矿井通风教案.doc

教 案 首 页 (A)课程名称：矿井通风选用教材：矿井通风授课时间：2010年3月至6月教学目的：使学员了解矿井通风任务，矿井空气成分，井下主要有害气体的性质、危害及煤矿安全规程中的有关规定，能基本熟悉矿井通风系统和掘进通风方法，明确井下通风构筑的设置与作用。教学重点：矿井瓦斯、一氧化碳的性质与危害，矿井通风系统，采区通风系统和和掘进通观系统。教学难点：矿井瓦斯、一氧化碳的性质与危害，矿井通风系统，采区通风系统和和掘进通观系统。总学时：80课时。学时分配： 授课80学时， 习题课 学时， 测验 学时， 实验 学时， 实习 周参考书目：阳泉煤业（集团）有限责任公司普及“一通三防”知识培训教材、瓦斯检查员、阳泉煤矿瓦斯治理技术等。教 案 首 页 （B）章节名称：矿井空气教学目的：让学员掌握矿井空气的主要成分及其性质；掌握井下通风的任务；井下主要有害气体。教学重点：瓦斯、一氧化碳的性质及其危害教学难点：瓦斯、一氧化碳的性质及其危害学时分配：总8学时，分 学时，其中： 授课 学时，习题课 学时， 测验 学时，实验 学时，备注：导入新课：矿井通风一课，是我们这次培训中的一个重点课程。它主要讲述了井下通风系统的作用，井下瓦斯的危害及治理等内容。煤矿的五大自然灾害“水、火、瓦斯、顶板、矿尘”，对我们阳煤集团来说，最主要的危害是瓦斯。矿井瓦斯爆炸是煤矿一种极其严重的灾害，一旦发生，不仅造成大量人员伤亡，而且还会破坏矿井设施，中断生产。1991年4月洪洞县三交河煤矿发生瓦斯爆炸，并导致煤尘爆炸，死亡147人。1985年2月10日西山杜儿坪矿发生瓦斯爆炸事故，死亡48人。就在这个月的13日，我们阳泉盂县大贤矿发生瓦斯爆炸事故，到目前已死亡15人。我们阳煤集团先后发生28起瓦斯爆炸事故，造成人员伤亡的有9起，死亡64人。我们阳煤集团作为全国最大的高瓦斯并伴有瓦斯突出的矿区之一，瓦斯的涌出量占到全国瓦斯涌出量的六分之一。因此，治理瓦斯是我们阳煤集团煤炭生产中的重中之重，可以这样说，我们阳煤集团成也瓦斯，败也瓦斯。我们阳煤集团做为一个高瓦斯矿区，瓦斯治理工作一直走在全国煤炭行业的前头。从1978年至2003年这二十五年来，我们的瓦斯治理工作搞得相当的出色，成为全国煤矿“一通三防”工作的一面旗帜。全国“一通三防”培训班就办在我们集团公司的培训中心。全国各大煤矿都纷纷派人到我们这里来学习、取经。但是去年三矿发生了“8.14”特大瓦斯事故，死亡28人。我们“一定要重新扛起一通三防先进旗帜”，这是王总经理对我们全体员工的指示。这就要求我们每个员工，包括我们在座的每一位学员，都要认真学习瓦斯管理知识，学习矿井通风知识。授课过程：一、矿内空气组成成分及性质矿井空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体。地面空气主要由氧、氮、和二氧化碳组成。它们的体积比是氧：20.98%；氮：79.0%；二氧化碳0.04%。此外，地面空气中还含有数量不定的水蒸气、微生物和尘埃等。氧气的性质：氧气为无色、无臭、无味的气体，比重为1.11,很活泼，能助燃，是维持人体生命不可缺少的气体。规程规定，采掘工作面进风风流中氧气含量不得低于20%。二氧化碳的性质：二氧化碳为无色、略带酸臭味的气体，易溶于水，比重1.52，故易积聚在巷道底部，二氧化碳能刺激中枢神经，使呼吸加快。规程规定：采掘工作面进风流中的二氧化碳不得超过0.5%；总回风流中不得超过0.73%；工作面风流中达1%时，必须查明原因，进行处理。地面空气进入井下后，其成份和性质主要发生以下一系列变化：1、氧含量降低。煤、岩及坑木和氧化，井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸，有害气体混入以及井下人员的呼吸等，都会使氧含量相对降低。2、有害气体，如一氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮等混入。3、固体微粒如岩尘、煤尘等混入。4、气象变化，如井下空气温度、湿度和压力的变化。二、矿井通风的基本任务矿井通风的基本任务是：1、向井下各工作面场所连续不断地供给适宜的新鲜空气；2、把有毒有害气体和矿尘稀释至安全浓度以下，并排出矿井之外。3、提供适宜的气候条件，创造良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备正常运转，进而提高劳动生产率。三、井下主要有毒有害气体（一）、矿井瓦斯（沼气）1、矿井瓦斯的概念矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤岩层内涌出的以甲烷为主体的各种有毒有害气体的总称。瓦斯包括的常见气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和氢气、沼气等。沼气学名甲烷气，因沼泽之气而得名，由于沼气是瓦斯的主要成份，所以煤矿术语中的瓦斯往往专指沼气而言。我们在学习中提到瓦斯就是指的沼气。2、瓦斯的性质A、瓦斯是无色、无味、无毒的气体，比重为0.554，比空气轻近一半，故易聚积在采掘工作面的顶板处，尤其是巷道冒落的空间和独头上山道的掘进工作面。