煤矿井下采空区漏风原因分析
y型通风
c~f－双Z型，g－偏W型，h－偏Y型
回采工作面风向的分析
1 上行风的优缺点
上行风的主要优点是： (1) 瓦斯比空气轻，有一定的上浮力，其自然流动的方 向和上行风流的方向一致利于带走瓦斯，在正常风速(大于 0.5～0.8m/s)下，瓦斯分层流动和局部积聚的可能性较小。 (2) 采用上行风时，工作面运输平巷中的运输设备位于 新鲜风流中，安全性较好。 (3) 工作面发生火灾时，采用上行风在起火地点发生瓦 斯爆炸的可能性比下行风要小些。 (4) 除浅矿井的夏季之外，采用上行风时，采区进风流 和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同， 对通风有利。
3、要注意减少前进式回采的采空区漏风。 4、使用箕斗井提煤的矿井日益增多，但箕斗井一般不得兼 做进风井或回风井。箕斗井兼作回风并时，井上下装、卸 装置和井塔都必须有完善的密封措施，其漏风率不超过 15% 15%。 5、抽出式通风的矿井，要注意减少地表塌陷区或浅部古窑 向井下漏风。为此，必须查明塌陷区或古窑的分布情况， 及时填堵它们和地表相通的裂缝或通道。
复习思考题
1、采区通风系统包括哪些部分？ 2、试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条 件。 3、何谓下行风？试从防止瓦斯积聚、防尘及降温角度分 析上行风与下行风的优缺点。 4、试述长壁工作面通风系统有哪些类型？并阐述其各自 的特点和适用性。
在需要堵截风流和交通的巷道内，须设置密闭。按服 务年限长短，密闭分为永久性和临时性两种。
三、风门
在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中，至 少要建立两道风门，其间距要大于运输工具长度，以便一 道风门开启时，另一道风门是关闭的。风门分为普通风门 和自动风门。
7.5 采区专用回风巷
《煤矿安全规程》第113条规定：“高瓦斯矿井，有煤 (岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的矿井的每个采区和开采容易 自燃煤层的采区，必须至少布置一条专用回风巷。低瓦斯矿 井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置一 条专用回风巷。” 煤矿安全生产监督管理总局出台的《关于加强国有重点 煤矿安全基础管理的指导意见》第19条再次明确指出“…… 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井采区必须设专用回风巷……”。
减少采空区漏风规定
采空区施工煤泥隔离墙规定为了减少采煤工作面采空区漏风量，防止采空区漏风造成采煤工作面风流瓦斯超限，保障采煤工作面正常生产作业，特制定此规定。
一、隔离墙施工位置及时间1、上隅角垛砌煤泥隔离墙位置：采煤工作面（3103采煤工作面）回风侧最后一排支架尾梁后方至回风顺槽煤帮处。
下隅角垛砌煤泥隔离墙位置：采煤工作面（3601采煤工作面、3103采煤工作面）进风侧最后一排支架尾梁至运输顺槽煤帮处。
回风顺槽（通风联络巷以东采空区侧）垛砌煤泥隔离墙位置：采煤工作面（3601采煤工作面）回风顺槽与通风联络巷交叉点以东处。
2、施工时间：上、下隅角煤泥隔离墙施工时间为，每小班割煤前施工一道隔离墙。
回风顺槽（通风联络巷以东）煤泥隔离墙施工时间为，通风联络巷倒移完成后当班施工。
二、隔离墙施工工艺1、隔离墙墙体施工高度及长度根据现场情况而定，墙体厚度不小于1米（2个编织袋并列排放）。
2、采用编制袋装煤泥砌筑墙体，施工上隅角隔离墙时，必须由内向外、由下到上一层压一层地进行施工，且编制袋装煤矸石不得超过半袋，层与层之间必须压实，隔离墙与帮、顶搭接严实。
三、施工组织1、综采队负责隔离墙施工，瓦检员、安检员负责安全监管及质量监督。
2、综采队根据本规定及相关规定制定施工隔离墙安全技术措施。
通风区2016年4月5日三、隔离墙施工管理规定（1）施工隔离墙必须先向通风区和调度室汇报，隔离墙由综采队组负责施工，隔离墙施工高度及长度根据现场情况而定，厚度不小于1米，施工前将巷道底板平整，瓦检员和安检员进行监督。
