【正文】 前言 礦井通風(fēng)是將空氣輸入礦井下，以增加礦井中氧氣的濃度并排除有害氣體，它是保障礦井安全的主要技術(shù)之一。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)是整個(gè)礦井設(shè)計(jì)內(nèi)容的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。 設(shè)計(jì) 嚴(yán)格根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》等要求，通過對(duì)比分析現(xiàn)有工作面通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，提出適合 吉林礦業(yè)集團(tuán)第一煤礦北二采區(qū) 實(shí)際條件的采煤工作面和掘進(jìn)工作面的通風(fēng)方式，并計(jì)算采煤工作面和掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量，以及整個(gè)礦井的需風(fēng)量。計(jì)算分析礦井容易和困難時(shí)期的通風(fēng)阻力，結(jié)合目前主要通風(fēng)機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了 吉林礦業(yè)集團(tuán)第一煤礦北二采區(qū) 的主要通風(fēng)機(jī)， 并繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖。最后根據(jù) 吉林礦業(yè)集團(tuán)第一煤礦北二采區(qū) 實(shí)際條件，提出 了相關(guān)安全管理措施。論文進(jìn)行的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可為礦井安全生產(chǎn)奠定一定基礎(chǔ) ，但由于作者水平有限，不足之處望讀者指正。 目錄 1 概述 ................................................... 1 礦井通風(fēng)概念 ...................................... 1 礦井空氣的主要成分 ................................ 1 礦井有毒有害氣體主要來源 .......................... 2 有毒有害氣體及其性質(zhì) .............................. 2 礦井有害氣體的危害和相關(guān)預(yù)防措施 .................. 4 礦井火災(zāi)，預(yù)防措施 ........................... 4 瓦斯災(zāi)害，防治措施 ........................... 4 煤礦基本情況 ...................................... 5 2 局部通風(fēng)設(shè)計(jì) ........................................... 7 設(shè)計(jì)原則 ......................................... 7 設(shè)計(jì)步驟 ......................................... 8 3 礦井需風(fēng)量計(jì)算 ........................................ 11 4 礦井通風(fēng)阻力計(jì)算 ...................................... 14 礦井通風(fēng)總阻力 的計(jì)算原則 ......................... 14 各分支井巷摩擦阻力計(jì)算 ........................... 14 摩擦阻力系數(shù)α .............................. 14 摩擦風(fēng)阻的計(jì)算方法 ............................... 19 5 局部通風(fēng)機(jī)選擇 ........................................ 25 局部通風(fēng) ........................................ 25 局部通風(fēng)方法 ..................................... 25 壓入式通風(fēng) .................................. 25 抽出式通風(fēng) .................................. 26 混合式通風(fēng) .................................. 26 該設(shè)計(jì)通風(fēng)機(jī)選擇 ................................. 27 6 評(píng)價(jià)礦井通風(fēng)難易程度 .................................. 29 井巷的摩擦總阻力 ................................. 