B、瓦斯具有很强的扩散性：扩散是瓦斯运移的基本形式之一，瓦斯的扩散速度比空气大1.6倍，如果巷道有一处瓦斯涌出，能迅速扩散到全部巷道内，使瓦斯的危害范围扩大。C、瓦斯渗透性强：瓦斯在孔隙、裂隙中的运移形式主要表现为渗透，所以瓦斯能穿过邻近层或岩层到采空区释放，或从密闭墙的孔隙中渗出，瓦斯的渗透性对安全秤具有一定的威胁，介在瓦斯抽放工作中却可得到充分的利用。D、瓦斯具有窒息性：瓦斯虽然无毒但不能供人呼吸。当矿井空气中瓦斯浓度增加时，空气中氧气含量则相对下降，当空气中瓦斯浓度达到19%时，氧气含量则降到17%，使人感到呼吸困难；当瓦斯浓度达到43%以上时，氧含量则降到12%以下，能使人室息。我矿的二矿“4.27”瓦斯事故就是因为瓦斯量增加，造成人员窒息死亡。（附：二矿“4.27”瓦斯事故的原因及教训）E、瓦斯最主要的性质是它具有燃烧性和爆炸性。瓦斯的燃烧和爆炸，只有在一定条件下才会形成，而且受瓦斯浓度、火源和氧气等因素的影响。这在下一章将详细地讲述，我这里就不多讲了。2、瓦斯的危害性：瓦斯不仅能使人窒息，更危险是的发生瓦斯爆炸，其危害主要表现在以下几方面。A、瓦斯爆炸能产生1850-2650的高温，虽然存在时间很短，但足以使井下人员严重烧伤、死亡，并可能引燃坑木、煤炭等可燃物而造成矿井火灾。B、瓦斯爆炸能形成高压，由于爆炸性气体的温度骤然升高，必须引起气体压力突然增大而形成高压，连续爆炸，爆炸程度更加猛烈形成颇强的冲击压力。C、瓦斯爆炸出现冲击波。由于爆炸时产生高温高压的作用，促使爆炸地点附近的气体和火焰以每秒几百米甚至上千米的速度向外冲击，不久又会形成回程冲击，这样会造成人员撞伤死亡，破坏巷道及矿井设备，还会扬起煤尘，引起煤尘爆炸。D、瓦斯爆炸产生大量的有害气体。因瓦斯爆炸需要消耗大量的空气，故爆炸后氧气急剧下降，随之产生大量的有害气体充满爆炸区，造成人员中毒和窒息，产生有害气体危害最大的是一氧化碳，浓度达屋0.4时，人会在很短的时间内中毒死亡。去年三矿8.14就是一起典型的瓦斯爆炸事故（展开讲一下）。我矿95年也发生了一起瓦斯爆炸事故。（附二矿瓦斯爆炸事故经过及教训）。 2、一氧化碳(CO) 1)、性质：氧化碳俗称煤气。是无包、无味、无臭而极毒的气体，比重为1.97，与空气的比重差不多，故能均匀地散布在井下空气中，微溶于水，能燃烧，一氧化碳碳在13%75%时。遇火源能发生爆炸。2)、对人的危害：氧化碳与人体血液中的血色素的亲和力（结合力)比氧气与血色素的亲和力大100300倍。当空气中一氧化碳达到一定浓度时人体吸入后使血液中毒，严重阻碍氧与血色素的结合，致使人体缺氧而窒息死忘。氧化碳中毒的症状为：轻微中毒时，头痛，耳呜，心跳；严重中毒时，四肢无力。呕吐，丧失行动能力；致命中毒时，痉挛，失去知觉，呼吸停顿，假死。因此，规程规定：一氧化碳的最高允许浓度为0.0024%。3)、来源及预防：井下一氧化碳的主要来源是放炮、火灾、瓦斯及煤尘爆炸等，所以，爆破后必须进行有效通风以将炮烟吹散，在火灾和爆炸烟气侵袭时，就迅速佩戴自救器。3、硫化氢1)、性质：硫化氢是无色，微甜有臭鸡蛋味有剧烈毒性的气体，对空气的比重为1.18，易溶于水，硫化氢能燃烧，当浓度达到4.2%-46%时，具有爆炸性。2）、对人的危害：硫化氢也能使人体血液中毒，含量为0.001%-0.002%时，能就嗅到臭鸡蛋味，达0.02时对人的呼吸系统、眼睛、粘膜等有强烈刺激作用，并使人感到头痛、呕吐乏力：达0.05时，半小时之内就能引起严重中毒；而浓度达01%时，短时间内即有生命危险。因此规程)规定：井下空气中硫化氢的最高允计浓度为0.00066。 3)、来源及预防：井下硫化氢气体主要产生于坑木等有机物的腐烂、含硫矿物水解，不完全爆破，煤的气化与自然以及井巷涌水、地下矿泉。煤岩层裂隙中放出，预防硫化氢中毒应加强通风和检查，废旧巷道设警标。 4、二氧化硫(SO2) 1)、性质： 二氧化硫是一种无色，具有强烈硫磺燃烧昧和剧烈毒性的气体，易溶于水，对空气的比重为22，常积聚在巷道底部。 2)、对人的危害：二氧化硫因易溶于水同人体呼吸道的潮湿表皮接触时能产生硫酸，对眼睛，呼吸器官有强烈的腐蚀作用。当空气中二氧化硫浓度在0.00030.0005时，能嗅到刺激气味；达0002时。有强烈刺激而引起眼睛红肿，短时间内中毒死亡。规程规定：井下空气中二氧化硫的最高允许浓度为0.0005。3)、来源及预防：井下二氧化琉气体的主要来源是：含硫矿物的氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出等，二氧化疏在煤矿井下般少见。 5、二氧化氮(NO2) 1)、性质：二氧化氮是红褐色、具有特殊气味且极毒的气体，极易溶解于水而生成亚硝酸，硝酸，对空气的比重为157。因比空气重。故也常存在于巷道底部。 2)、对人的危害：因二氧化氮遇水能生成硝酸，所以对人的眼、鼻、呼吸器官有强烈的腐蚀作用，能破坏肺部组织引起肺水肿。二氧化氮中毒的重要特征是经过6小时或更多的时间后才出现中毒征兆，但经过2030小时后即呼吸困难，肺部水肿，最后因肺部被产生的液体填满而死亡。