礦井通風(fēng)技術(shù)

礦井通風(fēng)技術(shù)簡(jiǎn)介朱紅青中國(guó)礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)資源與安全工程系安全科學(xué)技術(shù)學(xué)院重大事故分析研究所所長(zhǎng)電話：010－62331942（辦公室）mail地址：zhq@0通風(fēng)的重要性（1）日常管理：基礎(chǔ)理論重點(diǎn)：壓力、風(fēng)量（2）救災(zāi)：陳家山救災(zāi)為例判斷：瓦斯爆炸的可能性風(fēng)量瓦斯涌出量火源瓦斯積聚地點(diǎn)：采空區(qū)瓦斯是否消耗光？災(zāi)后通風(fēng)系統(tǒng)示意圖1礦井通風(fēng)概述稀釋排出有毒有害氣體、礦塵、創(chuàng)造安全、健康的環(huán)境礦井空氣地面：氧――20.96％、氮――79％、二氧化碳――0.04％井下：煤巖涌出氣體和可燃物氧化，使成分、濃度變化瓦斯――煤巖層涌出氣體總稱，主要成分是甲烷。*這些氣體在《煤礦安全規(guī)程》最高允許濃度限時(shí)，能嗅出。氣體色、味、嗅相對(duì)密度水溶性毒理燃燒爆炸性來源氧無1.11微無無大氣氮無0.97微無無大氣、爆破二氧化碳微酸臭1.52易刺激無氧化、燃燒、涌出甲烷無0.55微無有煤巖涌出一氧化碳無0.97微劇毒有爆破、燃燒、爆炸二氧化氮紅褐色1.57易劇毒無爆破硫化氫*

臭雞蛋1.19易劇毒有老空、涌出二氧化硫*

硫磺味2.32易劇毒無涌出、含硫礦氧化、燃燒氫氣無0.07微溶無有火區(qū)、充電氨氣*

氨水味0.6易劇毒無火災(zāi)、爆炸2礦井通風(fēng)系統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件:1）中央式：進(jìn)回風(fēng)井位于井田走向中央，風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線是折返式。（1）中央并列式：進(jìn)、回風(fēng)井布置在井田中央工業(yè)廣場(chǎng)。特點(diǎn)：地面建筑和供電集中，便于管理，建井期較短，便于貫通，井筒延伸通風(fēng)方便，但風(fēng)流路徑長(zhǎng)，風(fēng)阻較大，井底車場(chǎng)和進(jìn)回風(fēng)井間壓差大，漏風(fēng)大。適用條件：井田走向長(zhǎng)度不大（小于4km），瓦斯及自燃不嚴(yán)重的礦井。(a)中央并列式主井副井風(fēng)井（2）中央分列式：

其進(jìn)回風(fēng)井沿井田傾斜方向相隔一段距離。回風(fēng)井位于井田淺部邊界沿走向的中央，不在工業(yè)廣場(chǎng)內(nèi)。特點(diǎn)：進(jìn)回風(fēng)井巷間的漏風(fēng)通過中央采區(qū)的采空區(qū)，工業(yè)廣場(chǎng)不受抽出式主要通風(fēng)機(jī)噪音的影響。適用條件：與中央并列式相同。

(b)中央分列式風(fēng)井主井副井

兩翼對(duì)角式：進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在沿走向的兩翼。特點(diǎn)：通風(fēng)路線較短，阻力和漏風(fēng)較小，各采區(qū)間風(fēng)阻較均衡，便于按需分風(fēng)。工業(yè)廣場(chǎng)不受回風(fēng)污染和抽出式主要風(fēng)機(jī)噪音危害。適用條件：井田走向長(zhǎng)，產(chǎn)量高，需風(fēng)量大，易自燃，有突出危險(xiǎn)的礦井。

（c）兩翼對(duì)角式風(fēng)井風(fēng)井主井副井

分區(qū)式：進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，開采井田淺部，在每采區(qū)掘一個(gè)小回風(fēng)井與采區(qū)回風(fēng)巷相通，不必掘總回風(fēng)巷。開采井田深部，往往轉(zhuǎn)變?yōu)閮梢韺?duì)角式。特點(diǎn)：基本與兩翼對(duì)角式相同，淺部開采不掘總回風(fēng)巷，加快投產(chǎn)時(shí)間，但開采深部煤田時(shí)，通風(fēng)方式需變化，對(duì)生產(chǎn)有一定干擾。適用條件：同兩翼對(duì)角式，且煤層賦存淺，要求投產(chǎn)期短的礦井。