29 摩擦總風(fēng)阻 ....................................... 29 等積孔面積計(jì)算 ................................... 29 7 礦井通風(fēng)設(shè)施安全技術(shù)管理措施 .......................... 31 致謝 ................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................... 34 礦山安全工程課程設(shè)計(jì) 1 吉林礦業(yè)集團(tuán)第一煤礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 概述 礦井通風(fēng)概念 依靠動(dòng)力通風(fēng)，將定量的新鮮空氣，沿著既定的通風(fēng)路線不斷的輸入井下，以滿足回采工作面、掘進(jìn)工作面、機(jī)電硐室、火藥庫以及其他用風(fēng)地點(diǎn)的需要；同時(shí)將用過的污濁空氣不斷地排出地面，這種對(duì)礦井不斷輸入新鮮空氣和排出污濁空氣的作業(yè)過程叫做礦井通風(fēng)。 礦井空氣 的主要成分 礦井空氣主要成分： 地面空氣和礦井內(nèi)有毒有害氣體。 1. 地面空氣是由多種氣體組成的干空氣和水蒸氣組合而成的混合氣體。通常狀況下，干空氣各組成的數(shù)量基本不變。一般將大氣組分分為恒定組分、可變組分和不定組分。 恒定組分系指大氣中含有氧氣占大氣總體積的百分比為 %，氮?dú)鉃?，氬氣為 %。僅此三種成分之和，占大氣的 %。除此之外，還含有微量的氖、氦、氪、氙、氡等稀有氣體。上述組分的比例在地球上任何地方幾乎可以看作是不變的。 可變組分系指除含有上述恒定組分外 ，還含有二氧化碳和水蒸氣，在通常情況下二氧化碳的含量為 %~%，水蒸氣的含量為 4%以下，這些組分在大氣中的含量是隨地區(qū)、季節(jié)、氣象以及人們的生產(chǎn)生活活等因素的影響而有所變化。 不定組分來自自然和人為兩個(gè)方面。自然卷的火山爆發(fā)、森林火災(zāi)、海嘯、地震等自然災(zāi)害形成的污染物。工業(yè)化、城市化等人為活動(dòng)排放的煙塵和其他有害氣體，是大氣不定組分的主要來源，是大氣污染的主要原因。 2. 正常的地面空氣進(jìn)入礦井后，當(dāng)其成分與地面空氣成分相差不多時(shí)，稱為礦內(nèi)新鮮空氣。由于井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了各種有毒有害 的物質(zhì)，使礦內(nèi)空氣的成分發(fā)生了一系列的變化。這種充滿在礦內(nèi)巷道中的各種氣體、礦塵和雜質(zhì)的李哲 吉林礦業(yè)集團(tuán) 第一煤 礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2 混合物，統(tǒng)稱為礦內(nèi)污濁空氣。 礦井有毒有害氣體主要來源 爆破及內(nèi)燃設(shè)備產(chǎn)生的有害氣體，含硫礦床產(chǎn)生的有毒氣體，井下火災(zāi)產(chǎn)生的有毒有害氣體，自然發(fā)火區(qū)特殊環(huán)境的有害氣體，炮煙特殊環(huán)境下的有毒有害氣體等。 有毒有害氣體及其性質(zhì) 礦內(nèi)污濁空氣對(duì)井下工人身體具有較大危害，并可能造成人員傷亡等重大事故。凡侵入人體后，能對(duì)人體產(chǎn)生傷害作用的氣體，均稱為有害。其分類有兩種方法：一種是按氣體對(duì)人體危害性質(zhì)來分；另 一種是按氣體對(duì)人體的作用來分。前者又可分為兩類，即有毒氣體和窒息性氣體。所謂有毒氣體，是指吸入人體后，對(duì)人體健康能產(chǎn)生傷害作用的氣體，如 CO（一氧化碳）和 COCl2（光氣 )等。所謂窒息性氣體，是指吸入人體后，能引起呼吸困難的氣體，如氮?dú)夂投趸嫉取? 礦內(nèi)有毒有害氣體主要來源于：爆破及內(nèi)燃設(shè)備產(chǎn)生的有毒氣體，含硫礦床產(chǎn)生的有毒氣體，井下火災(zāi)產(chǎn)生的有毒有害氣體，自然發(fā)火區(qū)特殊環(huán)境的有害氣體，炮煙特殊環(huán)境下的有害氣體等。 礦山常見的有毒有害氣體有：一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、硫化氫、光氣、氨氣、氯氣， 以及有毒有害的氣溶膠等 [2]。 它們的基本性性質(zhì)： （ CO） 一氧化碳是一種無色、 無味、 無臭的氣體。相對(duì)密度為 ，微溶于水，能與空氣均勻地混合。一氧化碳能燃燒，當(dāng)空氣中一氧化碳濃度在 13～ 75%范圍內(nèi)時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。主要危害：血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞。一氧化碳與人體血液中血紅素的親合力比氧大 250～ 300 倍。一旦一氧化碳進(jìn)入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會(huì)，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。