空气中二氧化氮对人的危害是：当浓度为0006时，出现咳嗽胸痛；达00l时、剧烈咳嗽，呕吐，神经系统麻木，浓度达到0025时，短时间内即有死亡危险。规程规定：井下空气中二氧化氮的最高允许浓度为000025。 3)、来源：井下二氧化氮的主要来源是放炮产生的。通常放炮后产生一氧化氮。一氧化氮极不稳定，遇空气中的氧则生成二氧化氮，因此，在放炮后应加强通风和喷雾洒水，排除二氧化氮后方可进人工作面。6、其它有害气体 当矿井发生火灾或爆炸事故时，除产生氧化碳，这种主要有毒气体以外，还有可能生成氢气，氨气等，井下充电硐室也产生氢气，氢气有爆炸性氨气无色有浓烈的臭味和剧毒，比重0588，易溶于水。规程规定其最高允许浓度为0004，四、矿内气候条件矿内气候条件是指矿内空气的温度、湿度和风速的综合效应。1、矿内空气的温度。空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素，气温过高，影响人体散热，破坏身体热平衡，使人感到不适；气温过低，人体散热过多，容易引起感冒。对人体最适宜的空气温是15-20规程规定：生产矿井采掘工作面的空气温度超过30，机电嗣室的空气温度超过34，必须采取降温措施逐步解决。 2、矿内空气的湿度 空气的湿度是指空气中的含水蒸气量，即空气的潮湿程度。空气的潮湿程度 一般用“相对湿度”来表示。相对湿度是每立方米空气中含有的水蒸气量量同温度下饱和水蒸气量之比。 对人体比较适宜的相对湿度为503、井巷中的风速在矿井井巷中，风流在单位时间所流经的距离，称之为井巷中的风速，简称风速。作业：1、空气的组成及成分？2、矿井通风的基本任务是什么？3、井下主要有哪些有毒有害气体？4、瓦斯的性质与危害是什么？5、规程规定，各有毒有害气体在井下最大允许浓度是多少？6、井下各工作地点风速有何规定？教 案 首 页 （B）章节名称：第十一章 第二节 矿井通风系统教学目的：让学员掌握矿井通风系统中矿井通风方式、通风方法和通风网络三方面的内容教学重点：矿井通风方式、通风方法 教学难点：矿井通风方式、通风方法学时分配：总30学时，分6 学时，其中： 授课 6 学时，习题课 学时， 测验 学时，实验 学时，备注：导入新课：上节课我们学习了井下空气、瓦斯的性质和危害等内容，具体到井下是如何进行通风的，怎样才能搞好通风工作，我们这节课进行详细的讲述。授课过程风流由入风井口进入井下，经过各用风场所，然后由回风排出井入，所经过的整个路线称矿井通风系统矿井通风系统包含矿井通风方式、通风方法和通风网路三方面的内容。矿井通风系统应满足以下基本要求：l、进风井口必须布置在不受粉尘、灰土，有害和高温气体侵扰的地力，并能防洪、防冻。矿井排风和通风机噪音不得造成公害。2、所有矿井必须采用机械通风。3、禁止把两个独立通风的矿井并为一个通风系统。4、多台通风机联合运转应稳定可靠，总进风巷断面积不宜过小，尽量减少公共风路的风阻。5、尽打能采用并联通风系统，并使各条风路的阻力接近相等。避免在通风系统中设置过多的风桥，风门，凋节风窗等通风构筑物，一、矿井通风方法 矿井通风方法以风流获得动力来源不同，可分为自然通风与机械通风。我集团公司不存在自然通风的问题，但采用机械通风的矿井。自然风也是始终存在的。我们所说的通风方法，一般是指机械通风中主扇的工作方法，其大致可分为1、抽出式通风矿井主扇安装在出风井口，通过风碉与出风井相连。主扇运转后：主扇产生的机械能将井巷内的空气抽出到地表。因此在瓦斯矿矿井一般都应采用抽出式通风。2、压入式通风 矿井主扇安装在进风井口，通过风硐与进风井筒相连。主扇运转后，主扇的机械能将空气压入到井巷3、压入抽出联合式通风这是压入式主扇和抽出式主扇串联运转的工作方式，其原理是使进风侧风流处于正压状态。回风侧风流处于负压状态，而工作面则处于中间状态。二、矿井通风方式根据矿井进、出风井的布置形成不同，矿井通风方式可分为中央式、对角式和混合式三种。 l、中央式 中央式是出风井与进风井大致位于井田走向中央。根据出风井沿煤层倾斜方向位置的不同，又可分为中央并列式和中央分列式两种。(1)、中央并列式。在中央并列式布置中，无论沿井田走向或倾斜方向，进、出风井均并列于井田中央，进、出风井并列布置在同一工业广场内。风流由进风井入井底车场，经大巷至两翼回采工作面后，又由石门返回出风井排出。中央并列式的优点是：初期投资少，出煤快，便于延深，安全煤柱少，反风容易：管理集中，但风路长、阻力大、通风费用高：进回风井距离小，漏风大，易造成风流短路，安全出口少。适用于煤层倾角大、埋藏深，走向长度小于4公里，低沼气，自然发火不严重地表无露头的矿井。(2)、中央分列式(中央边界式)。进风井仍在井田中央，出风井在井田上部中间，出风井的井底高于进风井井底。为了满足一井提煤、一井上下人和提料的需要，以及为了便于水平延深，一般要在井田中央开掘两个进风井筒。中央分列式与中央并列式相比，风流路线短、阻力小，内部漏内少，安全性较好，多了一个安全出口，工业广场不受主扇干扰，由回风井铺设防尘洒水系统方便。不足之是建井期略长，初期投资稍大，管理上分散。它适用于煤层倾角较小、埋藏较浅，走向度不大，高沼气、自然发火较严重的新矿井。目前这种方式的适用范围有扩大的趋势。2、对角式进风井位于井田中央，出风井分别位于井田沿走向的两翼上。