1、一、礦井通風的作用 1、向井下供給足夠的新鮮空氣，滿足井下人員的需要； 2、沖淡和排出有害氣體和浮游粉塵，使之達到安全濃度以下，保證安全生產； 3、調節井下的溫度和濕度，提供井下適宜的氣候條件，創造良好的生產環境；二、井下空氣成分 礦井空氣是充滿礦井巷道中的各種氣體的統稱。礦內空氣來源于地面空氣，地面空氣進入井下之后，在井巷中混入自然涌出和生產過程中生產的氣體、礦塵及水蒸氣等混合后成為礦井空氣。 (一)礦井空氣中的有害氣體 礦井空氣中的有害氣體按性質分為三類： 1、爆炸性氣體：這類氣體具備一定條件時可發生爆炸。如瓦斯、一氧化碳CO、硫化氫H2S、氫氣H2等。 2、窒息性氣體：這類氣體本身無毒，

2、但在空氣中含量增加時，能使空氣中氧含量相對降低，從而造成人員缺氧窒息。如氮氣N2、二氧化碳CO2、瓦斯等； 3、有毒性氣體：主要有一氧化碳CO、二氧化氮NO2、二氧化硫SO2、硫化氫H2S、氨氣NH3等。這些氣體中除CO會使人體血液缺氧造成中毒死亡外，其余各種氣體均為刺激性氣體，對人體作用的共同點是對眼、鼻、呼吸道粘膜，乃至中樞神經系統有較強的刺激作用。當刺激作用過強時，會引起全身反應，直至造成死亡。 (二)井下空氣成分的安全標準名名 稱稱最高允許濃度最高允許濃度()一氧化碳一氧化碳CO0.0024氧化氮氧化氮(換算成二氧化氮換算成二氧化氮NO2)0.00025二氧化硫二氧化硫SO20.000

3、5硫化氫硫化氫H2S0.00066氨氨NH30.004表表1 1 礦井有害氣體最高允許濃度礦井有害氣體最高允許濃度三、井下氣候條件表表2 井巷中的允許風流速度井巷中的允許風流速度井井 巷巷 名名 稱稱允許風速允許風速/(m/s)最低最低最高最高無提升設備的風井和風硐無提升設備的風井和風硐 15專為升降物料的井筒專為升降物料的井筒 12風橋風橋 10升降人員和物料的井筒升降人員和物料的井筒 8主要進、回風巷主要進、回風巷 8架線電機車巷道架線電機車巷道1.08運輸機巷，采區進、回風巷運輸機巷，采區進、回風巷0.256采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷0.254掘

4、進中的巖巷掘進中的巖巷0.154其他通風人行巷道其他通風人行巷道0.15 三、礦井通風系統 (一)礦井通風方式 礦井通風系統是指礦井通風方式、通風方法和通風網絡的總稱，它對礦井安全生產和經濟效益有重大影響。煤礦安全規程第107條規定， 礦井必須有完整的獨立通風系統。 指進風井和出風井之間的相互位置關系。一般把礦井通風方式分為四種基本類型：中央式通風、對角式通風、區域式和混合式通風。 1、中央式通風：進、回風井位置大致位于井田中央的通風方式，分中央并列式和中央分列式。 (1)中央并列式：進、回風井位于井田中央，且相距很近（一般為30m50m）。 進 風 井回 風 井 (2)中央分列式：進風井均位

5、于井田中央，回風井位于井田走向中央上部邊界上。 進風井回風井 2、對角式通風：進風井大致位于井田中央,回風井在兩翼的通風方式，分兩翼對角式和分區對角式。 (1) 兩翼對角式：回風井位于井田兩翼上部邊界。進 風 井回 風 井回 風 井 (2)分區對角式：各采區均開回風井，不開主要回風巷。回 風 井進 風 井回 風 井回 風 井 3、區域式通風：在井田的每個生產區域各布置進、回風井，分別構成獨立的通風系統。 進風井回風井回風井進風井 4、混合式通風： 混合式通風方式是中央式和對角式組合成的一種混合式通風方式，例如中央并列式與兩翼對角式組合；中央分列式與兩翼對角式組合等。進 風 井回 風 井回 風

6、井進 風 井中央并列與兩翼對角式組合進 風 井回 風 井回 風 井回 風 井中央分列與兩翼對角式組合 (二)礦井通風方法 礦井通風方法以風流獲得的動力來源不同分為自然通風和機械通風兩種。 1、自然通風：利用自然因素產生的通風動力，使空氣在井下巷道中流動的通風方法稱為自然通風。 借助于自然因素產生的促使空氣流動的能量，稱為自然風壓。 自然風壓是由于礦井通風系統閉合回路中各點風流的密度存在差異而形成的。 即使進回風口標高相同，只要進回側存在密度差，就存在自然風壓。 礦井的自然風壓hn一般都比較小，一般不大于 200300Pa，是礦井通風的次要動力。 由于自然風壓很小，且不穩定，所以煤礦安全規程第1