當(dāng)它的濃度達(dá)到0 .08%， 40 分鐘引起頭痛眩暈和惡心；當(dāng)它的濃度達(dá)到 %， 5~10 分鐘引起頭痛、眩暈， 30 分鐘引起昏迷，死亡。 主要來源：爆破；礦井火災(zāi)；煤炭自燃以及煤塵瓦斯爆炸事故等。 礦山安全工程課程設(shè)計(jì) 3 （ H2S） 硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)空氣中濃度達(dá)到 %即可嗅到，但當(dāng)濃度較高時(shí)，因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氫相對(duì)密度為，易溶于水，在常溫、常壓下一個(gè)體積的水可溶解 個(gè)體積的硫化氫，所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒，空氣中硫化氫濃度為 ～ %時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主 要危害：硫化氫劇毒，有強(qiáng)烈的刺激作用；能阻礙生物氧化過程，使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時(shí)主要以腐蝕刺激作用為主，濃度較高時(shí)能引起人體迅速昏迷或死亡。當(dāng)它的濃度達(dá)到 ~%， 1~2 小時(shí)后出現(xiàn)眼及呼吸道刺激，當(dāng)它的濃度達(dá)到 ~% 。 主要來源：有機(jī)物腐爛；含硫礦物的水解；礦物氧化和燃燒；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。 （ NO2） 二氧化氮是一種褐紅色的氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，相對(duì)密度為 ，易溶于水。主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，對(duì) 眼睛、呼吸道粘膜和肺部有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，二氧化氮中毒有潛伏期，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)。 %出現(xiàn)嚴(yán)重中毒。 主要來源：井下爆破工作。 (SO2) 二氧化硫無色、有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味，空氣中濃度達(dá)到 %即可嗅到。其相對(duì)密度為 ，易溶于水。主要危害：遇水后生成硫酸，對(duì)眼睛及呼吸系統(tǒng)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用， 可引起喉炎和肺水腫。 當(dāng)濃度達(dá)到 %時(shí)，眼及呼吸器官即感到有強(qiáng)烈的刺激；濃度達(dá) %時(shí)，短時(shí)間內(nèi)即有致命危險(xiǎn)。主要來源：含硫礦物的氧化與自燃；在含硫 礦物中爆破；以及從含硫礦層中涌出。 (NH3) 無色、有濃烈臭味的氣體，相對(duì)密度為 ，易溶于水。空氣濃度中達(dá)30%時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要危害：氨氣對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。 主要來源：爆破工作，用水滅火等；部分巖層中也有氨氣涌出。 (H2) 李哲 吉林礦業(yè)集團(tuán) 第一煤 礦通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 無色、無味、無毒，相對(duì)密度為 。氫氣能自燃，其點(diǎn)燃溫度比沼氣低100～ 200℃，主要危害：當(dāng)空氣中氫氣濃度為 4～ 74%時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。 主要來源：井下蓄電池充電時(shí)可放出氫氣；有些中等變質(zhì)的煤層中也有氫氣涌出。 礦井有害氣體的危害和相關(guān)預(yù)防措施 礦井火災(zāi)，預(yù)防措施 1. 充分利用安全監(jiān)測 KJ— 95 系統(tǒng)和束管監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行預(yù)測預(yù)報(bào)工作。對(duì)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)溫度明顯變化、有芳香族碳?xì)浠衔铩?CO濃度超過 ％或增加較快時(shí)，要及時(shí)組織撤人、進(jìn)行防滅火工作。 2天在工作面下順槽和回風(fēng)隅角取樣化驗(yàn)分析一次，并視防滅火要求增加取樣點(diǎn)和縮短取樣的間隔時(shí)間。 3. 瓦檢員每班對(duì)回風(fēng)隅角和回風(fēng)流用一氧化碳檢測管或一氧化碳便攜儀檢查一次一氧化碳濃度情況。 度，保證月進(jìn)尺不少于 90m，特別是在距開切眼 200m的范圍內(nèi)。 100m 在工作面的上隅角建筑一道沙袋垛或其它固體材料垛，減少上隅角向采空區(qū)的漏風(fēng)。