根据出风井沿走向位置的不同，又分为两翼对角式和分区对角式两种。(1)、两翼对角式。进风井位于井田中央，出风井位于井田浅部沿走向的两翼边界附近或两翼边界采区的中央。 两翼对角式的优缺点恰与中央并列式相反，安全性比分列式更好；由于风流路线是直向式的，通风路线短，阻力和漏风都较小；各采区风阻均衡，易控制风量，总风压都较稳定；安全出口多，吨煤电耗少。但建井期长，投资大、设备多，供电线路长，管理分散。管理较困难。适用于井田走向长(大于4公里)，产量大，易自然，有煤和瓦斯突出的矿井。(2)、分区对角式。进风井位于井田中央不掘总回风道，每个采区开掘一个小风井。在分区风井安设抽出式分区主扇，即为分区对角抽出式，若在进风井口安设压入式主扇，分区小井回风。则为分区对角压入式，又称集中压入分区通风。分区对角式的优点是：每个采区有独立的通风线路，互不影响；风路短、风阻和风压小，耗电少；有增产潜力，且能适用复杂地形。缺点是：设备多，管理分散。反风困难。适于开采井田浅部、地表起伏大，每一水平无法开掘总回风道，且沼气高、井田走向长的建或扩建的大型矿井。3、混合式三个以上井筒按上述各种方法混合组成。其中有中央分列与两翼对角混合式和中央并列与中央分列混合式等。混合式通风是老矿井进行深开采时所采用的通风方式。三、通风网路与通风网路图在进行通风设计及管理或改善矿井通风系统时，需要研究矿井与采区的风路连接。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。通常用不按比例不反映空间关系的单线条示意回来表示，叫做通风网络图。通风网络图是分析、研究矿井或采区通风系统合理性、解算网络、改善通风管理等的基础资料。1、串联风路。两条或两条以上的巷道首尾相连，中间没有分支风路的叫做串联风路串联风路的特征是：(1)串联风路的总风量等于各条风路的分风量；(2)串联风路的总风压等于各条风路的风压之和；(3)串联风路的总风阻等于各条风路风阻之和；2、并联风路。两条或两条以上的风路在同点分开，又在另一点汇合，分合点之间无分支风路的，称为并联网络，在并联网路中，若还有小并联时，称为复杂并联网路图。并联网路的特征是：(1)、联网路的总风量等于各条风路的分风量之和。(2)、在网络内部无动力源时，并联网络的总风压等于各风路的分风压，3、角联网络，并联的两条风路之间，还有一条或数条风路与之连通的联结形式叫角联网络，两条并联风风路之间仅有条对角风路的。叫简单角联；两条并联风路之间有两条或两条以上的对角风路时，称复杂角联。 角联网路的特征是：对角巷道中风流的方向是不稳定的，风流可能由d到c，也可能由c到d。对角巷道中风流的方向取决于各邻近巷道风阻值的比例。四、我局各矿通风系统概述 我局老区矿井多数是五六十年代建井，采取单煤层建井开采，因此建井延深快，风路远，其通风方式不断改造变更，建井初期多为一个进风井和个出风并。其通风方式为中央式或者中央边界式。目前我局巷区矿井已发展为多井入风和多井出风约通风方式，其通风系统如下：一矿北头咀井、北四尺井均为混合边界式，其通风系统为混合分区抽出式；一矿北丈八为两翼式(或对角式)，其通风系统为两翼分区抽出式；二矿西四尺为混合边界式，其通风系统为混合分区抽出式；三矿一号井为中央边界式，其通风系统为边界分区抽出式；二号井为混合边界式，其通风系统为混合分区抽出式；竖井为中央边界式，其通风系统为边界分区抽出式；原裕公井为中央边界式，其通风系统为边界分区抽出式；四矿生产矿井为混合边界式；其通风系统为混合分区抽出式；五矿小丈人，6#层均为中央式，其通风系统为中央抽出式； 因我局老区矿井的出风井距离进风井(运输井)很远，造成了矿井入风阻力增大，运输井风速越限，所以在开凿出风井的同时。一并又开凿进风井，负担着一定范围内的采区生产。作业：1、什么是矿井通风系统？2、矿井通风系统包括那三个方面的内容？ 3、矿井通风方法包括那方面内容？4、什么是压入式通风？5、矿井通风方式包括那三方面的内容？6、我矿西四尺采用的是什么样的通风系统？教 案 首 页 （B）章节名称：第十一章 第三节 采区通风系统教学目的： 使学员掌握采区通风方式和回采工作面的通风系统。教学重点：回采工作面的通风系统，U+L型通风系统。教学难点：回采工作面的通风系统，U+L型通风系统。学时分配：总30学时，分6 学时，其中： 授课 6 学时，习题课 学时， 测验 学时，实验 学时，备注：导入新课：上节课我们讲了什么是通风系统，那么井下采煤工作面是一个什么样的通风系统呢，下面我给大家介绍一下。授课过程：采区通风系统是指矿井风流经主要风道进入采区，流经有关巷道，进入采掘工作面，硐室和其他用风巷道后，沿采区回风巷排到矿井主要回风巷的的整个网络。一、对采区通风系统的基本要求l、采区必须有独立的风道，实行分区通风。分区通风也称为独立通风，它是指采区或采掘工作面的回风风流直接进入回风巷，而不再进入其它采掘工作面的通风系统。采区进回风巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁将一条上山，下山或盘区的风巷分为二段。其中一段为进风巷，另一段为回风巷。2、采掘工作面，硐室都应采用独立通风。即从主要进风道分出的。