【正文】 擇 .................................................................................................... 35 通風(fēng)等積孔及摩擦風(fēng)阻 .............................................................................................. 38 本章小結(jié) ...................................................................................................................... 39 5 礦井一通三防安全管理措施 .............................................................................................. 39 通風(fēng)安全管理措施 ...................................................................................................... 39 防瓦斯安全管理措施 .................................................................................................. 40 預(yù)防瓦斯積聚 .................................................................................................. 41 防止瓦斯引爆火源 .......................................................................................... 41 防火安全管理措施 .................................................................................................... 42 防塵安全管理措施 .................................................................................................... 43 本章小結(jié) ...................................................................................................................... 44 6 結(jié)論及建議 ............................................................................................................................ 44 結(jié)論 .............................................................................................................................. 44 建議 .............................................................................................................................. 45 7 致謝 ........................................................................................................................................ 45 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 46 1 緒論 研究背景及意義 研究背景 我國(guó)是煤炭大國(guó)，也是產(chǎn)煤大國(guó)，同時(shí)還是煤炭消耗量最大的國(guó)家。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)煤炭探明總儲(chǔ)量在 1萬(wàn)億 t以上，居世界前列；已知含煤面積 55 萬(wàn)多 km178。煤炭是工業(yè)的糧食，煤炭工業(yè)發(fā)展的快慢，將直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生。這也從一個(gè)側(cè)面反映了在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，我國(guó)仍將對(duì)能 源保持著較高的需求；也間接促使我國(guó)成為世界能源消費(fèi)大國(guó)。而對(duì)于煤炭的需求，將在未來(lái)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持現(xiàn)狀，不會(huì)有大幅度的規(guī)模變動(dòng)及減產(chǎn)現(xiàn)象出現(xiàn)。表 [2]是近十年我國(guó)煤炭事故統(tǒng)計(jì)。煤礦安全生產(chǎn)事故，不但給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民的生命安全造成了巨大的損失，并且嚴(yán)重的影響了我國(guó)的國(guó)際形象。 礦井通風(fēng)是保障礦井安全生產(chǎn)的重要技術(shù)手段之一， 對(duì)維護(hù)礦井安全生產(chǎn)發(fā)揮著極為重要的作用 。在生產(chǎn)礦井中，有不少礦井因通風(fēng)設(shè)計(jì)不合理造成1 了不必要的損失。因此搞好礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)對(duì)礦井安全生產(chǎn)、增產(chǎn)增效至關(guān)重要。眾所周知，井下風(fēng)量不足會(huì)引起瓦斯積聚，工作環(huán)境溫度升高，缺氧造成人員傷害等問(wèn)題，而風(fēng)量過(guò)剩也會(huì)導(dǎo)致不良的影響，如漏風(fēng)量大，動(dòng)力過(guò)度消耗，風(fēng)流發(fā)生過(guò)度的冷卻作用，巷道內(nèi)礦塵飛揚(yáng)，激發(fā)煤的自燃等。