（2）必须保证隔离墙施工质量，使用黄泥勾缝，保证隔离墙严密不漏风，施工隔离墙时严禁出现直角拐弯。
（3）施工隔离墙前，由瓦检员与公司调度联系，由调度室通知综采队组，切断采煤工作面及回风巷的所有非本质安全型电源，煤机、煤溜停电闭锁后，方可开始施工隔离墙。
（4）施工隔离墙期间，综采工作面不得出煤、拉架，闲杂人员不得在施工区域逗留，且必须撤出回风顺槽内的所有人员。
对矿井通风设施的基本认识
对矿井通风、设施的基本认识一、矿井通风的基本任务（作用）：1）供给井下人员足够的新鲜空气，把有害气体及矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井；2）保证井下有适宜的气候条件。
以利于工人劳动和机器运转。
【《{风流}》】：空气从气压高的地方流向气压低的地方，气压的高低差就是引起空气流动的原因。
这种空气流动的现象就是风流。
【矿井通风】：是借助通风压力驱动空气流动，供给井下空间足够的风量。
【通风机主要性能参数】：通风机工作的基本参数：风量、风压、转速、功率及效率是表示通风机性能的主要参数，称为通风机的性能参数。
它们共同表达通风机的规格和特性。
1、风量Q：表示单位时间流过通风机的空气量，常用单位为m3/s、m3/min、m3/h。
2、风压H：当空气流过通风机时，通风机给予每立方米空气的总能量（kgf·m ）称为通风机的全压；Ht(kgf/m2)，它总是由静压HS和动压HV所组成，即：Ht=HS+HV(kg/m2)。
【矿井通风系统】：●●矿井风流由进风井口进入井下，经各用风场所后由回风井排出矿井，所经过的整个路线称为矿井通风系统。
【矿井通风系统】：指向井下各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的通风网络、通风动力和通风设施的总称。
●矿井通风系统包括：通风方式、通风方法和通风网络。
（1）矿井通风方式：通风方式是指进、回风井的布置方式，分为中央并列式、中央边界式、对角式及混合式等方式。
（2）矿井通风方法：通风方法是指主要通风机的工作方法，有抽出式、压入式、抽压联合式等方法。
（3）通风网络：是指风流流经井巷的连接形式，由串联、并联、角联及复杂连接等形式。
【抽出式】：1）矿井主要通风机安装在回风井口，利用主通风机运转时产生的能量将井下空气从进风井口吸入井下。
2）采用抽出式时，井下风流中任意一点的压力都低于当地大气压力，呈现负压状态，因此也称负压通风。
、、、、3）采用抽出式优点：在抽出式通风的矿井中，井下巷道中的风流处于负压状态，一旦主通风机停止运转，井下巷道中空气压力将会升高。
回采工作面采空区开放式漏风治理技术
1
提出问题 离柳焦煤集团丈八井 9 煤层大部已被小煤窑
#
漏风通道相对固定， 来自其它地区的 CO2 会逐渐减 因此对工作面构成威胁的 CO2 主要来自工作面 少， 上方老空区， 所以对工作面上方 CO2 的分布状况进 行钻孔探测意义重大
［3 ］
滥挖乱采破坏， 且小煤窑相互沟通并与大面积的地 面裂隙沟通， 造成 10 煤层工作面漏风非常严重， 进 风顺槽、 回风顺槽均出风， 工作面中部无风， 采空区 携带大量有害气体窜入工 在向工作面漏风的同时， 作面， 主要是 CO2 ， 其次有少量的 CO 和 CH4 等， 严 重威胁工人的生命安全。 2 2． 1 治理措施 工作面上覆老空区有害气体的探测 经过实测可知， 工作面的 CO2 基本来自工作面 来自采空区的 CO2 又有 2 个来源 采空区，
：1 个
可靠有效的工作面通风系统隔离 ， 完善的保障措 统， 施。 2 ） 开区均压设计方案。 工作面轨道顺槽进风、 运输顺槽回风均压通风方案； 区域均压通风方案； 工 作面运输顺槽增设煤仓均压通风方案； 和运输顺槽 进风、 轨道顺槽回风的工作面均压方案 。 2． 3 及时可靠的有害气体检测 ［4 ］ 《煤矿安全规程 》 根据 和《AQ1029 － 2007 煤