7、21條規定：礦井必須采用機械通風。 2、機械通風 利用通風機運轉產生的通風動力，使空氣在井下巷道中流動的通風方法稱為機械通風。在機械通風的礦井中，通風機的工作方式分抽出式、壓入式和混合式三種。 (1)抽出式 抽出式是將礦井主要通風機安設在地面，向外抽出井下空氣，形成使井下空氣低于當地大氣壓的負壓通風。 由于通風阻力的影響使回風側處于高負壓，而進風側處于低負壓，在這種情況下，回風流不易向他處亂竄，可以集中而迅速地流入回風系統排出井外。對于瓦斯礦井和有自然發火危險的礦井來講是有利的，在抽出式礦井中，主要通風機一旦停止運轉，則礦內空氣必然要恢復到當地大氣壓力，由于壓力增高，一定時間內采空區及封閉火區

8、中瓦斯等有害氣體不易涌出。所以煤礦一般多采用抽出式通風。我礦就采用這種通風方式 (2)壓入式 壓入式是將礦井主要通風機安設在地面，以壓風方式向礦井內供風，使整個通風系統在壓入式主要通風機作用下，形成高于當地大氣壓力的正壓通風。這種通風方式不易管理，井底車場及進風井口漏風大，污風不易集中迅速排出井外。主要通風機一旦停止運轉，井下氣壓將降低，這會使采空區或封閉區內瓦斯涌出量增加，對安全不利，故此一般在瓦斯礦井中很少采用壓入式通風。 (3)抽壓混合式 抽壓混合式是將地面新鮮空氣由壓入式主要通風機送往井下，污風由抽出式主要通風機排出井外。這種通風方式需要通風設備多，動力消耗大，在煤礦中也很少采用這種通

9、風方法的。 (三)礦井通風網絡 礦井空氣在井巷中流動時，風流分岔、匯合線路的結構形式，稱為通風網路。 1、串聯通風：前巷的出風端和后巷的進風端相接。（如果有困難制定措施后，串聯通風的次數不得超過一次） 2、并聯通風：兩條以上巷道的進風端在同一點分開后，出風端又在同一點匯合。 3、角聯通風：兩條分路組成的并聯系統中，若有一條或一條以上的巷道橫跨于兩個并聯巷道上。四、礦井通風動力 (一)礦井通風動力分類：礦井按其服務范圍和所起的作用分為三種。 1、主要通風機 擔負整個礦井或礦井的一翼或一個較大區域通風的通風機，稱為礦井的主要通風機。 2、輔助通風機 用來幫助礦井主要通風機對一翼或一個較大區域克服通

10、風阻力，增加風量的通風機稱為主要通風機的輔助通風機。輔助通風機大多安裝在井下，目前已很少使用。 (3)局部通風機 為滿足井下某一局部地點通風需要而使用的通風機，稱為局部通風機。局部通風機主要用作井巷掘進通風。 (二)主要通風機 1、主要通風機的附屬裝置 主要通風機的附屬裝置包括風硐、擴散器（擴散塔）、防爆門（防爆井蓋）以及反風裝置等。 2、反風裝置 反風裝置是用來使井下風流反向的一種設施。煤礦必須設有反風裝置的原因，是為了使風流能向相反方向流動，防止進風系統中一旦發生火災、瓦斯或煤塵爆炸時產生的大量的一氧化碳，二氧化碳等有毒有害氣體沿風流進入采掘區域或其他區域，危及工作人員的生命安全。有時為適

11、應救災工作的需要，也須反風。 反風方法因風機的類型和結構不同而異。目前的反風方法主要有：設專用反風道反風；利用備用風機做反風道反風；風機反轉反風和調節動葉安裝角反風。 我礦目前主要通風機采用通風機反轉反風 2、主要通風機的管理規定 (1)主要通風機必須安裝在地面；裝有通風機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備時不得超過5%，有提升設備時不得超過15%。礦井主要通風機裝置外部漏風率的測定應每季度進行1次。 (2)必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中1套作備用，備用通風機必須能在10 min內啟動。在建井期間可安裝1套通風機和1部備用電動機。生產礦井現有的2套不同能力的主要通風機，在

12、滿足生產要求時，可繼續使用。 (3) 裝有主要通風機的出風井口應安裝防爆門（蓋），且保證主要通風機因故停轉時防爆門（蓋）能自動打開，主要通風機工作時防爆門（蓋）必須關閉。防爆門（蓋）每季度檢查維修1次。 (4)至少每月檢查1次主要通風機。改變通風機轉數或葉片角度時，必須經礦總工程師批準。 (5)新安裝的主要通風機投入使用前，必須進行1次通風機性能測定和試運轉工作，以后每5年至少進行1次性能測定。 (6)主要通風機必須采取兩回直接由變（配）電所饋出的供電線路供電，供電線路上不得接任何負荷。 (7)嚴禁主要通風機房兼作他用。主要通風機房內必須安裝水柱計（靜壓、動壓和全壓）、電流表、電壓表、軸承溫度

13、計等儀表，還必須有直通礦調度室的電話，并有反風操作系統圖、司機崗位責任制和操作規程。主要通風機的運轉應由專職司機負責，司機應每小時將通風機運轉情況記入運轉記錄內；發現異常，立即報告。 (8)生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10min內改變巷道中的風流方向；當風流方向改變后，主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40。 (9)礦調度室接到主要通風機停風匯報后，應立即下令切斷進入停風影響地點的動力電源，并通知受影響單位。受影響范圍人員立即停止作業，沿進風巷道往井口撤離，現場施工負責人組織人員在人員撤出施工巷道以后，在巷道口處打上柵欄、揭示警標；由礦值班領導決定全礦井是否停止生產、工作人