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 煤炭是世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源，很早以前，就有采礦的歷史，水到渠成礦井通風(fēng)也隨之產(chǎn)生。為了加大通風(fēng)壓力， 1650 年在回風(fēng)路線上設(shè)置火筐， 1787 年又在回風(fēng)路線上設(shè)置火爐，使回風(fēng)風(fēng)流加熱。 1807 年風(fēng)量約200m3/min，獸力活塞式空氣泵， 1849 年轉(zhuǎn) 速約 95 轉(zhuǎn) /分，風(fēng)量約 500m3/min 的蒸汽鐵質(zhì)離心式扇風(fēng)機(jī)； 1898 年電力初型軸流式扇風(fēng)機(jī)相繼投入使用。 礦井通風(fēng)的主要?jiǎng)恿κ峭L(fēng)機(jī)。目前，用于礦井的主要有離心式和軸流式兩類(lèi)通風(fēng)機(jī)，以前全用離心式。礦井的通風(fēng)系統(tǒng)可以看做是礦井通風(fēng)的呼吸系統(tǒng)，其包括，向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排除污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方法，以及主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和風(fēng)流的控制設(shè)施。各通風(fēng)系統(tǒng)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，利用各系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用于不同的井田，不僅能保證井下通風(fēng)安全，也有利井下正常生產(chǎn)。前者適用于煤層傾角大、埋藏深、2 井田走向長(zhǎng)度小于 4km，瓦斯與自 然發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井。后者適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，井田走向長(zhǎng)度不大，瓦斯與自然發(fā)火比較嚴(yán)重的礦井。前者適用于煤層走向大于 4km，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長(zhǎng)，產(chǎn)量較大的礦井。 區(qū)域式通風(fēng)系統(tǒng)，適用于井田面積大、儲(chǔ)量豐富或瓦斯含量大的礦井。風(fēng)流路線短，阻力小。不足點(diǎn)是其通風(fēng)設(shè)備多，不便管理。其優(yōu)點(diǎn)是回風(fēng)井?dāng)?shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。 壓入式：主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式主要通風(fēng)機(jī)作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮籂顟B(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。 抽出式：主要通風(fēng)機(jī)安裝在回風(fēng)井口，在抽出式主要通風(fēng)機(jī)的作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱呢?fù)壓狀態(tài)。 壓抽混合式：在入風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)做壓入式工作，在回風(fēng)井口設(shè)一風(fēng)機(jī)做抽出式工作。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)。 采煤工作面及掘進(jìn)面通風(fēng)方法 （ 1）采煤工作面通風(fēng)方法 通風(fēng)設(shè)計(jì)中采煤工作面的通風(fēng)系統(tǒng)，由采煤工作面的瓦斯、溫度和煤層自燃發(fā)火等所確定的，目前通風(fēng)設(shè)計(jì)，根據(jù)采煤工作面進(jìn)回風(fēng)巷道的布置方式和數(shù)量，可將工作面通風(fēng)系統(tǒng)分為 U形與 Z形通風(fēng)系統(tǒng)， Y形、 W 形及雙 Z 形通風(fēng)系統(tǒng)等類(lèi)型。這種工作面通風(fēng)系統(tǒng)只有一條進(jìn)風(fēng)巷道和一條回風(fēng)巷道 。其優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作面進(jìn)、回風(fēng)巷要提前掘進(jìn)，維護(hù)工作量大。采用前進(jìn)式 U 形通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）的工作面的采空區(qū)瓦斯不涌向工作面，而是涌向回風(fēng)平巷。 Z形前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）的工作面的進(jìn)風(fēng)側(cè)沿采 空區(qū)可以抽放瓦斯，采空區(qū)的瓦斯易涌向工作面，特別是上隅角，回風(fēng)側(cè)不能抽放瓦斯。 ② Y 形、 W形及雙 Z形通風(fēng)系統(tǒng)，這三種采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)均為兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回的采煤 工作面通風(fēng)系統(tǒng)。生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用較多的是回風(fēng)側(cè)加入附加的新鮮風(fēng)流，與工作面回風(fēng)匯合后從采空區(qū)側(cè)流出。后退式 W 形通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示），用于高瓦斯的長(zhǎng)工作面或雙工作面。 W形前進(jìn)式通風(fēng)系統(tǒng)的巷道維護(hù)在采空區(qū)內(nèi)，巷道維護(hù)困難，漏風(fēng)大，采空區(qū)涌出的瓦斯量也大。雙 Z形通風(fēng)系統(tǒng)，其中間巷與上、下平巷分別在工作面的兩側(cè)。漏風(fēng)攜帶出的瓦斯可能會(huì)使工作面超限；雙 Z 形后退式通風(fēng)系統(tǒng)（如圖 所示）的上、下入風(fēng)平巷布置在煤體中，漏風(fēng)攜帶出的瓦斯不進(jìn)入工作面，工作面比較安全 [3]。