【正文】 山西焦煤汾西礦業(yè)通風(fēng)處 目 錄 ?第一章 礦井通風(fēng) ?第二章 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng) ?第三章 回采工作面通風(fēng) ?第四章 掘進(jìn)通風(fēng) ?第五章 礦井通風(fēng)設(shè)施 ?第六章 通風(fēng)設(shè)備與礦井反風(fēng) 一、礦井通風(fēng) 礦井 通風(fēng)的主要任務(wù) ? 向井下連續(xù)輸送新鮮空氣，供給人員呼吸； ? 稀釋并排除井下的有毒有害氣體和礦塵； ? 創(chuàng)造良好的井下氣候條件，從而保障井下人員的身體健康和安全生產(chǎn) 礦井通風(fēng)立體示意圖 礦井通風(fēng) 礦井空氣 成分、有害氣體和氣候條件 ? 礦井空氣成分 ? 井下空氣的主要來源是地面空氣。地面空氣是由多種氣體組成的干空氣和水蒸汽組合而成的混合氣體； 通常狀況下，干空氣各組分的數(shù)量基本不變。 ? 地面空氣通過井筒進(jìn)入井下就成了井下空氣，由于受井下各種自然因素和人為生產(chǎn)因素的影響，礦井空氣將發(fā)生一系列的變化。主要有：氧氣含量減少；有毒有害氣體含量增加；粉塵濃度增大；空氣的溫度、壓力濕度等物理狀態(tài)變化等 ； ? 盡管礦井空氣成分有了一定的變化，但主要成分仍同地面一樣，由氧氣、氮?dú)夂投趸嫉冉M成。 礦井通風(fēng) 干 空氣主要成分 礦井通風(fēng) 氧氣（ O2） ? 氧氣是一種無色、無味、無臭的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為 。氧氣是很活躍的化學(xué)元素，易使多種元素氧化，能助燃。 ? 氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所需要的氣體。人類在生命活動(dòng)過程中，必須不斷吸入氧氣，呼出二氧化碳。人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動(dòng)強(qiáng)度等。 ? 空氣中氧的濃度對(duì)人的健康影響很大。最有利于呼吸的氧濃度為 21%左右；當(dāng)空氣中的氧濃度降低時(shí)，人體就可能產(chǎn)生不良的生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不舒適的癥狀，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致缺氧死亡。 ? 《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中氧氣濃度（按體積百分比計(jì)算）不得低于 20%。 礦井通風(fēng) 下表為 人體缺氧癥狀與空氣中氧濃度的關(guān)系 ?礦內(nèi)空氣中氧濃度降低的主要原因 ?人員呼吸 ?煤巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化 ?煤炭自燃 ?瓦斯、煤塵爆炸 ?煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體 礦井通風(fēng) 氮?dú)猓?N2） ?氮?dú)馐菬o色、無味、無臭的惰性氣體，是新鮮空氣中的主要 成分，對(duì)空氣的相對(duì)密度為 ，它本身無毒、不助燃，也不供呼吸。 ?但空氣中若氮?dú)鉂舛壬?，則勢(shì)必造成氧濃度相對(duì)降低，從而也可能導(dǎo)致人員的窒息性傷害。正因?yàn)榈獨(dú)鉃槎栊詺怏w，因此又可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。 ?礦井空氣中氮?dú)庵饕獊碓词牵旱孛娲髿狻⒕卤坪蜕锏母癄€，有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍觥? 礦井通風(fēng) 二氧化碳（ CO2） ?二氧化碳是無色，略帶酸臭味的氣體， 相對(duì)密度 為 ，是一種 較重的氣體，很難與空氣均勻混合，故常積存在巷道的底部，在靜止的空氣中有明顯的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，對(duì)眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。 ?在新鮮空氣中含有微量的二氧化碳對(duì)人體是無害的，但如果空氣中完全不含有二氧化碳，則人體的正常呼吸功能就不能維持。 礦井通風(fēng) 礦井空氣中的有害氣體 ? 瓦斯（ CH4） ?