经过爆破材料库或充电硐室后再进入主要回风道的风流。采用串联通风时，必须遵守规程的有关规定；3、瓦斯，二氧化碳符合气候条件和工业卫生的要求，合理配风，要尽量减少采区漏风，并避免新风到达工作面之前被污染和加热。要保证通风阻力小，通风能力大，风流畅通；4、通风网路要简单，以便在发生事故时易于控制和撤离人员，为此应尽量减少通风构筑物的数量，要尽量避免采用对角风路，无法避免时，要有保证风流稳定性的措施。5、要有较强的抗灾和防灾能力，为此要设置防尘线路，避灾路线，避难嗣室和灾变时的风流控制设施等。二、采区通风系统的选择我局目前生产的10对矿井个，全部属高突矿井(矿北头嘴井为煤与瓦斯突出矿井)。所以采区巷道布置除满足上述的般要求外，还必须从通风的角度加以重点考虑，根据条件的不同，我局各矿的采区巷道布置主要有以下几种形式。 1、采区布置两条巷道。一条运煤(皮带运输机巷)，兼作进风；条运料出矸石轨道巷兼作回风。 采用上述运输机巷进风，轨道巷回风的系统时，由于风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，使进风流中的煤尘浓度增大；煤炭在运输过程中所涌出的瓦斯，可使进风流中瓦斯浓度增高；输送机所产生的热量，使进风流温度升高，影响工作面安全卫生条件。此外，须在轨道巷的下部车场内安设两道风门，而此处矿车运输来往频繁，风门易被撞坏，形成风流短路。 布置两条采区巷道的另一种形式是轨道巷进风，运输机巷回风的系统，该系统虽然能避免上述之缺点，但输送机设备处在回风流中，安全性差；轨道上山的上部和中部车场都要安装风门，风门数目多，管理不善时，易造成漏风。我集团公司原开采15#煤的矿井多采用上述二种形式，由于15#煤瓦斯涌出量的增加，目前已逐步趋于淘汰。2、采区布置三条巷道，由于机械化水平的提高，开采强度增加，采区尺寸也随之加大，根据以风定产的原则，原有的一进回的采区通风系统以不能适应生产所需，因此在原来区巷道布置基础上又增设一条专用回风巷，即形成运输巷运煤兼进风，轨道巷运料排矸兼进风的二进一回通风系统。3、采区布置四条巷道。一矿北头嘴井六、八上山及北四尺井，三矿原裕公井等均采用四条采区巷道布置的形式。即皮带运输巷运煤兼进风，轨道巷运料也兼进风。两侧分别各布置一条专用回风巷，构成了两进两回的采区通风系统。三、回采工作面的通风系统回采工阼面的通风系统是由工作面的进风巷，回风巷和工作面组成。当矿井采用走向长壁后退式采煤法时。回采工作面的通风系统有下列几种形式，。 l、反向通风系统。也称U形通风系统，这种通风系统的优点是系统简单，采空区漏风小。但在工作面上隅角附近，由于风流速度低或完全不流动。易积聚瓦斯，从而影响采煤工作面的安全生产。当瓦斯涌出量不大时，为了防止工作面上隅角的风流停滞区积聚瓦斯，可采用安设导风设施或利用尾巷排放瓦斯等措施。我集团公司开采的15#煤层瓦斯涌出量较小，因此采煤工作面多用后退式U型通风方式。该煤层瓦斯含量为105114m/t，瓦斯压力为0。050.2MPa，高挡工作面风量400m3min综采上作面风量为500m3min，放顶煤工作面风量为1000m3min。2、采煤工作面U+L型通风系统，也称U型加尾巷通风系统，当U型通风系统工作面风量达到最高风员时。仍然难以解决采煤工作面回风巷瓦斯浓度超限及回风测上隅角积瓦斯时，即在U型通风方式的基础上增加一条专门排放瓦斯的巷道(尾巷)，构成了一进两回的所谓U+L型通风系统该系统在入风巷安装胶带输送机，并有设备列车。尾巷中布置有瓦斯抽放钻孔，敷设瓦斯抽放管路，尾巷既可做为该工作面邻近层瓦斯抽放巷，同时又是下个工作面的进风巷。回风和尾巷之间每隔80一100m开个联络巷(横贯)，当工作面回采时，由工作面进风巷进入工作面的风量，部分进入工作面，然后从回风巷排出；另一部分进入工作面采空区，并携带采空区的瓦斯经瓦斯联络巷进入尾巷排出。工作面每采过个联络巷，就封堵原排放瓦斯口，打开刚采过的联络巷排放瓦斯，工作面邻近层涌向工作面的瓦斯则经过排放口流向尾巷。该通风方式既降低了工作面回风巷风流中的瓦斯浓度，同时也解决于工作面回风侧上隅角积聚瓦斯浓度超限问题，因此在我局各矿得到了广泛应用。3、顺向掺新通风系统，也称Y型通风系统，因我局3#、12#煤层开采瓦斯涌出量大，采煤工作面U型通风方式已不能满足其需要，单纯采用顺向通风系统也不能有效地降低工作面回风流中的瓦斯浓度，所以我们将采煤工作面上下顺槽都作为进风巷使用，条称作主进风，另条称为副进风，并在副进风巷一侧的采空区留设工作面回风巷。该通风方式主进风的作用在于稀释和排放工作面的有害气体和煤尘副进风的作用在于驱散工作面上隅角的瓦斯积聚，并将回风巷瓦斯稀释到安全浓度范围内，Y型通风属于两进回的通风方式，其显著的优点是减少了巷道掘进量，提高采区回采率，并完全避免了工作面上隅角的瓦斯超限。 采区内各采煤工作面面均应采用独立通风，若工作面不能形成独立通风经报批后，可以采用串联通风，但必须符合规程下列规定：同一采区内，同一煤层上下相连的两个同一风路中的采煤工作面，其工作面长度不得超过400m。采煤工作面与其相连接的掘进工作面，掘进工作面与其相邻的掘进工作面。布置独立通风有困难时可采用串联i通风，但串联通风的次数不得超过1次。