在工作面和采空區(qū)的瓦斯涌出量較大，在入風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)都需增加風(fēng)量以稀釋整個(gè)工作面的瓦斯，可考慮采用 H 形通風(fēng)系統(tǒng) [3]。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)是我國(guó)礦井廣泛采用的一種掘進(jìn)通風(fēng)方法。局部通風(fēng)機(jī)的常用通風(fēng)方式有壓入式、抽出式和混合式 [3]。如圖 所示。新鮮風(fēng)沿巷道流入，污風(fēng)通過(guò)風(fēng)筒由局部通風(fēng)機(jī)抽出，如圖 所示。按局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒的布設(shè)位置，分為長(zhǎng)壓短抽、長(zhǎng)抽短壓和長(zhǎng)抽長(zhǎng)壓。 長(zhǎng)抽短壓（前壓后抽）。其布置如圖 所示。新鮮風(fēng)流經(jīng)壓入式長(zhǎng)風(fēng)筒送入工作面，工作面污風(fēng)經(jīng)抽出式通風(fēng)除塵系統(tǒng)凈化，被凈化后的風(fēng)流沿巷道排出。 圖 長(zhǎng)壓短抽通風(fēng)方式 混合式通風(fēng)的主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量，當(dāng)掘進(jìn)巷道斷面大時(shí)風(fēng)速就更小，則 此段巷道頂板附近易形成瓦斯層狀積聚。 6 一般，混合式通風(fēng)是大斷面長(zhǎng)距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式。其通風(fēng)量取決于可利用的風(fēng)壓和風(fēng)路風(fēng)阻。這種方法輔助工程小，風(fēng)筒安裝、拆卸比較方便，通常用于需風(fēng)量不大的短 巷掘進(jìn)通風(fēng)中，如圖 所示。兩條平行巷道的獨(dú)頭部分可用風(fēng)障或風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，巷道的其余部分用主巷進(jìn)風(fēng)，配巷回風(fēng)。這種方法也常用于解決長(zhǎng)巷掘進(jìn)通風(fēng)的困難，如圖 所示。此種方法用于煤層上山掘進(jìn)通風(fēng)，有良好的排瓦斯效果，如圖 所示。在短巷掘進(jìn)時(shí)，可用木板、帆布；長(zhǎng)巷掘進(jìn)，可用磚、石、混凝土材料構(gòu)筑風(fēng)墻。適用于短距離或 無(wú)其他好方法可用時(shí)采用，如圖 所示。因此在瓦斯涌出量大，使用通風(fēng)設(shè)備不安全或技術(shù)不可行的局部地點(diǎn)，可以使用全風(fēng)壓通風(fēng)。 引射器通風(fēng)，引射器產(chǎn)生的通風(fēng)負(fù)壓，通過(guò)風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法。 水管（風(fēng)管） 引射器 風(fēng)筒 圖 引射器通風(fēng) 引射器通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)電氣設(shè)備，無(wú)噪聲；具有降溫、降塵作用。缺點(diǎn)是風(fēng)壓低、風(fēng)量小、效率低，并存在巷道積水問(wèn)題。 使用的前提條件是有高壓水源或氣源 [3]。如礦井供風(fēng)量每人不少于 4m3/min，在主要進(jìn)風(fēng)道、回風(fēng)道、修理中的井筒和提升人員、物料的井筒最大風(fēng)速不能超過(guò) 8m/s。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及工作流程 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1）確定 XX 煤礦通風(fēng)方式。 （ 2）采區(qū)、工作面、備用面及掘進(jìn) 面的通風(fēng)設(shè)計(jì)，根據(jù)各面生產(chǎn)需求以及其環(huán)境選擇合適的通風(fēng)方式，并計(jì)算出采掘工作面的需風(fēng)量。依據(jù) XX 煤礦實(shí)際條件，根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》要求計(jì)算出礦井需風(fēng)量。計(jì)算出通風(fēng)容易時(shí)期和通風(fēng)困難時(shí)期的通風(fēng)阻力，確定礦井的通風(fēng)難易程度。 （ 5）選擇通風(fēng)設(shè)備。 （ 6）從一通三防方面提出相關(guān)安全措施。清徐縣城距太原市約 40km，其間有 307 國(guó)道相通。 本礦井設(shè)計(jì)年產(chǎn)量為一百五十萬(wàn)噸，采用一套綜采來(lái)滿足產(chǎn)量的要求。 （ 4）氣象 本區(qū)地處我國(guó)西部?jī)?nèi)陸，屬典型的中溫帶半干旱 大陸性季風(fēng)氣候 。 降雨多集中在七、八、九三個(gè)月。年平均氣溫 ℃ ，極端最低氣溫為－ 24℃ ，極端最高氣溫為 ℃ ；最熱為 7 月份，9 平均 ℃ ，最冷為 1月份，平均－ ℃ 。年蒸發(fā)量 ，相當(dāng)降水量的 倍。平均風(fēng)速 （ 1991～ 2021 年），極端最大風(fēng)速 （ 1993 年 1月）。 地質(zhì)構(gòu)造 井田位于華北地臺(tái)鄂爾多斯盆地東緣河?xùn)|斷褶帶西側(cè)，伊陜單斜區(qū)東北角與烏拉山～呼和浩特?cái)嘞莸慕雍蠋Р课?，其特殊的大地?gòu)造位置既具備了鄂爾多斯盆地次級(jí)構(gòu)造單元陜北斜坡的主體構(gòu)造形態(tài)，又具有河?xùn)|斷褶帶與烏拉山～呼和浩特?cái)嘞莸臄嗔褬?gòu)造發(fā)育的特點(diǎn)。 ，局部發(fā)育寬緩的波狀起伏；北區(qū)近東西向，寬度 4～ 5km 的狹長(zhǎng)階梯式斷陷帶，該斷陷帶內(nèi)次級(jí)小斷裂構(gòu)造較發(fā)育。 井田中部及北部邊緣發(fā)育二條較大的正斷層（ F F2），近東西向分布，形成東西走向、南北寬約 4～ 5km 的狹長(zhǎng)斷陷帶，東西延伸至井田外圍。 ～ 70176。 ～ 80176。地表控制點(diǎn) 3個(gè)，如石塔則小南川溝斷點(diǎn)，斷層痕跡明顯，斷層出露點(diǎn)上下盤(pán)地層巖性截然不同，上盤(pán)為灰色、灰白色粉砂巖、細(xì)粒砂巖夾煤層、薄層炭質(zhì)泥巖，屬延安組含煤地層，薄煤層判斷為 52上 及 51下部煤