矿井通风技术

矿井通风技术简介朱红青中国矿业大学北京校区资源与安全工程系安全科学技术学院重大事故分析研究所所长电话：010－62331942（办公室）mail地址：zhq@0通风的重要性（1）日常管理：基础理论重点：压力、风量（2）救灾：陈家山救灾为例判断：瓦斯爆炸的可能性风量瓦斯涌出量火源瓦斯积聚地点：采空区瓦斯是否消耗光？灾后通风系统示意图1矿井通风概述稀释排出有毒有害气体、矿尘、创造安全、健康的环境矿井空气地面：氧――20.96％、氮――79％、二氧化碳――0.04％井下：煤岩涌出气体和可燃物氧化，使成分、浓度变化瓦斯――煤岩层涌出气体总称，主要成分是甲烷。*这些气体在《煤矿安全规程》最高允许浓度限时，能嗅出。气体色、味、嗅相对密度水溶性毒理燃烧爆炸性来源氧无1.11微无无大气氮无0.97微无无大气、爆破二氧化碳微酸臭1.52易刺激无氧化、燃烧、涌出甲烷无0.55微无有煤岩涌出一氧化碳无0.97微剧毒有爆破、燃烧、爆炸二氧化氮红褐色1.57易剧毒无爆破硫化氢*

臭鸡蛋1.19易剧毒有老空、涌出二氧化硫*

硫磺味2.32易剧毒无涌出、含硫矿氧化、燃烧氢气无0.07微溶无有火区、充电氨气*

氨水味0.6易剧毒无火灾、爆炸2矿井通风系统矿井通风系统的类型及其适用条件:1）中央式：进回风井位于井田走向中央，风流在井下的流动路线是折返式。（1）中央并列式：进、回风井布置在井田中央工业广场。特点：地面建筑和供电集中，便于管理，建井期较短，便于贯通，井筒延伸通风方便，但风流路径长，风阻较大，井底车场和进回风井间压差大，漏风大。适用条件：井田走向长度不大（小于4km），瓦斯及自燃不严重的矿井。(a)中央并列式主井副井风井（2）中央分列式：

其进回风井沿井田倾斜方向相隔一段距离。回风井位于井田浅部边界沿走向的中央，不在工业广场内。特点：进回风井巷间的漏风通过中央采区的采空区，工业广场不受抽出式主要通风机噪音的影响。适用条件：与中央并列式相同。

(b)中央分列式风井主井副井

两翼对角式：进风井位于井田中央，回风井设在沿走向的两翼。特点：通风路线较短，阻力和漏风较小，各采区间风阻较均衡，便于按需分风。工业广场不受回风污染和抽出式主要风机噪音危害。适用条件：井田走向长，产量高，需风量大，易自燃，有突出危险的矿井。

（c）两翼对角式风井风井主井副井

分区式：进风井位于井田中央，开采井田浅部，在每采区掘一个小回风井与采区回风巷相通，不必掘总回风巷。开采井田深部，往往转变为两翼对角式。特点：基本与两翼对角式相同，浅部开采不掘总回风巷，加快投产时间，但开采深部煤田时，通风方式需变化，对生产有一定干扰。适用条件：同两翼对角式，且煤层赋存浅，要求投产期短的矿井。

(d)分区式主井副井风井风井风井3矿井主要通风机工作方式及其特点压入式：主要通风机设在入风井口，在压入式通风机作用下，矿井井巷大气处在高于当地大气压力的正压状态，矿井地面漏风是从矿内漏向地面。

特点：A．井下巷道大气处于正压状态，有助于抑制煤壁和采空区瓦斯漏出。B．压入式通风使采空区自燃生成有害气体通过塌陷区向外漏出，减小对井下生产和人员安全的影响。C．压入式风机停止运转，井下巷道大气绝对静压下降，可能导致煤壁和采空区瓦斯涌出增大。