在地质构造极为复杂或残采地区，采煤工作面确需串联通风时，应采取安全措施，经矿务局局长批准，可串联通风，但串联通风的次数不得超过2次，三个采煤工作面的总长度不得超过100m。规程规定的串联通风。进入串联工作面的风流巾，必须装有瓦斯自动检测报警断电装置，在此种风流中，瓦斯和二-：氧化碳浓度都不得超过05，其它有害气体浓度都应符合规程有关规定。开采有瓦斯喷出或煤与瓦斯(二氧化碳)突出的煤层。户禁任何两个工作面之间串联通风。作业：1、什么是采区通风系统？2、对采区通风系统的基本要求是什么？3、什么是U+L通风系统？4、画出采煤工作面U+L通风系统示意图。教 案 首 页 （B）章节名称：第十一章 第四节 掘进通风教学目的：让学员掌握掘进通风的方法方式，局部通风机的安装要求和“三专两闭锁”教学重点：掘进通风的方法方式、部通风机和风筒的安装使用要求和“三专两闭”教学难点：掘进通风的方法方式、部通风机和风筒的安装使用要求和“三专两闭”学时分配：总30学时，分6 学时，其中： 授课 6 学时，习题课 学时， 测验 学时，实验 学时，备注：导入新课：上节课我们学习了回采工作面的通风系统，那么掘进工作面的通风系统是个什么样的呢，这节课我们重点学习掘进工作面的通风系统。在矿井生产过程中，为了准备新水平，新采区和回采工作面，都必须掘进大量的井巷。在掘进巷道时，为了供给人员呼吸新鲜空气，稀释掘进工作面的瓦斯及爆破后产生的有害气体和矿尘，并创造良好的气候条件，必须对掘进工作面进行通风。这种通风称为掘进通风或局部通风。授课过程：一、掘进通风的方法和方式局部通风方法般可分为以下三种：1、矿井总风压通风矿井总风压通风是利用矿井主要通风机及自然风压借助导风设备对掘进工作面通风的种方法，它有以下三种布置方式。利用纵向风障导风。在掘进巷道中，安设纵向风障将巷道分成两部分；部分进风，一部分回风。做风障的材料应阻燃，抗静电，漏风小，经久耐用。用风障通风，：送风距离不长，一般在200m以内；若制作严密通风距离也可增加。这种通风方法。只能在地质构造稳定，矿山压力较小，长度较短，断面大的巷道掘进中使用。利用风筒通风，其布置方法有以下两种。A、柔性风筒通风；柔性风筒通风是将风筒设置在进风巷道中，把风流引导到掘进工作面。在风流入口处的巷道中可构筑风墙或风门，风筒穿过风墙或风门，靠主要通风机在该处造成的风压差经风筒送到工作面，如图所示B、刚性风筒通风：为了便于出煤和运输，将风筒设置在回风巷道中、把风流引导到掘进工作面。在风筒的出风口处的巷道中构筑风障或风门，风筒穿过风障或风门，靠主要通风机在该处形成的风压差使风流经巷道送到工作面，再经刚性风筒排出。 利用平行巷道通风，在掘进主巷的同时，距主巷l020m平行地掘条副巷，两条巷道之间每隔一定距离开掘联络巷贯通(即双巷掘进法)，利用矿并总风压使风流从条巷道进入掘进工作面，从另一条巷道流出。当前一联络巷贯通后，后一连络巷即行封闭，两条巷道的独头部分，采用风障或风简通风。当掘进巷道较长，采用纵向风障和风筒通风有困难时可采用平行巷道通风。 矿井总风压通风。具有通风连续可靠和安全性好等优点；但这种方法要消耗矿井总风压。掘进地点和通风距离受到限制。2、引射器通风。，是利用喷嘴喷出的高压流体(高压水或压气)在喷嘴射流的周围造成负压而吸入空气并在管内混合，将能量传递给被吸入的空气，使之具有通风压力，达到通风的目的。引射器通风般都采用压入式。从能量消耗看，压气引射器不经济。水力引射措比较好。采用引射器通风的主要优点是：无电气设备无噪声。比较安全。若采用水力引射器通风，还能起到降温，降尘的作用。其缺点是：供风量小，需要水源或压气。故引射器通风适用于需要风量不大的短距离掘进工作面。一般用于有煤与瓦斯突出的煤巷掘进中。3、通风局部通风机通风。可分为压入式，抽出式和混合式三种方法。利用局部通风机将新鲜空气经风筒压入工作面，而污风则由巷道排出。 单巷掘进压入式通风，根据巷道长度，断面大小瓦斯涌出量，以及粉尘等情况综合考虑，可选用llKW或28KW的局部通风机12台，也可选用高效低噪大功率对旋式局部通风机。此外当巷道掘进较长或瓦斯涌出量较大，用局部通风机单巷压入式通风有困难时，可采用双巷掘进压入式通风。该通风方式普遍应用于机掘和综掘工作面。我集团公司采用这种方式主要是为解决瓦斯问题。采用双巷掘进时，每隔定距离开一个联络巷以形成进、回风通风网路，当新的联络巷贯通后，立即封闭旧联络巷。联络巷外边为主通风机所造成的全风压通风，风流稳定可靠，联络巷前边为压入式局部通风机通风，通风距离短，供风最大。工作面瓦斯，炮烟易于排出。这种通风方法可以使较长的巷道实现主要通风机全风压通风，进风巷始终处于新鲜风流中，避免了掘进工作面与其它采掘工作面串联通风。另外，增加了一个安全通道，保证了安全。压入式通风设备简单，效果好，安全性高，无论有无瓦斯通风距离长短都可应用。我集团掘进工作面基本都采用压入式通风。压入式通风的优点是：局部通风机及电气设备均布置在新鲜风流中，污浊风流不通过局部通风机，安全可靠；新鲜风流从风筒末端以自由流状态射向工作面，其风流的有效射程大(一般可达78)m，易于排出工作面的污风和矿尘、通风效果好，可使用柔性风筒，设备简单，灵活方便。