14、員是否全部撤出。 (三)局部通風機 局部通風機是井下局部地點通風所用的通風設備，局部通風機通風是利用局部通風機作為動力，用風筒導風把新鮮風流送入掘進工作面， 1、局部通風機的工作方式 局部通風機按其工作方式不同可分為壓入式、抽出式和混合式三種。 FF (1)壓入式通風：局部通風機和啟動裝置安設在離掘進巷道口10m以外的進風側巷道中，局部通風機把新鮮風流經風筒送入掘進工作面，污風沿掘進巷道排除。 (2)抽出式通風：局部通風機安裝在離掘進巷道口10m以外的回風側巷道中，新鮮風流沿掘進巷道流入工作面，污風經風筒由局部通風機抽出。 FF (3)混合式通風：抽出式局部通風機安裝在距掘進巷道口10米以上的

15、回風側；壓入式局部通風機風筒出口與掘進工作面的距離要小于壓入式通風的有效射程；抽出式局部通風機的風筒吸風口要超前壓入式局部通風機10以上。 FFFF 2、壓入式、抽出式和混合式三種通風方式的優缺點 (1)壓入式通風的優點是局部通風機和啟動裝置都位于新鮮風流中，不易引起瓦斯和煤塵爆炸，安全性好，風筒出口風流的有效射程遠，排煙能力強，即可用硬質風筒，又可用柔性風筒，適應性強，缺點是污風沿巷道排出，污染范圍大，煤塵及炮煙從掘進巷道跑出的速度慢，需要的通風時間長。壓入式通風是我國目前掘進通風中最常用的方式。我礦采用這種通風方式 (2)抽出式通風的優點是掘進工作面的炮煙及有毒有害氣體由風筒排出，巷道中粉

16、塵濃度低，勞動衛生條件好。缺點是污風風流必須通過風筒由局部通風機排出，安全性差；抽出式通風的有效吸程小于壓入式通風的有效射程、故排出工作面炮煙及有毒有害氣體差，只能使用剛性風筒或帶金屬骨架的膠皮風筒，故在應用上受到一定限制。目前，我國煤礦中，這種通風方式應用得較少，主要是污風風流通過局部通風機時，一旦由于電路漏電等原因產生火花，有引起爆炸的危險。 (3)混合式通風的優點是工作面通風能力強，掘進巷道全長不受污濁空氣污染，粉塵濃度低，勞動衛生條件好。缺點是抽出式局部通風機安設在回風風流中，安全性差。 3、局部通風機管理規定 (1)壓入式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口的

17、距離不得小于10m，風機安設離地面高度不小于300mm；全風壓供給該處的風量必須大于局部通風機的吸入風量，局部通風機安裝地點到回風口間的巷道中的最低風速不小于0.15m/s。防止發生局部通風機的回風部分或全部再進入同一臺局部通風機的進風風流中的循環風現象。 (2)掘進工作面（包括用局部通風機供風的巷修工作面，以下同）的供電系統：低瓦斯礦井巖石巷道掘進工作面局部通風機供電采用選擇性漏電保護或采掘供電分開；煤巷、半煤巖巷掘進工作面等均必須實現雙套供電、供風系統（簡稱“雙風機雙電源”）；掘進面局部通風機供電采用“三專兩閉鎖”（專用變壓器、專用開關及專用線路），并裝設兩閉鎖（風電閉鎖、瓦斯電閉鎖）設施

18、。每7天至少進行一次甲烷風電閉鎖試驗，每天應進行一次正常工作的局部通風機與備用局部通風機自動切換試驗，試驗期間不得影響局部通風，試驗記錄要存檔備查。 (3)嚴禁使用3臺以上（含3臺）的局部通風機同時向1個掘進工作面供風。不得使用臺局部通風機同時向2個作業的掘進工作面供風。 低瓦斯礦井經礦總工程師批準，在向1個掘進工作面供風的同時可向另一個非掘進作業地點供風，但其風量和有害氣體必須符合要求。 使用局部通風機供風的地點必須實行風電閉鎖，保證停風后切斷停風區內全部非本質安全型電器設備的電源。使用2臺局部通風機（對旋式局部通風機按1臺局部通風機管理）供風的，2臺局部通風機都必須實現風電閉鎖。 (13)

19、使用局部通風機通風的掘進工作面，不得停風。 凡停風不超過24h者，必須切斷電源，撤出人員，設置柵欄，揭示警標；掘進隊派專人在巷道口新鮮風流中看守，禁止人員進入。 掘進工作面因故停風后，恢復通風前，首先必須檢查瓦斯，證實停風區中瓦斯濃度不超過1或二氧化碳濃度不超過1.5，局部通風機及開關地點附近10m內風流中瓦斯濃度都不超過0.5時，方可開動局部通風機，恢復正常通風。如果停風區中，瓦斯濃度超過1或二氧化碳濃度超過1.5時，必須制定排放瓦斯的安全措施，排放瓦斯。排放瓦斯后，只有經過瓦斯檢查，證實恢復通風的巷道風流中瓦斯濃度不超過1和二氧化碳濃度不超過1.5時，方可人工恢復局部通風機供風的巷道中一切