(d)分區(qū)式主井副井風(fēng)井風(fēng)井風(fēng)井3礦井主要通風(fēng)機(jī)工作方式及其特點(diǎn)壓入式：主要通風(fēng)機(jī)設(shè)在入風(fēng)井口，在壓入式通風(fēng)機(jī)作用下，礦井井巷大氣處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ恼龎籂顟B(tài)，礦井地面漏風(fēng)是從礦內(nèi)漏向地面。

特點(diǎn)：A．井下巷道大氣處于正壓狀態(tài)，有助于抑制煤壁和采空區(qū)瓦斯漏出。B．壓入式通風(fēng)使采空區(qū)自燃生成有害氣體通過塌陷區(qū)向外漏出，減小對(duì)井下生產(chǎn)和人員安全的影響。C．壓入式風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下巷道大氣絕對(duì)靜壓下降，可能導(dǎo)致煤壁和采空區(qū)瓦斯涌出增大。

D．自燃生成氣體直接經(jīng)營(yíng)者塌陷區(qū)漏出,可能導(dǎo)致自燃隱患難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。E.火源具有指向供風(fēng)方向蔓延特性,促進(jìn)自燃向采煤工作面方向發(fā)展。F.壓入式通風(fēng)的進(jìn)風(fēng)區(qū)裝設(shè)的控風(fēng)設(shè)施對(duì)生產(chǎn)有干擾,控風(fēng)設(shè)置易損壞,漏風(fēng)較大,通風(fēng)管理較困難。(a)壓入式風(fēng)井主井副井抽出式:主要通風(fēng)機(jī)設(shè)在回風(fēng)井口,在抽出式通風(fēng)機(jī)作用下,礦井井巷大氣處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài),礦井地面漏風(fēng)是從地面漏向礦內(nèi)。特點(diǎn):其優(yōu)缺點(diǎn)與壓入式相反。另外,在故井與小煤窯相通時(shí),會(huì)把小窯積存的有害氣體抽入礦井,同時(shí),小窯發(fā)生事故也會(huì)對(duì)礦井造成威脅。（b）抽出式風(fēng)井主井副井壓抽混合式：主要通風(fēng)機(jī)分別設(shè)置于進(jìn)回風(fēng)井口。主要用于壓入、抽出互相轉(zhuǎn)換的過渡期。特點(diǎn)：因正壓、負(fù)壓均不大，漏風(fēng)量較小。但通風(fēng)管理復(fù)雜。(c)壓抽混合式副井風(fēng)井風(fēng)井主井4采區(qū)長(zhǎng)壁工作面的通風(fēng)方式和特點(diǎn)1)一進(jìn)一回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（U型、Z型）U型后退：工作面進(jìn)、回風(fēng)巷布置在煤體側(cè)，在我國(guó)應(yīng)用普遍。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、可靠、漏風(fēng)小。缺點(diǎn)：上隅角瓦斯易超限，巷道掘進(jìn)提前量大。U型前進(jìn)：工作面進(jìn)、回風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：巷道掘進(jìn)獨(dú)頭通風(fēng)長(zhǎng)度短，巷道掘進(jìn)提前量小，采空區(qū)瓦斯不進(jìn)入工作面。缺點(diǎn)：漏風(fēng)大，掘進(jìn)對(duì)回采有干擾，進(jìn)回風(fēng)巷維護(hù)困難。前進(jìn)式

