、停电停风后,恢复通风、送电时,应采取哪些安全措施:
①独头巷道的局部通风机必须保持经常运转,临时停工时,不得停风;
否则必须切断电源,设置栅栏,揭示警标,禁止人员进入。
②停风的独头巷道,每班在栅栏处至少检查1次瓦斯。
如发现栅栏内1m处瓦斯浓度超过3%,应采用砖密闭予以封闭。
③恢复通风前,必须检查瓦斯。
只有在局部通风机及其开关附近10m以内的风流中瓦斯浓度不超过0.5%时,且停风区域内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%时,方可人工开动局部通风机,恢复正常通风。
④独头巷道停风后,巷道中的瓦斯浓度超过1%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。
⑤停风区中瓦斯浓度、二氧化碳浓度超过3.0%时,必须制定安全排放瓦斯措施,排放瓦斯。
⑥独头巷道恢复正常通风后,必须由电工对独头巷道中的电气设备进行检查,证实完好时,方可人工恢复局部通风机供风的巷道中的一切电气设备的电源。
第二章矿井瓦斯
瓦斯治理的十二字方针:
“监测监控,先抽后采,以风定产”。
瓦斯是指从煤体或围岩中释放出来的以甲烷气体为主的有毒有害气体的总称。
有时单指甲烷。
矿井瓦斯等级划分为三级:
低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。
低瓦斯矿井:
矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。
高瓦斯矿井:
矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。
瓦斯积聚:
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,就为瓦斯积聚。
当发现瓦斯积聚时,附近20m内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。
矿井涌出瓦斯的主要地点有:
①煤岩或半煤岩掘进工作面及掘进巷道;
②采煤工作面及其后方的采空区;
③已采过的采空区及盲巷;
④已掘进的巷道、硐室的周壁。
瓦斯爆炸的三个基本条件:
①瓦斯达到一定的浓度5~16%;
②引爆火源,温度为650~750℃;
③空气中氧气的浓度大于12%。
瓦斯爆炸的危害:
瓦斯爆炸的危害主要表现在两个方面:
一是产生高温高压,造成井巷破坏,引起火灾,伤亡人员;
二是产生有毒气体,主要以一氧化碳为主,导致人员中毒。
预防瓦斯爆炸的主要措施:
①防止瓦斯积聚;
②防止瓦斯引燃;
③防止瓦斯灾害事故的扩大。
瓦斯检查的规定:
①低瓦斯矿井中每班至少检查2次,间隔时间3~5h;
②高瓦斯矿井、低瓦斯矿井的高瓦斯区、瓦斯异常区每班至少检查3次,间隔时间2~3h;
③本班未进行工作的采掘工作面,瓦斯和二氧化碳应每班至少检查1次;
④井下停风地点栅栏外风流中的瓦斯浓度每天至少检查1次,挡风墙外的瓦斯浓度每周检查1次。
常用的瓦斯检查仪器有:
①光学瓦斯检定器;
②便携式瓦斯报警仪;
③瓦斯、氧气两用报警仪。
光学瓦斯检定器是利用光干涉原理,测定甲烷和二氧化碳等多种气体的一种便携式检测仪器,由气路系统、光路系统和电路系统三个部分组成。
便携式瓦斯报警仪是一种携带式可连续测定环境中瓦斯浓度的电子仪器,当瓦斯浓度超过设定的报警点时,仪器能发出声、光报警信号。
瓦斯、氧气两用报警仪是一种集监测瓦斯浓度和氧气含量两种功能于一体的便携式报警仪器,同时连续测量环境中的瓦斯浓度的氧气含量,并可任意显示一种气体的检测值。
当任一气体超限时,仪器便发出声、光报警信号,并显示超限气体浓度。
安全监控系统:
目前我公司安全监测监控系统实现的主要功能有:
瓦斯连续监测,瓦斯超限报警,瓦斯超限断电,主通风机、局部通风机的开停监测,矿井风速、负压参数的监测,风门开关状态监测,以及井下主要设备的开停监测,煤仓煤位、水仓水位的监测等。
安全监控设备必须定期进行调试、校正,每月至少1次。
甲烷传感器每7天使用标准气样和空气样调校1次,每7天必须对甲烷超限断电功能进行测试。
安全监控设备发生故障时必须立即处理,在故障期间必须要有安全措施。
第三章矿井防灭火
矿井火灾是指在矿井或煤田范围内发生,威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或者人员伤亡的燃烧事故。