20、電器設備的電源。 確定為長期停風（超過24h），必須在24h內封閉完畢。 1、靜壓、動壓、全壓 (1)靜壓：由于空氣分子不規則運動而撞擊于巷道壁上產生的壓力稱為靜壓。計算時，以絕對真空為計算零點的靜壓稱為絕對靜壓。以大氣壓力為零點的靜壓稱為相對靜壓。 靜壓是單位體積氣體所具有的勢能，是一種力，它的表現將氣體壓縮、對管壁施壓。管道內氣體的絕對靜壓，可以是正壓，高于周圍的大氣壓；也可以是負壓，低于周圍的大氣壓。 (2)動壓：指空氣流動時產生的壓力，只要巷道內空氣流動就具有一定的動壓。 四、礦井通風參數 動壓是單位體積氣體所具有的動能，也是一種力，它的表現是使巷道內氣體改變速度，動壓只作用在氣體的流

21、動方向恒為正值。 (3)全壓：全壓是靜壓和動壓的代數和。全壓代表單位氣體所具有的總能量。若以大氣壓為計算的起點，它可以是正值，亦可以是負值。 圖中：2為風機，風機左側1為風機吸風側，風機右側3為風機出風側。 風機吸風側裝了3個U型水柱計，自左至右依次所測的參數為：第一個水柱計所測的參數為風機入口靜壓，靜壓的數值為hs。由該水柱計可見兩點：1、引入風壓接口的軸線與風流的軸線是互相垂直的。2、水柱是被吸起來的（圖中黑色部分），該水柱計左邊的出口是和大氣接通的，故也可認為是大氣壓力把水柱壓起來的，因測得的值是低于大氣壓力的，故也稱之為負壓。 第二個水柱計所測的參數為風機入口全壓，全壓的數值為h。由該

22、水柱計也可見兩點：1、引入風壓接口的軸線與風流的軸線是互相平行的，也即讓風流正對著接口吹。2、水柱也是被吸起來的（圖中黑色部分），該水柱計左邊的出口是和大氣接通的，故也可認為是大氣壓力把水柱壓起來的，因測得的值是低于大氣壓力的，故也稱之為負壓。由上述兩個水柱計的敘述可知：風機的負壓有兩個：負靜壓和負全壓。人們習慣上所稱的風機負壓僅指風機的負靜壓。 第三個水柱計所測的參數為風機入口速壓（動壓），速壓的數值為hd。由該水柱計也可見：水柱計的兩個接口均引入了風壓，一個接口測靜壓，另一個接口測全壓，因入口靜壓（吸力）大于全壓（吸力），故出現差值，該差值即為風機的入口速壓（動壓）。 風機出風側也裝了3個

23、U型水柱計，自左至右依次所測的參數為：第一個水柱計所測的參數為風機出口靜壓，靜壓的數值為hs。 由該水柱計可見兩點：1、引入風壓接口的軸線與風流的軸線是互相垂直的。2、水柱是被吹起來的（圖中黑色部分），該水柱計左邊的出口是和大氣接通的，因此，測得的值是高于大氣壓力的，故也稱之為正壓。 第二個水柱計所測的參數為風機出口全壓，全壓的數值為h。由該水柱計也可見兩點：1、引入風壓接口的軸線與風流的軸線是互相平行的，也即讓風流正對著接口吹。2、水柱是被吹起來的（圖中黑色部分），該水柱計左邊的出口是和大氣接通的。 因此，測得的值是高于大氣壓力的，故也稱之為正壓。由上述兩個水柱計的敘述可知：風機的正壓也有兩

24、個：正靜壓和正全壓。人們習慣上所稱的風機正壓僅指風機的正靜壓。 第三個水柱計所測的參數為風機出口速壓（動壓），速壓的數值為hd。由該水柱計也可見：水柱計的兩個接口均引入了風壓，一個接口測靜壓，另一個接口測全壓，因出口靜壓（吹力）小于出口全壓（吹力），故出現差值，該差值即為風機的出口速壓（動壓）。 （4）使用皮托管測風壓hdhhshhdhs 如圖所示：為抽出式風機入口，為抽出式風機出口，為抽出式風機。在處，皮托管()連接的U型管測得的是風機入口處的靜壓（負壓），皮托管(+)連接的U型管測得的是風機入口處的全壓，皮托管(+、)分別連接的U型管測得的是風機的速壓，也就是動壓，其數值為：全壓=靜壓（負

25、壓）動壓（速壓）；在處，皮托管()連接的U型管測得的是風機入口處的靜壓（負壓），皮托管(+)連接的U型管測得的是風機入口處的全壓，皮托管的(+、)管分別連接的U型管測得的是風機的速壓，也就是動壓，其數值為：全壓=靜壓（負壓）+動壓（速壓）。 3、通風機的靜壓、動壓、全壓 (1)通風機的全壓h:通風機的出口全壓h2與入口全壓h1之差。 (2)通風機的靜壓hs:通風機的全壓與通風機的動壓之差 (3)通風機的動壓hd:指通風機出口處的動壓 該值可利用水柱計直接測得（如上圖），在風機入口側測得的動壓為風機入口動壓，在風機出口側測得的動壓為風機出口速壓。動壓也可通過計算得到，公式如下： 在抽出式通風條件