是来自工作面上方老空区之外的地区， 被漏风带入 工作面； 1 个是来自工作面上方老空区， 工作面顶板 冒落后， 老空区 CO2 下沉进入采空区漏风通道， 之 后进入工作面。随着工作面的开采， 由于老空区的
基金项目： 国家科技支撑计划资助项目（ 2007BAB13B01 ）
技术·创新
矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范 》 的相 关规定， 二氧化碳传感器安设于回采工作面的回风 报警浓度为 1% 。 巷与上隅角， 人工检测 CO2 的要求： 瓦斯员要在工作面上隅 角、 工作面中部、 工作面下隅角、 工作面、 回风顺槽、 采区主要回风巷人工检查 CO2 浓度， 检查次数同瓦 斯检查。 3 开区均压方案的优选
矿井通风与安全复习题
矿井通风与安全复习题1、矿井大气参数有：密度、压力、湿度。
2、CO性质：CO是无色、无味、无臭的气体，能够均匀散布于空气中，不易于察觉，极毒。
3、风压的国际单位是：帕斯卡（Pa）4、层流状态下摩擦阻力与风流速度的关系：hf=64/Re·L/d·p·V²/25、巷道断面风速分布：在贴近壁面处存在层流运动薄层，即层流边层，在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。
6、产生空气流动的必要条件是：风流方向上两断面间存在能量差，风流总是由总能量大额地方流向总能量小的地方。
7、《金属非金属矿山安全规程》对氧气，二氧化碳浓度的规定：矿井空气中氧气含量不低于20％，有人工作或可能到达的井巷，二氧化碳的浓度不得大于0.5％，总回风流中，二氧化碳浓度不得超过1％。
8、金属矿山井下常见对安全生产威胁最大的有毒气体有：CO、NOx、SO2、H2S、CHx等。
9、矿井气候条件：指矿井空气温度、湿度和流速三个三个参数的综合作用。
10、巷道产生摩擦阻力的原因：空气流动时与巷道周壁的摩擦以及克服空气本身的粘性。
11、巷道摩擦阻力系数大小和什么有关？答：巷道断面积，支护方式，巷道周长。
12、矿井通风阻力有哪几类，什么阻力是矿井通风总阻力中的主要组成部分？答：可分为摩擦阻力、局部阻力、正面阻力。
摩擦阻力是主要组成部分。
13、什么是节点，什么是网孔？答：节点：两条或两条以上分支的交点。
网孔：由两条或两条以上方向并不都相同的分支首尾相连形成的闭合线路，其中无分支者称为网孔。
14、单一风机工作的通风网络，当矿井总风压增加N倍时，矿井的风量增加多少倍？（√N 倍）15、什么是相似工况点？答：对于几何相似的泵（或风机），如果雷诺数相等或流动处于雷诺自模区，则在叶片入口速度三角形相似，也即流量系数相等时，流动过程相似，对应的工况点为相似工况点。
16、复杂通风网路巷道N、节点J和网孔M之间普遍存在的关系：M=N-J+1。
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施
无煤柱开采沿空留巷防止漏风的安全技术措施无煤柱开采技术已广泛被应用，它是一项提高回采、减少掘进工程量、保证接续、提高工效、降低成本的即安全又经济的有效开采工艺。
但是通过回采实践过程揭露一些不容忽视的问题，即，在有自燃倾向性煤层中采用该各开采工艺时，往往由于沿深留巷过程中漏风问题解决不好，造成采空区，开切眼上。
下顺槽，最终停采线漏风而自然发火，特别是在厚煤层中分层采和放顶煤开采时，采空区自然事故出现的几率更高、更明显。
为减少漏风稳定系统、抑制自燃发火方面做如下几方面的安全技术。
一、水砂充填带隔离采空区这种防火工艺就是在采煤过程中随即将开切眼附近，采面后部的上下顺或者左右上山依次充填，工作面回采完后将停采线附近予以充填。
如图1所示，最后用一个充填将采区予以封闭，起着一种隔离煤柱的作用。
充填带的宽度开切眼和停采线处一般为10宽，上下顺槽或上山则随该井巷的宽度而定。
开切眼和停采线处充填带的充填工艺和正常开采时充填法相同，上下顺槽或上山的充填工艺和一般巷道包帮灌浆充填相似。
这种水砂充填方法工艺简单，在有水砂充填的矿井无需增添设备，无水砂充填系统的矿井，只需添置砂浆泵和管材即可。
二、可塑性胶泥堵漏风如图2。
当两个前进式工作面（综采工作面）回采完成后，留出了两条沿空巷道，第三个后退式回采工作面就自然地形成。