D．自燃生成气体直接经营者塌陷区漏出,可能导致自燃隐患难以及时发现。E.火源具有指向供风方向蔓延特性,促进自燃向采煤工作面方向发展。F.压入式通风的进风区装设的控风设施对生产有干扰,控风设置易损坏,漏风较大,通风管理较困难。(a)压入式风井主井副井抽出式:主要通风机设在回风井口,在抽出式通风机作用下,矿井井巷大气处在低于当地大气压力的负压状态,矿井地面漏风是从地面漏向矿内。特点:其优缺点与压入式相反。另外,在故井与小煤窑相通时,会把小窑积存的有害气体抽入矿井,同时,小窑发生事故也会对矿井造成威胁。（b）抽出式风井主井副井压抽混合式：主要通风机分别设置于进回风井口。主要用于压入、抽出互相转换的过渡期。特点：因正压、负压均不大，漏风量较小。但通风管理复杂。(c)压抽混合式副井风井风井主井4采区长壁工作面的通风方式和特点1)一进一回的工作面通风系统（U型、Z型）U型后退：工作面进、回风巷布置在煤体侧，在我国应用普遍。优点：系统简单、可靠、漏风小。缺点：上隅角瓦斯易超限，巷道掘进提前量大。U型前进：工作面进、回风巷布置在采空区侧。优点：巷道掘进独头通风长度短，巷道掘进提前量小，采空区瓦斯不进入工作面。缺点：漏风大，掘进对回采有干扰，进回风巷维护困难。前进式

U型

后退式Z型后退：工作面进风巷布置在煤体侧，回风巷布置在采空区侧。优点：采空区瓦斯不进入工作面。缺点：漏风大，回风巷维护困难。Z型前进：工作面进风巷布置在采空区侧，回风巷布置在煤体侧。优点：巷道掘进提前量较小。缺点：采空区瓦斯进入工作面，漏风大，进风巷维护困难。后退式前进式Z型2)两进一回或一进两回的工作面通风系统（Y型、W型、双Z型）用于增加采区工作面的风量，减少上隅角瓦斯积聚。Y型系统工作面两端巷道均进风，其中一条越过工作面后成为回风巷，通往采区边界的回风巷。后退式前进式型YW型系统工作面两端及中部分别与位于采空区侧（前进式）或煤体侧（后退式）三条巷道相联，其中选择二条巷道进（回）风，一条巷道回（进）风。型W双Z型系统工作面两端与位于采空区侧（前进式）或煤体侧（后退式）的二条进风巷道相联，工作面中部与位于煤体侧（前进式）或采空区侧（后退式）的一条回风巷道相联。双型Z3)两进两回的工作面通风系统（H型系统）工作面两端分别与贯通煤体侧和采区侧的两条巷道相联，形成两条进风巷、两条回风巷的通风系统。其特点:工作面风量大，减少采空区工作面的瓦斯涌出量。采煤工作面接替（准备、搬家）正常工作程序打乱、工序多H型5矿井供风标准