26、下，通風機的靜壓等于通風機入口全壓等于通風機入口靜壓減去入口動壓 hd=v2/2 式中：hd風機動壓，Pa； 測壓斷面處的空氣密度，kg/m3； v測壓斷面處的風速，m/s。 測壓斷面的風速可通過測出測壓斷面通過的風量和測壓斷面的面積求得，公式如下： v=Q/S 式中：v測壓斷面處的風速，m/s； Q測壓斷面通過的風量，m3/s； S測壓斷面的面積，m2。 4、等積孔 假定在無限空間有一薄壁，在薄壁上開一面積為A的孔口，當孔口通過的風量等于礦井風量，而且孔口兩側的風壓差等于礦井通風阻力時，孔口的面積A就叫該礦井的等積孔。 當空氣沿井巷運動時，由于風流的粘滯性和慣性以及井巷壁面等對風流的阻滯、擾

27、動作用而形成通風阻力，它是造成風流能量損失的原因。 井巷通風阻力可分為兩類：摩擦阻力(也稱為沿程阻力)和局部阻力。 (一)摩擦阻力：空氣在井巷中流動時，由于空氣與巷道壁面之間以及空氣分子之間發生摩擦而造成的能量損失； 5、礦井通風阻力 礦井井巷摩擦阻力按下式計算： 1、層流摩擦阻力：層流摩擦阻力與巷道中的平均流速的一次方成正比。因井下多為紊流，故不詳細敘述。 2、紊流摩擦阻力：對于紊流運動，井巷的摩擦阻力 計算式為： Hf =LU/S3Q2 =RfQ2 pa Rf=LU/S3 摩擦阻力系數，單位kgfs2/m4或Ns2/m4， kgfs2/m4=9.8Ns2/m4 L、U巷道長度、周長，單位m

28、； S巷道斷面積，m2 Q風量，單位m/s Rf摩擦風阻，對于已給定的井巷，L，U，S都為已知數，故可把上式中的，L，U，S 歸結為一個參數Rf，其單位為：kg/m7 或 Ns2/m8 (二)局部阻力 由于井巷斷面，方向變化以及分岔或匯合等原因，使均勻流動在局部地區受到影響而破壞，從而引起風流速度場分布變化和產生渦流等，造成風流的能量損失，這種阻力稱為局部阻力。 由于局部阻力所產生風流速度場分布的變化比較復雜性，對局部阻力的計算一般采用經驗公式。 1、幾種常見的局部阻力產生的類型： (1)突變 紊流通過突變部分時，由于慣性作用，出現主流與邊壁脫離的現象，在主流與邊壁之間形成渦漩區，從而增加能量

29、損失。 (2)漸變 主要是由于沿流動方向出現減速增壓現象，在邊壁附近產生渦漩。因為壓差的作用方向與流動方向相反，使邊壁附近，流速本來就小，趨于0， 在這些地方主流與邊壁面脫離，出現與主流相反的流動，面渦漩。 (3)轉彎處 流體質點在轉彎處受到離心力作用，在外側出現減速增壓，出現渦漩。 (4)分岔與會合 綜上所述： 局部阻力的產生主要是與渦漩區有關，渦漩區愈大，能量損失愈多，局部阻力愈大。 2、局部阻力的計算 在一般情況下，由于井巷內風流速壓較小，所產生的局部阻力也較小，井下所有的局部阻力之和只占礦井總阻力的10%20%。故在通風設計中，一般只對摩擦阻力進行計算，對局部阻力不作詳細計算，而按經驗

30、估算。一、礦井瓦斯等級分類 礦井瓦斯等級是以相對瓦斯涌出量的大小來劃分的。煤礦安全規程規定，在一個礦井中，只要有一個煤(巖)層發現瓦斯，該礦井即定為瓦斯礦井，并依照礦井瓦斯等級工作制度進行管理。 礦井瓦斯等級，根據礦井相對瓦斯涌出量、礦井絕對瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式劃分為： 1、低瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10立方米/噸且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40立方米/分。 2、高瓦斯礦井：礦井相對瓦斯涌出量大于10立方米/噸且礦井絕對瓦斯涌出量大于40立方米/分。 3、煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。二、瓦斯在煤層及圍巖中的賦存狀態 瓦斯在煤體中以游離和吸附狀兩種狀態存在。 1、游離

31、狀態 游離狀態也稱自由狀態，存在于煤的孔隙和裂隙中。這種狀態的瓦斯以自由氣體存在，呈現出的壓力服從自由氣體定律。游離瓦斯量的大小主要取決于煤的孔隙率，在相同的瓦斯壓力下，煤的孔隙率越大，則所含游離瓦斯量也越大。在貯存空間一定時，其游離瓦斯量的大小與瓦斯壓力成正比，與瓦斯溫度成反比。 2、吸附狀態 吸附狀態的瓦斯包括吸附在煤的微孔表面上的吸著瓦斯和煤的微粒結構內部的吸收瓦斯。 吸著狀態是在孔隙表面的固體分子引力作用下，瓦斯分子被緊密地吸附于孔隙表面上，形成很薄的吸附層；而吸收狀態是瓦斯分子充填到極其微小的微孔孔隙內，占據著煤分子結構的空位和煤分子之間的空間，如同氣體溶解于液體中的狀態。吸附瓦斯量