瓦斯的主要成分是甲烷（ CH4），甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為 ，難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高 。 ?雖然無毒，但當(dāng)濃度較高時(shí)，會(huì)引起窒息。不助燃，但在空氣中具有一定濃度（ 5～ 16 %）并遇到高溫（ 650～ 750 ℃ ）時(shí)能引起爆炸。 ?《規(guī)程》規(guī)定，工作面進(jìn)風(fēng)流中 CH4的濃度不能大于 %，采掘工作面和采區(qū)的回風(fēng)流中 CH4的濃度不能大于 %，礦井和一翼的總回風(fēng)流中， CH4最高容許濃度為 %。 礦井通風(fēng) 礦井空氣有毒有害氣體最高允許濃度 礦井通風(fēng) 一氧化碳（ CO） ?一氧化碳 是一種無色、無味、無臭的氣體，相對(duì)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，濃度在 13～ 75%時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)； ?一氧化碳 劇毒且與人體血液中血紅素的親合力比氧 親和力 大 的 250～ 300倍（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 ” 中毒事故。 礦內(nèi) CO的來源與允許濃度 空氣中一氧化碳的主要來源有：礦內(nèi)爆破作業(yè)、煤炭自燃及發(fā)生火災(zāi)或煤塵、瓦斯爆炸時(shí)都能產(chǎn)生一氧化碳 。 礦井通風(fēng) 硫化氫（ 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。硫化氫對(duì)空氣的相對(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)。 ?硫化氫有劇毒，有強(qiáng)烈的刺激作用，不但能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫；而且還能阻礙生物的氧化過程，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，腐蝕刺激作用往往不明顯。 礦井通風(fēng) 井下 H2S的來源 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)和廢舊巷道積水中放出；我國(guó)有些礦區(qū)煤層中也有硫化氫涌出。 二氧化氮 （ 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 . ?二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸 ,對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)可引起肺水腫。 ?二氧化氮中毒有潛伏期，有的在嚴(yán)重中毒時(shí)尚無明顯感覺，還可堅(jiān)持工作。但經(jīng)過 6～ 24小時(shí)后發(fā)作，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，并出現(xiàn)嚴(yán)重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。 二氧化氮的來源 井下爆破工作。 礦井通風(fēng) 二氧化硫 （ SO2） ?二氧化硫?yàn)闊o色氣體，具有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味，對(duì)空氣的相對(duì)密度為，易積聚在巷道底部，易溶于水。 ?二氧化硫能被眼結(jié)膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收，刺激眼粘膜和鼻咽等粘膜；二氧化硫與水后生成硫酸 ,對(duì)呼吸器官有腐蝕作用 ,使用喉嚨和支氣管發(fā)炎 ,呼吸麻痹 ,嚴(yán)重時(shí)引起肺病水腫 ,當(dāng)空氣中含二氧化硫?yàn)?%時(shí) ,嗅覺器官能聞到刺激味。 %時(shí) ,有強(qiáng)烈的刺激 ,可引起頭痛和喉痛。%時(shí)，引起急性支氣管炎和肺水腫，短期間內(nèi)即死亡。 二氧化 硫 的來源 礦內(nèi)含硫礦物氧化、燃燒及在含硫礦物中爆破都會(huì)產(chǎn)生二氧化硫，有時(shí)含硫礦層也涌出二氧化硫。 礦井通風(fēng) 氨氣（ NH3） ?氨氣為無色、 有濃烈臭味、 有劇毒的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為 ，易溶于水， 對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫，嚴(yán)重時(shí)失去知覺，以致死亡。 