压入式通风的缺点是：污浊风流经巷道排出，巷道内劳动条件差。 抽出式通风。抽出式通风与压入式相反，新鲜空气由巷道进入工作面，出局部通风机抽出，污风经风筒出局部通风机抽出。混合式通风。混合式通风是压入式相抽出式同时联合使用利用压入式局扇和风筒将新鲜风流压入工作面，利用抽出式局扇和风筒将污风排出。混合式通风兼有压入式和抽出式通风的优点，如排出掘进巷道和工作面污浊风流效果好。放炮时撤到安全距离短等。但缺点也很多，如设备多，能耗大，管理复杂，不但抽式局部通风机有引起瓦斯煤尘爆炸的危险，而且压入式局部通风机设于独头巷道中，在有瓦斯煤尘积聚的情况下，压入式局扇也有引起瓦斯煤尘爆炸的危险，因此安全懂较差。我局各矿煤层巷道掘进很少采用混合式通风方式。二、掘进串联通风 掘进串联通风是指一个掘进巷道的回风全部或部分进入第二个掘进巷道。由于被串联的掘进工作面风流质量差，一旦发生事故就会使串联巷道受到灾害威胁，所以掘进串联通风方法，很不安全，为此我局关于串联通风作了以下规定： 1、“细则”第16条规定：煤与瓦斯突出矿井，在采区，顺槽掘进开口，开凿硐室及在采煤工作面重新敞开切眼时可以采用串联通风，但必须按以下规定执行： 采区，顺槽掘进开口处可以串联通风，但必须在达到安全煤柱界限或采煤工作面停采线时，开掘第联络巷，然后进行风桥施工，只有在风桥施工完毕，形成分区通风系统后，才准掘进（岩巷掘进时，见煤做第一联络巷）。进入串联工作面的风流中，必须装设瓦斯自动监测报警断电装设，严格控制瓦斯浓度不得超过05%。、串联通风掘进工作面，必须有专人检查瓦斯，严格执行“一炮三检”制度，严格检查回风流中的瓦斯浓度，不准超限作业。高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，采用串联通风时，串联次数不得超过次。2、“细则”第17条规定：低瓦斯矿井开采15号煤层时，采煤工作面分层掘进，采掘工作面可以采用串联通风，但只允许串联两次(共3台局部通风机)，超过规定时，必须制定措施，报局总上程师批准。 三、局部通风机和风筒的安装使用要求1、风简的类型和特点掘进通风使用的风筒有刚性和柔性两类。刚性风筒。它又分为金属风筒，玻璃钢风筒和金属圈作刚性骨架的可伸缩风筒三种。一般适用于抽出式通风。金属风筒和玻璃钢风筒，每节长23m，用法兰盘连接，常用风”简直径有400、500、600mm等几种，伸缩性风筒每节长10m，快速接头连接，风简直径般为600mm，常用于湿式除尘风机作抽出式风筒。钢性风筒的优点是坚固耐用，使用期限长，各种通风方式均可使用。其缺点是成本高、易腐蚀、笨重，拆装搬运不方便，在弯曲巷道中使用困难，故一般常用于建井时期的掘进通风。柔性风筒。它有胶布风筒，人造革风筒和塑料风筒之分。常用风筒的直径有300、400、500、600、800mm等几种，每节长l0米。其优点是重量轻，可伸缩、拆装方便、接头少，不用时占空间少。缺点是强度低，易损坏，使用期短。它只适用于压入式通风。由于煤矿较普遍采用压入式通风，所以柔性风管得到了广泛的使用。2、局部通风机和风筒安装、使用的要求和规定规程规定：局部通风机和风筒的安装和使用，必须符合下列要求： 局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转，并使用低噪声局部通风机安设消音器。压入式局部通风机相启动装置，必须安装在进风巷道中距回风口不得小于10m。局部通风机的吸入量必须小于全风压供给该处的风量，以免发生循环风。应采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工作面的距离及混合式通风的局部通风和风筒安设距离，应根据具体情况在作业规程中明确规定。局部通风机和掘进上作面中的电气设备，必须装有风电闭锁装置。当局部通风运转时，能立即自动切断局部通风机供风巷道中的一切电源。在瓦斯喷出区域，高瓦斯矿井，煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中的所有掘进工作面应装设两闭锁(风电锁、瓦斯电闭锁)设施当局部通风机停止运转或掘进巷道内瓦斯超限时，能立即自动切断局部通风机供风巷道内的一切电源。条件允许时，应力争装设掘进装备系列设备。低瓦斯矿井工作面的局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电或采用与采煤工作面分开供电。瓦斯喷出区域，高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，掘进工作面的局部通风机都应实行三专(专用变压器、专用开关、专用线路)供电。经矿总工程师批准，也可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路供电，但每天有专人检查1次，保证局部通风机可靠运转。使用局部通风机进行通风的掘进工作面，无论工作或交接班时，都不准停风。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，必须检查瓦斯，压入式局部通风机其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过05时，可人工开动局部通风机。