32、的大小，取決于煤的孔隙結構特點、瓦斯壓力、煤的溫度和濕度等。一般規律是：煤中的微孔越多、瓦斯壓力越大，吸附瓦斯量越大；隨著煤的溫度增加，煤的吸附能力下降；煤的水分占據微孔的部分表面積，故煤的濕度越大，吸附瓦斯量越小。 瓦斯爆炸必須同時具備三個基本條件：一是瓦斯濃度在爆炸界限內，一般為5%-16%；二是混 合氣體中氧的濃度不底于12%；三是足夠能量的火源。三、瓦斯爆炸的條件 1、瓦斯的濃度。瓦斯爆炸發生的濃度界限指的是瓦斯與空氣的混合氣體中瓦斯的體積濃度。當瓦斯濃度達到9.5%時，理論上瓦斯可以同空氣的氧氣安全反應，從而放出最多的熱量，因此爆炸的強度最大； 當瓦斯濃度低于5%時，由于參加化學反應

33、的瓦斯較少，不能形成熱量積聚，因此不能爆炸，只能燃燒；當瓦斯的濃度高于16%時，由于空氣中氧氣不足，滿足不了氧氣反應的全部需要，只能有部分的瓦斯與氧氣發生反應，所生成的熱量被多余的瓦斯和周圍介質吸收降溫，所以也就不能發生爆炸。 2、充足的氧氣含量。瓦斯與空氣混合氣體中氧氣的濃度必須大于12%，否則爆炸反應不能持續。煤礦井下的封閉區域、采空區內及其他裂隙等處，由于氧氣消耗或沒有供氧條件，可能出氧氣濃度低于12%的情況； 其他巷道、工作場所等按規定氧氣含量不得低于20%，一般不存在氧氣濃度低于12%的情況 ，因為在些情況下，人員在短時間內就會窒息而死亡。 3、足夠能量的點火源。點火源能夠引起瓦斯爆

34、炸的三個條件是：(1)溫度不低于650度。(2)能量大于0.28mJ.(3)持續時間大于爆炸感應期。這三個條件通常很容易滿足，如明火、煤炭自燃、撞擊火花、電火花等。在煤礦開采過程中，對一些不可避免的火源有時需要采取特殊的技術，使其不能滿足瓦斯的點火條件 。例如：井下爆破時所用的毫秒雷管產生的火焰，其他溫度主達2000度，但持續的時間很短，小于爆炸感應期，因此不會引起瓦斯爆炸。 四、預防瓦斯爆炸的措施 瓦斯治理方針是：先抽后采、監測監控、以風定產。 1、加強采煤工作面回風隅角的瓦斯管理。若工作面回風隅角CH4濃度較高屆時應安裝導風簾，利用增加回風隅角通風量來消除瓦斯危害。 2、杜絕無計劃停電、停

35、風，防止瓦斯積聚。停風必須撤出巷道內所有人員，并切斷巷道內一切電源，嚴禁在停風或瓦斯超限的區域內作業。 3、掘進中不得出現盲巷，確定為長期停風的巷道，必須在24小時內在巷道口不超過3m的地方打臨時密閉。 4、加強采煤面在撤面和封閉時的通風管理，適時調整通風系統，工作面停采后45天內完成永久封閉。 5、瓦斯檢查工必須嚴格執行瓦斯巡回檢查制度及請示匯報制度，瓦斯檢查做到 “三對口”（ 井下記錄牌、檢查手冊、瓦斯日報）并由瓦檢員、班組長簽字。不準空班、漏檢、弄虛作假，發現工作面及其它地點發生瓦斯積聚或超限，必須立即停電撤人，匯報通風調度及礦調度，采取措施進行處理。 6、礦長、礦技術負責人、爆破工、采

36、掘區隊長、通風區隊長、工程技術人員、班長、流動電鉗工下井時，必須攜帶便攜式甲烷檢測儀。瓦斯檢查工必須攜帶便攜式光學甲烷檢測儀。安全監測工必須攜帶便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀。 7、局部通風機重新啟動前，必須檢查開關及局部通風機附近20m內瓦斯，瓦斯濃度小于0.5時方可人工啟動開關。 8、采掘工作面及其作業地點風流中瓦斯濃度達到1.0%時，必須停止電鉆打眼，爆破地點附近20m以內風流中，瓦斯濃度達到1.0%時，嚴禁爆破。一、礦井火災的分類凡發生在井下的火災，以及發生在井口附近但危害到井下安全的火災，都叫做礦井火災。 發生礦井火災的原因有兩種：一是外部火源引起的火災，二是煤炭本身的物

37、理化學性質的內在因素引起的火災。因此，礦井火災分為兩類：外因火災和內因火災。 (一)外因火災 產生外因火災的條件是：有易燃物存在、有足夠的氧氣和足以引起火災的熱源。 (二)內因火災 內因火災，又稱煤炭自燃。有的煤炭由于自身的物理化學性質具有自燃性，與空氣接觸后能氧化生熱，如果散熱條件不好，就會自燃。內因火災主要發生在采空區、冒頂處和壓酥的煤柱中。采空區中，尤其采用回采率低的采煤方法時，采空區中遺留的煤炭多，最容易引起煤的自燃。采空區中的自然發火占全礦井自然火災總數的80%左右，所以對于有自然發火危險的礦井，應及時封閉采空區，防止漏風，并采取注漿、注氮或灑阻化劑等方法來防止采空區中煤的自燃。 1