火灾按引火原因一般分为内因火灾和外因火灾。
内因火灾的概念是:
自燃物在一定的外部(适量的通风供氧)条件下,自身发生物理化学变化,产生并积聚能量,使其温度升高,达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。
外因火灾是指可燃物在外界火源(明火或高温热源)的作用下,引起燃烧而形成的火灾。
产生外因火灾必须同时具备三个条件,有易燃物存在、有足够的氧气和足以引起火灾的热源。
煤矿井下易燃物主要有:
坑木、胶带、电缆、风筒等固体;
变压器油、润滑油和液压联轴器内的透平油等油脂;
煤和煤尘等碳质类物质;
瓦斯、氢气、一氧化碳等可燃气体。
能引起外因火灾的热源主要有:
①机械能转化的热,如皮带与托辊摩擦、采掘机械运转时冲击或摩擦产生的热;
②电能转化的热,如电流短路、静电放电、电焊放热等;
③化学反应产生的热,如不合格的炸药爆破,沼气、煤尘爆炸,煤炭自燃等。
防止外因火灾产生的主要措施为:
①防止失控的高温热源产生和存在;
②尽量不用或少用可燃材料,不得不用时应与热源保持一定的距离;
③防止产生机电火灾;
④防止摩擦引燃;
⑤防止高温热源和火花与可燃物相互作用。
防止外因火灾事故扩大的技术措施主要有:
①在适当的位置建造防火门;
②矿井地面和井下都必须设立消防材料库;
③地面设置消防水池,井下具有完备的消防管路系统;
④主要通风机必须具有反风系统和设备,反风设施保持状态良好。
矿井内因火灾是指煤炭的自然发火。
自然发火:
是指有自然倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触,发生氧化,产生热量使其温度升高,出现发火现象。
煤层只有同时具备下述三个条件后,方能引起自然发火:
①煤层本身具有自然倾向性;
②有较好的蓄热条件;
③有适量的通风供氧。
煤层的自燃倾向性是煤的一种自然特性,表示煤在不同温度条件下的着火温度和可能自然的属性。
《煤矿安全规程》将煤的自然倾向性分为三类,容易自燃、自燃和不宜自燃。
矿井一旦发生火灾,会造成大量的经济损失与人员伤亡,其危害主要有:
①产生大量有毒有害气体,易使遇难人员中毒或缺氧窒息死亡;
②有时能够引起瓦斯煤尘爆炸,扩大灾害范围;
③烧毁或冻结大量煤炭资源,缩短矿井服务年限;
④扑灭火灾需要大量人力、物力、财力。
矿井某一区域或采掘工作面出现如下现象之一时,定为存在自然发火隐患:
①采空区或井巷风流中出现CO,其发生量呈上升趋势,但尚未达到矿井实际统计的临界值指标;
②风流中出现二氧化碳,其发生量呈上升趋势,但尚未达到矿井实际统计的临界值指标;
③煤炭、围岩及空气和水的温度升高,并超过正常温度,但尚未达到70℃;
④风流中氧气浓度较低,其消耗量呈上升趋势。
矿井某一区域或采掘工作面出现如下现象之一时,定为自然发火:
①煤炭出现明火、火灾烟雾、煤油味等现象;
②环境空气、煤炭围岩及其它介质温度升高,并超过70℃;
③采空区或风流中出现CO,其浓度已超过矿井实际统计的临界值指标,并有上升趋势。
井下容易产生自然发火的地点主要有:
①断层附近;
②煤层巷道壁后;
③采煤工作面进、回风巷和停采线附近;
④掘进巷道和其他巷道顶部煤炭或煤层;
⑤密闭墙内;
⑥溜煤眼及联络行。
目前防治内因火灾的技术措施主要有:
①合理的开拓开采及通风系统;
②利用新材料及均压通风防止漏风;
③预防性注浆;
④注洒阻化剂;
⑤采空区压注氮气;
⑥及时封闭可能发火的区域。
井下常用的类灭火方法一般可分成三类:
①直接灭火法;
②隔绝灭火法;
③联合灭火法。
隔绝灭火法是在通往火源的所有通路上建筑防火墙来隔绝通向火源的空气,然后等待火灾因氧气不足而自行熄灭的灭火方法。
把直接灭火法和隔绝灭火法联合起来,加速火源熄灭的方法称为联合灭火法。
处理井下火灾的通风方法通常有维持正常通风、增减风量、矿井反风、风流短路、停止通风机运转等几种。
《煤矿安全规程》规定:
封闭的火区,同时具备下列条件时,方可认为火灾已经熄灭:
1、火区内温度降到30℃以下,或与火灾发生前该区的日常温度相同;
2、火区内空气中的氧气浓度降到5.0%以下;
3、火区内空气中不含有乙烯、乙炔,一氧化碳浓度在封闭期间内逐渐下降,并稳定在0.001%以下;
4、火区的出水温度低于25℃,或与火灾发生前该区的日常出水温度相同;
5、上述四项指标持续稳定的时间在1个月以上。
肥城矿区开采煤层主要为3、7、8、9、10层煤,其中3、9、10层煤为发火煤层,发火期为6~12个月。