三、掘进通风中有关安全措施及要求 l、掘进巷道采用混合式通风的规定和要求 岩巷的掘进通风方式，可采用压入式，也可采用混合式。煤巷、半煤岩巷的掘进方式都应采用压入式(水射流风机不受此限)，如果采用混合式通风时，必须制定安全施，报矿务局总工程师批准。 掘进巷道采用混合式通风方法时都必须采用局部通风机通风，不得采用风障通风。 掘进巷直采用混合式通风方法时，其布置方式应遵守下列规定：A、混合式通风应采用“长压短抽”的方式。压入式通风风筒的出风口或抽出式通风风筒吸风口与掘进工作面的距离，应分别在风流的有效射程和有效吸样范围内，但抽出式风筒吸风口与掘进工作面的距离不得大于3米。B、除尘风机或抽出式局部通风机必须与压入式局部通风机联动闭锁，当压入式局部通风机停止运转时，抽出式局部通风机自动停止运转，压入式局部通风机末启动时，抽出式局部通风机闭锁，不能先启动。抽出式局部通风机，必须采用经国家检定单位对防爆和防摩擦火花检验合格的抽出式局部通风机。2、局部通风机的“三专两闭锁”在瓦斯喷出区域，高瓦斯矽井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井中，所有掘进作面的局部通风机都应装设三专(专用变压器，专用开关，专用线路)两闭锁(风电、瓦电闭锁)设施两闭锁的内容： ，A 局部通风机停止运转时，立即切断供风区域内动力电源；B 局部通风机启动前，若供风区域内瓦斯超限，局部通风机不会启动，解除闭锁启动局部通风机排放瓦斯后才可正常运转；C 局部通风机启动，工作面风量符合要求后才可向供风区域送电；D 正常工作中，供风区域检测点瓦斯超限时切断相应控制区域的动力电源，而局部通机照常运转。采区变电所内，设立专供局部通风机使用的高压防瀑开关，变压器，低压馈电开关，漏断电器和供电电缆。同采区内相邻的两个掘进巷道的局部通风机，可用一条电缆从采区变电所为其供电，也可分开供电。、三专两闭锁设施的安装，使用，应符合下列要求：A 三专两闭锁设施的工程设计，应报矿总工程师批准；B 指定专人或电气班人员进行操作，定期对变压器、开关和线路进行检查与维修，并定期对风电瓦斯闭锁装置进行试验。 ，C 应设立专用运行记录簿，详细记录停、送电时间，故障处理结果等。3、停风独头巷道恢复通风，送电时的安全措施独头巷道的局部通风机必须保持经常运转，临时停工时，也不得停风；如果因临时停电或其它原因，局部通风机停止运转，风电闭锁装置立即切断局部通风机供风巷道的一切电气设备的电源，人员撤至全风压通风的进风流中，独头巷道口设置栅栏，并挂明显警示牌，严禁人员入内。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lm处瓦斯浓度超过1，应采用木板密闭予以封闭。独头巷道停风后，其内的瓦斯浓度超过1或二氧化碳浓度超过15时，必须采取门排放措施，并有符合有关规定和要求。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巷道中的切电气设备的电源。4、巷道掘进贯通时的通风要求规程规定：当贯通的两个工作面相距20m(煤巷综掘工作面相距50m)前。地测部门必须事先下达通知书，且只准从个工作面向前掘进。停掘的工作面必须正常检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须立即处理。掘进的工作面每次装药放炮前，班长必须派专人和瓦斯检查员共同到停掘的工作面检查工作面及其回风流中的瓦斯浓度。瓦斯浓度超限时，先停止掘进工作面的工作，然后处理瓦斯，只有在两个工作及其回风流中的瓦斯浓度都在l以下时，掘进的工作面方可装药放炮。此外，通风部门还必须做好下列工作：在贯通前应做好贯通调整风流的准备工作，包括绘制巷道两端附近的通风系统图，预计贯通后的风流方向，风量和瓦斯的变化情况，明确贯通时调整风流设施的布置与要求，并做好有关准备工作；贯通时，必须派干部临场统指挥，确保施工安全；贯通后、组织人员立即进行风流调整，实现全风压通风，并检查风速和瓦斯浓度符合规程有关规定后，方可恢复工作。5、掘进安全装备系列化 煤炭工业部颁布的掘进安全技术装备系列化的主要内容和标准是：局部通风机连续可靠地运转，A、低瓦斯矿井回采与掘进分开供电，局部通风机实现风电闭锁；B、高突矿井局部通风机实行“三专两闭锁”，C、高突矿井局部通风机安设载波遥讯器。 加强瓦斯检查与监测。A、高、突矿井掘进面配备专职瓦斯检查工；B、高、突矿井装备瓦斯检测装置，掘进面迎头5m吊挂便携式瓦斯报警仪；C、高、突，矿井班组长要携带便携式瓦斯报警仪。实行综合防尘。煤及半煤巷全部推行水电钻湿式汀眼，完善其它综合防尘措施。防爆与防火。A、电气没备防爆合格率达到100；B、机电没备都要装设综合保护装置；C、移动式或手持式电气没备必须使用不延燃电缆；D、照明、通讯、信号和控制用的导线都必须用橡胶电缆。安全爆破。A、高突矿井要使用乳化炸药；B、实行“一炮三检”；C、专职瓦斯检查工对放炮工的放炮工作进行监督检查；D、必须使用水炮泥。 隔爆与自救。A、瓦斯矿井入井人员必须佩戴自救器；B、高、突矿井要装备