煤矿矿井通风技术

第三节
矿井通风
一、矿井通风系统 风流由进风井口进入矿井后，经过井下个用 风场所，然后从回风井排出矿井，风流所经 过的整个路线及其配套通风设施称为矿井通 风系统 矿井通风系统包括：通风方式、通风方法、 通风网络和通风设施； 通风方式：即进风井和回风井的布置方式， 中央式、对角式、混合式3类。 通风方法：通风的动力方法，（自然、机械） 机械：抽出式、压入式、抽压混合式。 通风网络：采区或矿井通风系统中风路的连 接形式， 通风设施：即引导、隔断和控制风流，保证 风流按照需要，定向、定量地流动的设施。 矿井通风系统是否合理，对能否保证各用风 地点的供风、保证安全生产，能否有利于基 本建设和降低通风费用起着决定性作用。 矿井通风系统设计与选择的基本原则： （1）、风流稳定可靠、风量足； （2）、经济合理
劳动强度 休息 轻劳动 中度劳动 重劳动 极重劳动 呼吸空气量 L/min 6-15 20-25 30-40 40-60 40-80 氧气消耗量L/min 0.2-0.4 0.6-1.0 1.2-2.6 1.8-2.4 2.5-3.1
矿井空气中氧浓度降低的主要原因： （1）、有机物及无机物（坑木、煤、岩石） 氧化。 （2）、爆破作业。 （3）、井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸。 （4）、矿井中各种气体的混入。 （5）、人的呼吸。 （6）、煤的自然。 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流 中，氧含量不得低于20%。 2、二氧化碳： （1）性质：无色，略带酸味的气体，相对空 气的密度为1.52，很难与空气均匀混合，有 “重气”之称，故常积存在下山、盲巷、暗 井、采空区和通风不良的巷道底部。易溶于 水，形成碳酸，不助燃，不能供人呼吸，对 眼、鼻、喉黏膜有刺激作用，略有毒性。 （2） 对人有利的方面：对人体的呼吸有刺 激作用，当肺泡中CO2增加2%时，人的呼吸量 就会增加一倍。所以在急救有害气体伤害的 患者时，常常先让患者吸入混有5%CO2的氧气， 以帮助患者加强呼吸。
矿井空气成分主要含有氮气（N2）、氧气 （O2）、二氧化碳（CO2）、氩气（Ar）并混 入了矿尘和有毒有害气体（甲烷CH4、一氧化 碳CO、二氧化氮NO2、硫化氢H2S、二氧化硫 SO2、水蒸气、矿尘等），其氧含量降低，二 氧化碳量增加。 气体成分的基本性质： 1、氧气：无色、无味、无臭的气体，相对空 气的密度为1.1 。氧气是维持人体正常生理 机能所必需的气体，当空气中的氧气浓度降 低时，人体就可能产生不良反应，严重时可 导致缺氧死亡。 人体需氧量与劳动强度的关系：
第一节
矿 井 空 气
• 一、矿井空气的主要成分 • 矿井空气的主要来自于地面空气，但地面 空气进入井下后发生了物理和化学变化， 因而井下空气质量和数量与地面空气有所 区别。 • 地面空气进入井下后即称为矿井空气。 • 通常把才进入井下其成分与地面空气相同 或接近并符合规程要求的矿井空气称为新 鲜风流。把已经流过井下各工作地点、硐 室等携带有毒有害气体及矿尘，温度、湿 度有较大变化的矿井空气称为乏风，即矿 内污浊空气。
《煤矿安全规程》规定：第100条：采掘工作 面进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳 浓度不超过0.5%，第114条有关串联通风，进 入被串联工作面风流中瓦斯和二氧化碳浓度 都不超过0.5%，第135条：矿井总回风巷或一 翼回风巷瓦斯或二氧化碳超过0.75%时必须立 即查明原因，进行处理。
第136条：采区回风巷、采掘工作面回风流中 瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5% 时，必须停止工作，撤出人员，采取措施， 进行处理。第139条：采掘工作面风流中CO2 浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员， 查明原因，制定措施，进行整改。 有人工作或可能有人到达的井巷，CO2浓 度不得大于0.75%，总回风中CO2浓度不得超 过1% 3、氮气：无色、无味、无臭的气体，相对空 气的密度为0.97，无毒、不助燃也不供人呼 吸。在井下有限的空间里，氮含量过高时氧 含量相对减少，而使人缺氧窒息。氮气是一 种惰性气体，可将其用于井下放灭火和防止 瓦斯爆炸。 矿井空气中氮气含量增大的原因： （1）、有机物的腐烂。 （2）、爆破作业。 （3）、煤、岩裂隙释放出来。 正常通风的巷道中氮气含量变化不大。
2、矿井空气温度的变化规律 （1）、在进风路线上：有冬暖厦凉的现象。 （2）、在整个风流路线上：采掘工作面的 回风口温度最高。 （3）、在回风路线上：因通风强度大，水 分蒸发吸热，气流向上流动而膨胀降温，使 气体温度略有下降，但基本上常年变化不大。 (三）、矿井空气的湿度 1、湿度：是指空气中所含水蒸气的多少。 有两种表示方法： （1）、绝对湿度：(f)、是指单位体积空气 中所含水蒸气的量，单位：g/m3。 （2）、相对湿度：单位体积中所含水蒸气的 量与同温度下饱和水蒸气量（F饱）之比的百 分数。 公式：=f/F饱*100% 2、井下相对湿度的测定方法 目前我国矿山常用风扇式湿度计和毛发湿度 计。既用干、湿球温度法读取数据后查表， （一般井下不测湿度）。