38、、煤炭自燃的發展過程 煤炭自燃過程大體分為3個階段：(1)潛伏期；(2)自熱期；(3)燃燒期 自燃潛伏期煤體溫度的變化不明顯，煤的氧化進程十分平穩緩慢，然而它確實在發生變化，不僅煤的重量略有增加，著火點溫度降低，而且氧化性被活化。它的長短取決于煤的自燃傾向性的強弱和外部條件。 經過這個潛伏期之后，煤的氧化速度增加，不穩定的氧化物分解成水(H20)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)。二、內因火災 氧化產生的熱量使煤溫繼續升高，超過自熱的臨界溫度(6080)，煤溫上升急劇加速，氧化進程加快，開始出現煤的干餾，產生芳香族的碳氫化合物(CxHy)、氫(H2)、更多的一氧化碳(CO)等可燃氣體，這個

39、階段為自熱期。 臨界溫度也稱自熱溫度，是能使煤自發燃燒的最低溫度。一旦達到了該溫度點，煤氧化的產熱與煤所在環境的散熱就失去了平衡，即產熱量將高于散熱量，就會導致煤與環境溫度的上升，從而又加速了煤的氧化速度并又產生更多的熱量，直至煤自燃起來，即進入燃燒階段。 2、煤炭自燃的條件 煤炭自燃是一個復雜的過程，受著多種因素的影響，但煤炭自燃必須具備以下條件： (1)煤有自燃傾向性，且以破碎狀態存在； (2)有連續的供氧條件； (3)有積聚氧化熱的環境； (4)上述三個條件持續足夠的時間。 3、影響煤炭自燃的因素 實踐證明，具有同樣自燃傾向性的煤層，在不同的生產技術條件下，有的煤能自燃,有的則不能；在同

40、樣的外部條件下，自燃傾向性也不一樣。這是因為煤炭自燃過程受著許多因素影響的緣故。其影響的主要因素是：（1）煤的化學成分；（2）煤的物理性質；（3）煤層的地質條件；（4）開拓開采條件；（5）礦井通風條件。 4、煤炭自燃傾向性等級分類 煤的自燃傾向性是用來區分和衡量不同煤層發生危險程度的一項重要指標，也是對礦井煤層自然發火采取不同的針對性措施進行有效管理的主要依據。目前，我國煤礦采取以每克干煤在常溫（30）常壓（1.0133105Pa）條件下的吸氧量作為煤的自燃傾向性分級主要指標，將煤的自燃傾向性劃分為以下三級： (1)自燃等級級：自燃傾向性為易自燃。常溫常在條件下高硫煤、無煙煤的吸氧量1.00c

41、m3/g干煤，褐煤、煙煤類0.71cm3/g干煤，含硫2.00%。 (2)自燃等級級：自燃傾向性為自燃。常溫常壓條件下高硫煤、無煙煤的吸氧量1.00cm3/g干煤，褐煤、煙煤類為0.410.70cm3/g干煤，含硫2.00%。 (3)自燃等級級：自燃傾向性為不易自燃。常溫常壓條件下，高硫煤、無煙煤的吸氧量0.80cm3/g干煤，褐煤、煙煤類為0.40cm3/g干煤，含硫2.00%。 5、煤炭自燃發火期 煤層自然發火期 從煤層被開采破碎、接觸空氣之日起，至出現自燃現象或溫度上升到自燃點為止，所經歷的時間叫煤層的自然發火期，以月或天為單位。通常是采用統計法推理出，比如統計礦井歷次自然發火的周期，新

42、建礦井參考鄰近礦井的數值。 6、采空區煤炭自燃三帶的劃分 目前采空區自燃三帶劃分有三個指標：漏風風速、氧氣濃度、溫升。劃分如下： (1)散熱帶是指采空區漏風風速大于0.24m/min，氧氣體積分數大于18%，溫升T1/d且靠近工作面的區域； (2)氧化升溫帶是指漏風風速在0.100.24m/min，氧氣體積分數為10%18%，溫升T1/d的區域； (3)窒息帶是指漏風風速小于0.10m/min，氧氣體積分數小于10%溫升T1/d的采空區壓實區。 三、井下自然發火的預防措施 1、凡開采自燃煤層，均要開展火災的預測預報工作。每周至少觀測預報一次。要充分利用束管、色譜分析、紅外探測及KJ-95N監測

43、系統分析可疑地點的氣體成份和溫度變化情況，發現火災隱患及時采取措施進行處理。 2、堅持對采煤工作面實施采后注漿措施。完善注漿系統，在條件允許的情況下，堅持使用注漿防火措施，最大限度地增大注漿數量，消除火災隱患；尤其是工作面開切眼、停采線必須加大注漿量，盡量將其上、下兩頭三角充實。 3、采煤面的放水孔、注漿孔等，工作面采過后，必須及時封堵，有水的要采取安設“U”形管或建帶反水池的密閉等措施，做到防火、泄水兼顧。 4、對工作面推過后不再使用的聯絡巷及時進行封閉，有條件的使用輕型材料充填或者使用固化粉煤灰充填，以確保有效封堵漏風。 5、依據現場條件及自燃發火威脅的區域范圍，有針對性地采取注氮或二氧化