为防止此两条沿空巷风流漏入采空区而引起煤的自然发火，应采用一种半塑性不凝固的胶泥，将胶泥压入采区矸石堆的缝隙中，胶泥与矸石堆能很好胶结，形成了一片4米宽的矸石墙。
这样在沿空巷道采区的一侧形成了一个不透气的隔离带，阻止了风流漏入老空区。
这种半塑性、不凝固胶泥与矸石胶结合当巷道动压来临时，随着巷道变形而变形，不会形成新的裂隙而漏风。
三、喷涂塑料泡沫防止漏风为防止巷道风流漏入采空区引起自然发火普遍采用常温凝固的塑料泡沫喷涂到密闭上、巷道壁上、形成厚度为20~30厘米的闭孔泡沫塑料层。
这种泡沫塑料一般都具有难燃、抗静电、耐压、不透气的特性。
电子课件-《矿井通风与安全(第二版)》-A10-3104 矿井通风课件第二章
Q备≥0.5×Q采
（3）掘进工作面局部通风机处的需要风量（见第 一章第五节）
（4）井下硐室需要风量计算 按矿井各个独立通风硐室需要风量的总和确定：
4．测风时应注意的问题 （1）风表的测量范围要与所测风速相适应。 （2）风表不能距离人体和巷道壁太近。 （3）风表叶轮平面要与风流方向垂直。 （4）按线路法测风时，路线分布要合理，风表的 移动速度要均匀。
（5）秒表和风表的开关要同步，确保在1min内测 完全线路（或测点）。
（6）有车辆或行人时，要等其通过后风流稳定时 再测。
二、矿井有关通风参数的计算方法 1．矿井有效风量 矿井有效风量是指风流通过井下各用风地点实测
风量之和（包括独立通风采煤工作面、掘进工 作面、备用工作面、硐室及其他用风巷道）。 矿井有效风量计算：
Q有效=∑Q采i+∑Q掘全i+∑Q硐i+∑Q备i＋∑Q其 他i （m3/min）
2．矿井有效风量率 矿井有效风量率（E）是矿井有效风量与 各台主要通风机工作风量总和之比。
矿井有效风量率计算：
E＝Q有效÷∑Q主通i×100
3．矿井外部漏风量 矿井外部漏风量是指直接由主要通风机装 置及其风井附近地表漏失的风量之和，也 是主通风机工作风量总和与矿井总进风量 之差。
矿井外部漏风量计算：
∑Q外漏＝∑Q主通i—∑Q井i
4．矿井外部漏风率 矿井外部漏风率是指矿井外部漏风量与各 台主要通风机工作风量总和之比。
第二章 矿井通风管理
§2-1 生产现场的通风管理 §2-2 矿井漏风 §2-3 井巷中风速测定 §2-4 矿井通风设施
矿井通风与安全课程设计
矿井通风与安全课程设计0．前言采矿工业是我国的基础工业，它在整个国民经济中占有重要地位，煤炭是我国一次能源的主体。
我国煤炭生产以井下开采为主，其产量占煤炭总产量的95%。
而地下作业首先面临的是通风问题，在矿井生产过程中要有源源不断的新鲜空气送到井下各个作业地点，以供人员呼吸，以稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，创造良好的矿内环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。
向井下供应新鲜的空气和良好的供风系统是分不开的，所以在矿井建设的过程中一定要设计优良的通风系统，这样不仅可以满足井下供风的要求，还能很好的节约矿井通风的费用。
本文是针对矿井的建设，提出了行之有效的通风系统，采用两翼对角式的通风方式，在采区采用轨道上山进新风，运输上山回污风的通风方法，并起在工作面采用上行通风。
风别计算了通风容易时期和通风困难时期的风量和风压，并以此为基础选用了矿井主要通风机和电机，设计的通风系统满足了矿井通风的要求。
值得一提的是，这是作者初次设计矿井通风系统，全凭自己的知识总结利用设计，没有拷贝别人的既成成果，难免会有一些不太妥当之处，敬请指教。
一、矿井概况1．地质概况该矿井地处平原，地面标高+150m ，井田走向长度5km ，倾斜方向长度3.3km 。
井田上界以标高-165m 为界，下界以标高-1020m 为界，两边以断层为界，井田内煤层赋存稳定，井田可采储量约1.08亿吨。
井田有两个开采煤层，为1k 、2k ，在井田范围内，煤层赋存稳定，煤层倾角015，各煤层厚度、间距及顶地板岩性参见综合柱状图1-1：图1-1 综合柱状图2．开拓方式及开采方法矿井相对瓦斯涌出量为6.6T m /3，煤层有自然发火危险，发火期为16—18个月，煤尘有爆炸性，爆炸指数为36% 。