从70年代开始陆续出现发火事故以来,截至目前共出现发火及发火隐患57次。
第四章矿井防尘知识
矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。
在煤矿,常见的粉尘主要有煤尘、岩尘、水泥粉尘等。
粉尘的分类:
粉尘按被人体吸入的状况分为呼吸性粉尘与非呼吸性粉尘;
按粉尘的来源分生产性粉尘和非生产性粉尘。
呼吸性粉尘一般是指能被吸入人体肺泡的浮尘,否则被称为非呼吸性粉尘。
矿尘的主要来源:
采煤工作面、掘进工作面、煤岩装运、转载点及其他地点。
粉尘的主要危害有:
①污染工作场所,危害人体健康,引起职业病。
②煤尘在一定条件下会爆炸;
③加速机械磨损,缩短精密仪器使用寿命;
④降低工作场所能见度,增加工伤事故的发生。
尘肺病是工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的肺部疾病,是一种严重的矿工职业病,一旦患病,目前很难治愈。
煤尘爆炸的三个条件:
煤尘本身具有爆炸性;
煤尘悬浮于空气中,并达到一定的浓度;
存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。
引爆煤尘爆炸的火源主要有:
瓦斯爆炸火焰、违章放炮火焰、明火、电火花、摩擦火花等。
煤尘堆积是指井下巷道有厚度超过2mm、连续长度超过5m的积尘现象。
煤尘堆积的主要危害是:
当井下发生瓦斯爆炸或瓦斯燃烧时,其冲击波或压缩波吹起巷道积尘,就会参与爆炸,扩大灾害范围。
矿井必须敷设防尘供水管路的地点有:
主要运输巷、带式输送机斜井与平巷、采区进回风巷、采煤工作面、掘进工作面、煤仓放煤口、溜煤眼放煤口、卸载点等地点必须敷设防尘供水管路。
井下防尘供水系统应当满足下列要求:
①水质符合规定;
②供水方式优先采用静压方式,地面建有永久静压水池,贮水量不得低于200m3;
③管路的管径和强度应当满足用水要求;
④井下皮带巷的管路每50m设一个三通阀门,其它巷道的管路每隔100m设一个三通阀门。
管路要吊挂或垫起,达到平直,并进行防锈处理。
机械化采煤工作面防尘措施主要有:
煤层注水;
采煤机内外喷雾;
综放工作面架间喷雾和后部放煤口喷雾洒水;
运输机转载点喷雾洒水;
工作面进、回风巷冲洗巷帮;
上下出口风流净化;
个体防护。
炮采工作面防尘措施主要有:
湿式打眼、使用水炮泥、爆破前后冲洗煤壁,爆破时喷雾降尘,出煤洒水等。
掘进工作面防尘措施主要有:
湿式打眼;
综掘机内外喷雾;
冲洗巷帮;
装煤(岩)喷雾洒水;
放炮使用水炮泥;
风流净化;
我公司采煤工作面常用的喷雾设施主要有:
上下两巷距工作面30~50m处安设净化水幕、捕降尘水帘、转载点喷雾、机组喷雾及综采面架间喷雾等。
我公司掘进工作面常用的喷雾设施主要有:
距掘进面30~50m处安设净化水幕、捕降尘水帘、扒装喷雾、放炮远程喷雾(或风水喷雾)和综掘机喷雾。
预防煤尘爆炸的措施主要有:
①矿井必须建立完善的防尘供水系统;
②所有采掘工作面必须采取综合防尘措施;
③严格执行放炮管理各项制度,如“一炮三检”、使用水炮泥,放炮前后洒水等制度;
④采煤机、掘进机内外喷雾必须灵敏可靠,无水不得开机;
⑤采取措施,防止引燃火源出现。
煤矿井下发生煤尘爆炸后,采取的自救措施有:
①煤尘爆炸后,立即戴好自救器。
如没有准备自救器,最好用湿毛巾快速捂住鼻口,就地卧倒,如边上有水坑,可侧卧于水中。
②听到爆炸时,应赶快张大口。
并用湿毛巾捂住口鼻,避免爆炸所产生强大冲击波击穿耳膜,引起永久性耳聋。
③煤尘爆炸后,切忌乱跑,井下人员应在统一指挥下,情绪镇定,向有新鲜风流的方向撤退或躲进安全地区,注意防止二次爆炸或连续爆炸的再次损伤。
④在可能的情况下,撤离险区后及时向井下调度、矿调度和局调度报告。
第二部分通风设施工理论常识
第一章砌筑常识
砌筑材料包括砌块、砂浆。
煤矿井下常用的砌块有砖、料石等。
砌筑用砖的标准尺寸为240mm×
115mm×
53mm。
砖块有三对相等的面,最大的面称大面,长的一面称条面,短的一面称丁面。
当砖的条面朝外时称顺砖(条砖),丁面朝外时称丁砖。
砂浆由水泥、砂子、水混合搅拌而成。
砌筑常用的小工具有瓦刀、铲子、灰板等。
其他工具有铁铣、溜子(勾缝刀)、平板等。
墙体砌筑要求:
①必须错缝砌筑,砖块至少应错缝1/4砖长。
②灰缝厚度为10mm,最大不超过12mm,最小不小于8mm。
③不能出现