目的：保证向矿井各用风地点输送足够数量的新鲜空气，用以稀释有毒有害气体，排除矿尘和保持良好的工作环境，确保矿井安全生产。

供风标准：按下列要求分别计算并选取其中最大值井下同时工作的最多人数乘以井下采煤、掘进、硐室和其它地点需风量的总和。各地点实际需风量，必须使该地点风流中瓦斯、二氧化碳、氢气和其它气体的浓度、风速以及温度、每人供风量符合《煤矿安全规程》的有关规定。煤矿企业应根据具体条件，制定风量计算方法，至少每5年修订1次。矿井通风管理的核心—以风定产，“以风定产”的两个主要内容”：1、以矿井及采煤面实际风量来核定产量变化。风量不足的原因：矿井生产条件变化（如瓦斯涌出量预测值偏低）。矿井产量发生变化。2、具备合理的通风方式和通风系统。“以风定产”的三个层次采掘工作面按需配备足够风量采区具备合理的通风系统矿井具备合理的通风方式和通风系统“以风定产”—处理好生产与通风的关系遵循两原则“通风为生产服务”的原则。“生产（含开拓、采掘设计、布置）必须服从合理通风规律”的原则。不遵循“合理通风”的规律为瓦斯爆炸、火灾灾害的发生和救灾带来很大的隐患。火灾、爆炸灾害事故教训开拓布置、采掘计划不遵循“合理通风规律”所致造成重大事故隐患、给救灾工作造成极大困难；破坏“分区通风”→灾害防治带来困难；通风系统复杂（复杂网络、通风构筑物多）通风管理困难、隐患多、抗灾能力差、救灾困难；不合理的通风方式主、辅扇、正负压混合通风；地表漏风大：正压通风（把火引向采面、预警困难）。“通风与生产”关系没处理好的后果6矿井反风目的：为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反风方式全矿性反风：各主要风道风流全部反风。在矿井进风井、井底车场、主要进风大巷或中央石门发生火灾时常采用全矿性反风，避免火灾烟流进入人员密集的采掘工作面。局部反风：采区内部发生灾害时，维持主要通风机正常运转，主要进风风道风向不变，调节风门使采区内部风流反向。在采区内部区域发生火灾采用局部反风。矿井反风注意事项

遵守《煤矿安全规程》规定。反风演习应注意井下各区域的供风量变化、瓦斯浓度以及对火区和采空区气体的影响。注意反风后影响区域人员的通讯联系和撤退。平常对井下人员进行反风知识的教育。（特别是延伸水平与上水平贯通）（108条）贯通前

应了解对矿井通风系统的影响贯通时的安全措施

停掘面、保持通风、设置警戒、检查瓦斯贯通后

停止影响区域工作、调整通风系统7巷道贯通8局部通风掘进工作面通风及其对瓦斯涌出的影响掘进安全技术装备掘进工作面瓦斯爆炸事故局部瓦斯积聚掘进工作面通风及其对瓦斯涌出的影响必须采用全风压通风和局部通风机通风局部通风机工作方式也可分为压入式、抽出式、抽－压混合式工作方式优点缺点适用条件压入式污风不经风机，射程远，可用柔性风筒，漏风稀释污风

污风经巷道排出，污风排出时间长巷道有瓦斯，巷道不长，瓦斯突出巷抽出式优缺点与压入式相反巷道无瓦斯抽－压混合式兼有抽－压优缺点巷道长、无瓦斯严禁3机供1面和1机供2面

9掘进安全技术装备高、突、喷瓦斯矿：甲烷、风电闭锁装置、三专供电（专用变压器、专用开关、线路）甲烷断电仪。掘进工作面瓦斯爆炸事故一般性和异常情况的出现安全双保护层作业掘进工作面（140条、141条1.5％）掘进工作面瓦斯异常涌出及局部瓦斯积聚循环风128条（木冲沟矿事故及附图）控制火源控制瓦斯安全局部风机停风积存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯循环风新鲜风不够四台局部风机用，产生循环风,高浓度瓦斯回流，遇拆卸矿灯的火源引起爆炸。木冲沟矿因循环风引起瓦斯爆炸示意图

停工区的通风管理（存在重大安全隐患）定义：临时或长期停止作业的区域，由于通风不良或未通风，在该区域积聚大量瓦斯，对相关作业构成隐患。存在问题临时停风掘进工作面，不检查瓦斯就恢复通风（141条）巷道积存瓦斯的违规排放（140、141条）巷道贯通封闭区（改变通风系统、瓦斯排放）（108、140条）10停工区的通风管理日常管理要点遵守《煤矿安全规程》规定恢复临时停工区通风，必须先检查瓦斯，符合规定才能通风（140、129条）贯通停工区，应事先排放停工区积聚瓦斯（140.141条）停风后、立即停止作业、撤除人员、切断电源（129条）制止安全排瓦斯措施机电设备的管理、维护，减少故障性断电，保证电器防爆性能良好工作面上隅角瓦斯瓦斯尾巷、局部瓦斯抽放（移动式瓦斯泵）、风幛导风