U型

后退式Z型后退：工作面進(jìn)風(fēng)巷布置在煤體側(cè)，回風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：采空區(qū)瓦斯不進(jìn)入工作面。缺點(diǎn)：漏風(fēng)大，回風(fēng)巷維護(hù)困難。Z型前進(jìn)：工作面進(jìn)風(fēng)巷布置在采空區(qū)側(cè)，回風(fēng)巷布置在煤體側(cè)。優(yōu)點(diǎn)：巷道掘進(jìn)提前量較小。缺點(diǎn)：采空區(qū)瓦斯進(jìn)入工作面，漏風(fēng)大，進(jìn)風(fēng)巷維護(hù)困難。后退式前進(jìn)式Z型2)兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（Y型、W型、雙Z型）用于增加采區(qū)工作面的風(fēng)量，減少上隅角瓦斯積聚。Y型系統(tǒng)工作面兩端巷道均進(jìn)風(fēng)，其中一條越過工作面后成為回風(fēng)巷，通往采區(qū)邊界的回風(fēng)巷。后退式前進(jìn)式型YW型系統(tǒng)工作面兩端及中部分別與位于采空區(qū)側(cè)（前進(jìn)式）或煤體側(cè)（后退式）三條巷道相聯(lián)，其中選擇二條巷道進(jìn)（回）風(fēng)，一條巷道回（進(jìn)）風(fēng)。型W雙Z型系統(tǒng)工作面兩端與位于采空區(qū)側(cè)（前進(jìn)式）或煤體側(cè)（后退式）的二條進(jìn)風(fēng)巷道相聯(lián)，工作面中部與位于煤體側(cè)（前進(jìn)式）或采空區(qū)側(cè)（后退式）的一條回風(fēng)巷道相聯(lián)。雙型Z3)兩進(jìn)兩回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（H型系統(tǒng)）工作面兩端分別與貫通煤體側(cè)和采區(qū)側(cè)的兩條巷道相聯(lián)，形成兩條進(jìn)風(fēng)巷、兩條回風(fēng)巷的通風(fēng)系統(tǒng)。其特點(diǎn):工作面風(fēng)量大，減少采空區(qū)工作面的瓦斯涌出量。采煤工作面接替（準(zhǔn)備、搬家）正常工作程序打亂、工序多H型5礦井供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)

目的：保證向礦井各用風(fēng)地點(diǎn)輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn)。

供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)：按下列要求分別計(jì)算并選取其中最大值井下同時(shí)工作的最多人數(shù)乘以井下采煤、掘進(jìn)、硐室和其它地點(diǎn)需風(fēng)量的總和。各地點(diǎn)實(shí)際需風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)風(fēng)流中瓦斯、二氧化碳、氫氣和其它氣體的濃度、風(fēng)速以及溫度、每人供風(fēng)量符合《煤礦安全規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)具體條件，制定風(fēng)量計(jì)算方法，至少每5年修訂1次。礦井通風(fēng)管理的核心—以風(fēng)定產(chǎn)，“以風(fēng)定產(chǎn)”的兩個(gè)主要內(nèi)容”：1、以礦井及采煤面實(shí)際風(fēng)量來核定產(chǎn)量變化。風(fēng)量不足的原因：礦井生產(chǎn)條件變化（如瓦斯涌出量預(yù)測(cè)值偏低）。礦井產(chǎn)量發(fā)生變化。2、具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)?！耙燥L(fēng)定產(chǎn)”的三個(gè)層次采掘工作面按需配備足夠風(fēng)量采區(qū)具備合理的通風(fēng)系統(tǒng)礦井具備合理的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)“以風(fēng)定產(chǎn)”—處理好生產(chǎn)與通風(fēng)的關(guān)系遵循兩原則“通風(fēng)為生產(chǎn)服務(wù)”的原則?！吧a(chǎn)（含開拓、采掘設(shè)計(jì)、布置）必須服從合理通風(fēng)規(guī)律”的原則。不遵循“合理通風(fēng)”的規(guī)律為瓦斯爆炸、火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生和救災(zāi)帶來很大的隱患。火災(zāi)、爆炸災(zāi)害事故教訓(xùn)開拓布置、采掘計(jì)劃不遵循“合理通風(fēng)規(guī)律”所致造成重大事故隱患、給救災(zāi)工作造成極大困難；破壞“分區(qū)通風(fēng)”→災(zāi)害防治帶來困難；通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜（復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)構(gòu)筑物多）通風(fēng)管理困難、隱患多、抗災(zāi)能力差、救災(zāi)困難；不合理的通風(fēng)方式主、輔扇、正負(fù)壓混合通風(fēng)；地表漏風(fēng)大：正壓通風(fēng)（把火引向采面、預(yù)警困難）?！巴L(fēng)與生產(chǎn)”關(guān)系沒處理好的后果6礦井反風(fēng)目的：為防止災(zāi)害擴(kuò)大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉(zhuǎn)風(fēng)流方向的措施反風(fēng)方式全礦性反風(fēng)：各主要風(fēng)道風(fēng)流全部反風(fēng)。在礦井進(jìn)風(fēng)井、井底車場(chǎng)、主要進(jìn)風(fēng)大巷或中央石門發(fā)生火災(zāi)時(shí)常采用全礦性反風(fēng)，避免火災(zāi)煙流進(jìn)入人員密集的采掘工作面。局部反風(fēng)：采區(qū)內(nèi)部發(fā)生災(zāi)害時(shí)，維持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要進(jìn)風(fēng)風(fēng)道風(fēng)向不變，調(diào)節(jié)風(fēng)門使采區(qū)內(nèi)部風(fēng)流反向。在采區(qū)內(nèi)部區(qū)域發(fā)生火災(zāi)采用局部反風(fēng)。礦井反風(fēng)注意事項(xiàng)