各类巷道的最低、最高允许风速
井 巷 名 称 无提升设备的风井和风硐 专为升降物料的井筒 枫桥 升降人员和物料的井筒 主要进、回风巷 架线电机车巷道 运输机巷、采区进、回巷 1.0 0.25 最低风速 m.s-1 最高风速 m.s-1 15 12 10 8 8 8 6
采煤工作面、掘进中的煤 巷和半煤巷
对矿井通风系统的基本要求： （1）、矿井投产较快，安全可靠，经济效益 好； 通风系统 （2）、进风口要避免受到有害气体和粉尘的 污染； （3）、必须有完整独立的通风系统； （4）、实行分区通风； （5）、回采和掘进工作面都应独立通风； （6）、井下火药库必须独立通风，回风必须 直接引入矿井主要回道； （7）、主要会风道不得作为主要行人道； （8）、用箕斗井或胶带运输机井兼作进风井 风速分别不得超过6m/s,4m/s； （9）、如用箕斗井作回风井必须有完善的封 闭措施漏风率不超过15%并有可靠的防尘系， 胶带运输机井兼作回风井时风速不得超过 6m/s，且必须安设瓦斯断电仪； （10）、主要并联风流，其通风阻力应尽量 接近。
0.0024
二 氧 化 氮
红 褐 色
1.57
极易溶 于水
不助燃 无爆炸 性
爆破工作
有强烈毒性； 对眼、鼻、呼 吸道有强烈的 刺激作用
0.00025
硫 化 氢
无色 稍甜 臭鸡 蛋味
1.19
易溶于 水
不助燃 有爆炸 性
有机物腐 烂含硫矿 物水解爆 破工作煤、 岩层中涌 出 含硫矿物 氧化、自 然；煤、 岩层中涌 出；在含 硫矿层爆 破工作； 硫化矿尘 爆炸
（3）危害：当井下空气中CO2浓度过大时， 会使氧含量降低，形成缺氧使人窒息； 当井下空气中CO2浓度达到5%时，就会出现耳 鸣、无力、呼吸困难等现象；达到10-20%时， 人的呼吸就会处于停顿状态，失去知觉，时 间稍长会有生命危险。 （4）来源：人的呼吸；爆破；有机物及无 机物（坑木、煤、岩石）氧化；煤、岩裂隙 释放出来；井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸产生。
二、矿井空气中的主要有毒有害气体及其危害防治
气 体 名 称 瓦 斯 色味 臭 相对空 气的密 度 溶水性 燃烧 爆炸性 主要来源 危害性 中毒症状 最高允 许浓度 %
无色 无味 无臭 无色 无味 无臭
0.554
难溶于 水
不助燃 有爆炸 性 不助燃 有爆炸 性
煤、岩层 中涌出
使人窒息； 5-16%遇高温 爆炸 极毒；13-75% 遇高温爆炸
矿井气候条件是指矿井空气的温度、湿度、 流速综合作用的结果。
（一）、矿井气候条件对人体热平衡的影响 人不论在休息或在工作时，身体不断产 生热量和散失热量，以保持热平衡，使体温 保持在36.5-37度。如果失去了这种平衡，人 体就会感到不舒服。而这种热平衡直接受周 围气候条件的影响。 人体散热主要是通过人体皮肤表面与外 界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式 进行的。 以对流主导时,取决于人与周围空气的温 度差和空气的流动速度； 以辐射主导时,取决于人与周围空气的温 度差； 当周围环境的气温超过25度时，以汗液 蒸发主导人体散热。 因此，气候条件的好坏，对人体的健康 和劳动生产率的提高有着密切的关系。么是矿井通风？
借助于机械或自然风压，使地面空气进 入井下，并在井巷中作定向和定量地流动， 最后排出矿井的全过程称为矿井通风。 矿井通风的目的：是保证矿井空气的质 量符合要求。 矿井通风的任务： 1、供给井下足够的新鲜空气，满足井下工作 人员呼吸所必需的氧气。 2、有效地稀释和排除矿井生产过程中产生的 有毒有害气体和矿尘，以达到允许的浓度， 防止瓦斯、煤尘爆炸及矿井火灾。 3、给井下工作人员创造一个良好的工作环境。 4、全面提高矿井的防灾抗灾能力。
3、矿井空气湿度的变化规律 一般情况下，在矿井通风线路上有冬干夏 湿的现象。原因是：在冬季，地面空气本身 就干燥，进入井下因温度升高，空气饱和能 力加大，使相对湿度降低，所以沿途要吸收 水分，使通风井巷显得干燥；夏天则相反。 （四）、风速测定 风速：是指风流单位时间内流过的距离。 井巷中风速过高或过低都会影响工人的 身体健康。风速过低时，汗液不易蒸发，人 体多余的热量不易散失使人感到闷热不舒服， 同时瓦斯也容易聚积；风速过高时，容易是 人感冒，矿尘飞扬，对安全生产和工人的身 体健康都不利。因此， 《煤矿安全规程》第 101条规定：采掘工作面和各类巷道的最低、 最高允许风速
掘进中的岩巷 其他通风行人巷道
0.25
0.15 0.15
4
4
目前常用的风速测量仪器仪表有：叶轮式风 表、数字风表、和超声波风速仪。 以叶轮式风表为例：
（五）、改善矿井气候的主要措施 （1）、加大风量：大功率风机（主扇、局 部风机）；增加通风巷道断面；缩短采面走 向长度，减小通风阻力； （2）、改进通风方式：U型通风改为Y型； 两进一回；一进两回等 （3）、矿井制冷设备 （4）、其他措施：密闭；风障；隔热；
矿井空气中除以上5种有害气体外，还有 二氧化碳、氢气、氨气等。
为防止有害气体的危害，应采取以下措施：