氨氣的來源 ?氨氣主要是在礦井發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)產(chǎn)生。 礦井通風(fēng) 氫氣（ H2） 氫氣無色 、 無味 、無毒 ， 相對(duì)密度為 ，井下最輕的有害氣體。 具有爆炸性，在礦井火災(zāi)或爆炸事故中和井下充電硐室均會(huì)產(chǎn)生，其最高 允許濃度為 %。 礦井氣候條件 ?礦井氣候是指礦井空氣的 溫度 、 濕度 和 風(fēng)速 這三個(gè)參數(shù)的綜合作用狀態(tài)。這三個(gè)參數(shù)的不同組合，便構(gòu)成了不同的礦井氣候條件。 ?礦井氣候條件對(duì)井下作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)安全有重要的影響。 ? 溫度 ?溫度是影響礦井氣候的重要因素，最適宜的礦井空氣溫度為 15℃ 20℃ 。 ?《規(guī)程》規(guī)定 ?進(jìn)風(fēng) 井口以下 的 空氣溫度（干球溫度） 必須在 2℃ 以上 ； ?生產(chǎn)礦井 采掘工作面的氣溫不得超過 26℃ ，機(jī)電硐室內(nèi)的氣溫不得超過30℃ ；當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。 ?采掘工作面的空氣溫度超過 30℃ 、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過 34℃ 時(shí)，必須停止作業(yè)。 礦井通風(fēng) 濕度 ?空氣的濕度是指空氣中所含的水蒸氣量或潮濕程度，一般認(rèn)為相對(duì)濕度在 50%60%對(duì)人體最為適宜。 ?濕度的表示方式 ?絕對(duì)濕度 —— 指 單位體積 濕空氣中所含水蒸 氣的質(zhì) 量。 ?相對(duì)濕度 —— 指濕空氣中實(shí)際含有水蒸 氣 量與同溫度下的飽和水蒸 氣 量比 值 的百分?jǐn)?shù)。 式中 ρw —— 空氣中所含水蒸汽量 (即絕對(duì)濕度 )， g/m3； ρs —— 在同一溫度下空氣中的飽和水蒸汽量， g/m3 ?？諝庵酗柡退羝康拇笮∪Q于空氣的溫度。 ?變化規(guī)律：礦井的 進(jìn)風(fēng)線路有可能出現(xiàn)冬干夏濕的現(xiàn)象。 礦井通風(fēng) 風(fēng)速 ?風(fēng)速過低，汗水不易蒸發(fā)，人體感到悶熱，有害氣體和礦塵也不能及時(shí)排散；風(fēng)速過高，散熱過快，易使人感冒，并造成井下落塵飛揚(yáng)，對(duì)安全生產(chǎn)和人體健康也不利。 礦井通風(fēng) ?巷道 中的速度分布 空氣在巷道內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于受到內(nèi)外摩擦的影響，風(fēng)速在巷道斷面內(nèi)的分部是不均勻的。一般來說，在巷道的軸心部分風(fēng)速最大，而靠近巷道周壁風(fēng)速最小。 井巷中的允許風(fēng)流速度 礦井通風(fēng) ?規(guī)程中明確規(guī)定了 （ 1）、 設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過 8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按 上 表規(guī)定執(zhí)行。 （ 2）、 無瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于 上 表的規(guī)定值，但不得低于 。 （ 3）、 綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于 上 表的規(guī)定值，但不得超過 5m/s。 （ 4）、專用排瓦斯巷道的風(fēng)速不得低于 ，抽放瓦斯巷道的風(fēng)速不應(yīng)低于 。 礦井通風(fēng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng) ? 通常被稱為礦井的心臟與動(dòng)脈。礦井通風(fēng)是保障礦井安全的最主要技術(shù)手段之一。 是礦井通風(fēng)方式、主要通風(fēng)機(jī)的工作方法、礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)設(shè)施的總稱。 ? 礦井必須有完整獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。兩個(gè)及以上獨(dú)立生產(chǎn)的礦井不允許有共用的主要通風(fēng)機(jī)、進(jìn)、回鳳井和通風(fēng)巷道。 ? 礦井的通風(fēng)系統(tǒng)必須根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、煤層自燃傾向性等條件，通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 ? 所有礦井必須采用機(jī)械通風(fēng)，礦井主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面。 ? 規(guī)程規(guī)定 進(jìn)風(fēng)井口必須布置在粉塵、有害和高溫氣體不能侵入的地方。已布置在粉塵、有害和高溫氣體能侵入的地點(diǎn)的，應(yīng)制定安全措施。 礦井通風(fēng) 下圖為一礦井通風(fēng)示意圖與網(wǎng)絡(luò)圖 礦井通風(fēng) 、礦井通風(fēng)方式 ? 礦井通風(fēng)方式是指礦井進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布置方式。按進(jìn)、回風(fēng)井的位置不同，分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式和混合式四種 。 （ 1）中央式是進(jìn)、回風(fēng)井均處于井田走向中央。按進(jìn)、回風(fēng)井沿傾斜方向相對(duì)位置的不同，又可分為中央并列式和中央邊界式兩種。 （ 2）對(duì)角式是指進(jìn)回井大致布置在井田的中央，回風(fēng)井分別布置在井田上部邊界沿走向的兩翼上。根據(jù)回風(fēng)井沿走向的位置不同，又分為兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式兩種。 （ 3）區(qū)域式是指在井田的每一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域開鑿進(jìn)、回風(fēng)井，分別構(gòu)成獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。 （ 4）混合式是中央式和對(duì)角式的混合布置，因此混合式的進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井?dāng)?shù)目最少有 3個(gè)?；旌鲜娇梢苑譃椋褐醒氩⒘信c兩翼對(duì)角混合式、中央邊界與兩翼對(duì)角混合式，中央并列與中央邊界混合等，混合式一般是老礦井進(jìn)行深部開采時(shí)所采用的通風(fēng)方式。 礦井通風(fēng) 、 各種通風(fēng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件 （ 1）中央并列式 ? 優(yōu)點(diǎn)：初期開拓工程量小，投資少，投產(chǎn)快；地面建筑集中，便于管理；兩個(gè)井筒集中，便于開掘和井筒延深；井筒安全煤柱少，易于實(shí)現(xiàn)礦井反風(fēng)。 ? 缺點(diǎn)：礦井通風(fēng)路線是折返式，線路較長(zhǎng)，阻力較大，特別是當(dāng)井田走向很長(zhǎng)時(shí)，邊遠(yuǎn)采區(qū)與中央采區(qū)風(fēng)阻相差懸殊，邊遠(yuǎn)采區(qū)可能風(fēng)量不足；由于進(jìn)、回風(fēng)井距離近，井底漏風(fēng)較大，容易造成風(fēng)流短路，安全出口少（只有 2個(gè)），工業(yè)廣場(chǎng)受主要通風(fēng)機(jī)噪聲影響和回風(fēng)流的污染。 ? 適用條件：井田走向長(zhǎng)度小于 4km，煤層傾角大，埋藏深，瓦斯與自燃發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井。 礦井通風(fēng) 進(jìn)風(fēng)井(1)采區(qū)(2)回風(fēng)井一水平二水平采區(qū)礦井通風(fēng) ? （ 2）中央邊界式 ? 優(yōu)點(diǎn)：安全性好，通風(fēng)阻力比中央并列式小，礦井內(nèi)部漏風(fēng)少，有利于瓦斯和自燃發(fā)火的管理，工業(yè)廣場(chǎng)不受主要通風(fēng)機(jī)噪聲影響和回風(fēng)流的污染。 ? 缺點(diǎn) :增加一個(gè)風(fēng)井場(chǎng)地，占地和壓煤較多；風(fēng)流在井下運(yùn)動(dòng)線路為折返式，風(fēng)流線路長(zhǎng)，通風(fēng)阻力大。 ? 適用條件：井田走向長(zhǎng)度小于 4km，煤層傾角較小，埋藏淺，瓦斯與 自燃發(fā)火都比較嚴(yán)重的礦井。 礦井通風(fēng) 中央分列式(b)