遵守《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。反風(fēng)演習(xí)應(yīng)注意井下各區(qū)域的供風(fēng)量變化、瓦斯?jié)舛纫约皩?duì)火區(qū)和采空區(qū)氣體的影響。注意反風(fēng)后影響區(qū)域人員的通訊聯(lián)系和撤退。平常對(duì)井下人員進(jìn)行反風(fēng)知識(shí)的教育。（特別是延伸水平與上水平貫通）（108條）貫通前

應(yīng)了解對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的影響貫通時(shí)的安全措施

停掘面、保持通風(fēng)、設(shè)置警戒、檢查瓦斯貫通后

停止影響區(qū)域工作、調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)7巷道貫通8局部通風(fēng)掘進(jìn)工作面通風(fēng)及其對(duì)瓦斯涌出的影響掘進(jìn)安全技術(shù)裝備掘進(jìn)工作面瓦斯爆炸事故局部瓦斯積聚掘進(jìn)工作面通風(fēng)及其對(duì)瓦斯涌出的影響必須采用全風(fēng)壓通風(fēng)和局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)局部通風(fēng)機(jī)工作方式也可分為壓入式、抽出式、抽－壓混合式工作方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件壓入式污風(fēng)不經(jīng)風(fēng)機(jī)，射程遠(yuǎn)，可用柔性風(fēng)筒，漏風(fēng)稀釋污風(fēng)

污風(fēng)經(jīng)巷道排出，污風(fēng)排出時(shí)間長(zhǎng)巷道有瓦斯，巷道不長(zhǎng)，瓦斯突出巷抽出式優(yōu)缺點(diǎn)與壓入式相反巷道無瓦斯抽－壓混合式兼有抽－壓優(yōu)缺點(diǎn)巷道長(zhǎng)、無瓦斯嚴(yán)禁3機(jī)供1面和1機(jī)供2面

9掘進(jìn)安全技術(shù)裝備高、突、噴瓦斯礦：甲烷、風(fēng)電閉鎖裝置、三專供電（專用變壓器、專用開關(guān)、線路）甲烷斷電儀。掘進(jìn)工作面瓦斯爆炸事故一般性和異常情況的出現(xiàn)安全雙保護(hù)層作業(yè)掘進(jìn)工作面（140條、141條1.5％）掘進(jìn)工作面瓦斯異常涌出及局部瓦斯積聚循環(huán)風(fēng)128條（木沖溝礦事故及附圖）控制火源控制瓦斯安全局部風(fēng)機(jī)停風(fēng)積存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯循環(huán)風(fēng)新鮮風(fēng)不夠四臺(tái)局部風(fēng)機(jī)用，產(chǎn)生循環(huán)風(fēng),高濃度瓦斯回流，遇拆卸礦燈的火源引起爆炸。木沖溝礦因循環(huán)風(fēng)引起瓦斯爆炸示意圖

停工區(qū)的通風(fēng)管理（存在重大安全隱患）定義：臨時(shí)或長(zhǎng)期停止作業(yè)的區(qū)域，由于通風(fēng)不良或未通風(fēng)，在該區(qū)域積聚大量瓦斯，對(duì)相關(guān)作業(yè)構(gòu)成隱患。存在問題臨時(shí)停風(fēng)掘進(jìn)工作面，不檢查瓦斯就恢復(fù)通風(fēng)（141條）巷道積存瓦斯的違規(guī)排放（140、141條）巷道貫通封閉區(qū)（改變通風(fēng)系統(tǒng)、瓦斯排放）（108、140條）10停工區(qū)的通風(fēng)管理日常管理要點(diǎn)遵守《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定恢復(fù)臨時(shí)停工區(qū)通風(fēng)，必須先檢查瓦斯，符合規(guī)定才能通風(fēng)（140、129條）貫通停工區(qū)，應(yīng)事先排放停工區(qū)積聚瓦斯（140.141條）停風(fēng)后、立即停止作業(yè)、撤除人員、切斷電源（129條）制止安全排瓦斯措施機(jī)電設(shè)備的管理、維護(hù)，減少故障性斷電，保證電器防爆性能良好工作面上隅角瓦斯瓦斯尾巷、局部瓦斯抽放（移動(dòng)式瓦斯泵）、風(fēng)幛導(dǎo)風(fēng)