根据开拓开采设计确定，采用立井多水平上下山开拓，第一水平标高-380m ，倾斜长为825×2m ，服务年限为27年，因为走向较短，两翼各布置一个采区。
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煤矿井下采空区漏风原因分析
煤矿井下火灾包括外因火灾和内因火灾，其中以采空区煤自燃灾害为主的内因火灾最为常见，经过研究分析，采空区漏风等煤矿井下通风不良与这些煤自燃灾害的发生有着相辅相成且密不可分的关系。
矿井漏风的形式多种多样，极其复杂。
井下工作面两端的压差及进风巷的风流动压是造成采空区漏风最主要的原因，漏风量的大小也取决于两端压差的大小及风流动压的强度、风流速度等。
此外，由于煤层地质的断层、褶皱等因素的存在及其他的邻近煤层受到采煤、掘进工作的影响形成与其联通的裂隙也会形成采空区漏风的通道，各个通道两侧压力差的存在是形成采空区漏风能量大小的主要原因。
（1）矿井井口的漏风
矿井井口的漏风主要是指由风机形成的风流未经过工作面而直接排出井外的风流短路现象，这是由于通风机负压通风导致风流从材料道流入到回风井，从而导致井下有效风量的不足。
（2）相邻矿井之间的漏风
相邻矿井之间的漏风主要是因为矿井开采没有按照规定执行以及其他煤层地质问题导致相邻矿井之间形成漏风通道，该漏风情况会对井下的通风系统造成严重的影响，很可能会导致采空区遗煤自燃现象的发生。
（3）地表裂隙发育引起的漏风
地表裂隙发育引起的漏风是最为常见的外部漏风。
这是因为矿井煤层埋藏较浅，采煤强度较大，上覆岩层发生变形破坏导致地表裂隙严重，地表中的空气就由裂隙进入到矿井之中，给采空区遗煤提供氧气，从而严重威胁采空区煤自燃的防治。
（4）通风构筑物失效引起的漏风
矿井通风构筑物的作用主要是控制井下的风流按照矿井通风要求进行定向定量的流动。
一类通风构筑物的作用是用来隔断风流的流动，比如挡风墙、风门等构筑物；另一类通风构筑物的作用是用来引导风流的流动，比如，风桥、风筒、调节风窗等构筑物。
通风构筑物失效引起的漏风主要是指隔断风流的构筑物失效造成通风系统不可靠，形成漏风通道，从而导致漏风。
（5）巷道煤柱裂隙发育引起的漏风
如图所示，巷道煤柱裂隙发育引起的漏风主要为裂隙向邻近采空区之间的内部漏风。
在井下生产工作时，巷道与邻近采空区之间会有压差产生，形成漏风通道，进而出现漏风现象，对邻近采空区的浮煤进行氧化，从而形成自燃危险。
（6）采空区煤柱裂隙发育引起的漏风
在巷道煤柱还未到达本采空时，由于煤柱裂隙数量少，日常维护工作到位，因此向邻近采空区漏风较小。
当煤柱到达本采空区，因为受到两个采空区上覆岩层的应力影响作用，煤柱宽度不同，煤柱顶端受到的压力就分别为钟形及马鞍形状态。
压力容易将煤柱压裂，使得两个相邻采空区联通，持续对相邻采空区的浮煤进行氧化，从而更加危险。
（7）底巷与采空区之间的裂隙发育引起的漏风
在较高应力作用下，底巷的上覆岩层易出现裂隙，使之与上部的采空区联通成为漏风流通的通道，从而造成遗煤自燃的危害。
（8）巷道高冒裂隙发育引起的漏风
巷道高冒区可以分为裂隙区、离层区和破碎区。
在破碎区之中，其顶煤被压碎充分，内部温度不断的增高，巷道与高冒区之间出现温差，为煤自燃提供不断的氧气，由于氧化升温的时间比煤的自然发火期要长，因此很容易发生煤自燃。
徐州吉安研发的塑性封堵材料，适用于井下破碎煤岩体、密闭墙漏风裂隙的封堵。
塑性封堵材料由A料、B料和骨料三种成分组成，其中A料为高分子聚合物，B料为引发剂，骨料为增效剂。
骨料在A、B料中按相同的比例添加，A 料和B料混合后，A料中的高分子聚合物质在B料的作用下，分子内产生静电排斥和水合作用，大分子结构由卷曲状态逐渐伸展，周围大量水分子被吸附，自由水减少，粘度升高，最终形成空间网状结构。
骨料掺入后，被空间网状结构中的聚合物紧紧吸附并包裹，最终形成更紧密的空间网状结构。
空间网状结构达到一定的大小后，分子内的斥力和引力达到一定的平衡，空间网状结构不再进一步增大，此时材料形成的粘度既能保证对裂隙的有效封堵又能保证塑性流动，有效扩散，且材料不易分解变化，能保持持久的封堵效果。