44、碳防火措施，依靠氣體壓力，以惰氣置換采空區的氧氣，惰化自燃發火威脅區域。一、煤礦粉塵的產生 在煤礦生產和建設過程中所產生的各種巖礦微粒統稱為煤礦粉塵，主要是巖塵和煤塵，它是在礦井生產如鉆眼、爆破、切割、裝載、落煤及運輸和提升過程中，因煤巖被破碎而產生的。不同的礦井由于煤、巖地質條件和物理性質及采掘方法、作業方式、通風狀況和機械化程度的不同，粉塵的生成量有很大的差異；即使在同一礦井里，產塵的多少也因地因時發生著不同的變化。一般來說，在現有防塵技術措施的條件下，各生產環節產生的浮游粉塵比例大致為：采煤工作面產塵量占45%80%；掘進工作面產塵量占20%38%；錨噴作業點產塵量占5%10%；其他作業

45、點占2%5%，各作業點隨機械化程度的提高，礦塵的生成量也將增大。二、煤礦粉塵的分類 粉塵按其成分可分為巖塵、煤塵等多種無機粉塵外，尚有多種不同的分類方法。 1、按礦塵粒徑劃分 (1)粗塵。粉塵粒徑大于40m，相當于一般篩分的最小顆粒，在空氣中極易沉降。 (2)細塵。粒徑為10m40m，肉眼可見，在靜止空氣中作加速沉降。 (3)微塵。粒徑為0.25m10m，用光學顯微鏡可以觀察到，在靜止空氣中作等速沉降。 (4)超微塵。粉徑為0.25m，要用電子顯微鏡才可以觀察到，在空氣中作擴散運動狀。 2、按礦塵存在狀態劃分 (1)浮游粉塵。懸浮于礦井內空氣中的粉塵，簡稱浮塵。 (2)沉積粉塵。從礦內空氣中沉

46、降下來的粉塵，簡稱落塵。 浮塵和落塵在不同環境下可以互相轉化。浮塵在空氣中飛揚的時間與塵粒的大小、重量、形式等有關，還與空氣的濕度、風速等大氣參數有關。 3、按礦塵粒徑組成范圍劃分 (1)全塵（總粉塵）。各種粒經的礦塵之和。對于煤塵，常指粒徑為1m以下的塵數。 (2) 呼吸性粉塵。主要指粒徑在5m以下的微細塵粒，它能通過人體上呼吸道進入肺區，導致肺病，對人體危害甚大。 三、煤塵的爆炸條件 煤塵爆炸必須同時具備4個條件：煤塵本身具有爆炸性；煤塵必須懸浮于空氣中，并達到一定的濃度；存在能引燃煤法爆炸的高溫熱源；一定濃度的氧氣。 1、煤塵的爆炸性 煤塵具有爆炸性是煤塵爆炸的必要條件。煤塵爆炸的危險性

47、必須經過試驗確定。 2、懸浮煤塵的濃度井下空氣中只有懸浮的煤塵達到一定濃度時，才可能引起爆炸，單位體積中能夠發生煤塵爆炸的最低或最高煤塵量稱為下限和上限濃度。低于下限濃度或高于上限濃度的煤塵都不會發生爆炸。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、粒度、引火源的種類和溫度及度試驗條件等有關。一般說來，煤塵爆炸的下限濃度為3050 g/m3，上限濃度為10002000 g/m3。其中爆炸力最強的濃度范圍為300500 g/m3。 一般情況下，浮游煤塵達到爆炸下限濃度的情況是不常有的，但是爆破、爆炸和其他震動沖擊都能使大量落塵飛揚，在短時間內使浮塵量增加，達到爆炸濃度。因此，確定煤塵爆炸濃度時，必須考慮落塵這

48、一因素。 3、引燃煤塵爆炸的高溫熱源 煤塵的引燃溫度變化范圍較大，它隨著煤塵性持、濃度及試驗條件的不同而變化。我國煤塵爆炸的引燃溫度在6101050 之間，一般為700800 。煤塵爆炸的最小點火能為4.540 mJ。這樣的溫度條件，幾乎一切火源均可達到，如爆破火焰、電氣火花、機械摩擦火花、瓦斯燃燒或爆炸、井下火災等。 4、一定濃度的氧氣 煤塵爆炸還必須要具備一定濃度的氧氣，要求氧氣的濃度不低于18%（體積百分比）。由于礦井的氧氣濃度一定大于18%，所以在防止煤塵爆炸過程中一般不會考慮這一條件。四、煤塵爆炸的影響因素 煤塵的濃度、粒度、瓦斯含量與氧氣濃度、引火方式和巷道中的落塵公布情況。空氣中

49、瓦斯濃度越高，煤塵爆炸下限越低；點燃源的能量越大，越易點燃煤塵；煤塵的飛揚性隨著粒度減少而增強，飛揚越強越容易形成爆炸的煤塵云，有利于煤塵爆炸。煤塵落在頂板和棚梁上時容易再次飛揚，比落在兩幫與底板上的煤塵危險性大，巷道的潮濕程度、風速大小也對煤塵大小有影響。煤塵的揮發份、水份、含有的灰分、含硫量以及含有惰性氣體等對煤塵的爆炸下限都有影響；煤塵揮發份增高爆炸下限降低，強度增大，煤塵中的水分對抑制煤塵爆炸的作用，煤塵中的水分足夠大達到手捏不散的程度才能阻止爆炸；硫分越高，爆炸性越強，高硫分可使原無爆炸性的煤塵具有爆炸性；煤中的灰分達30%時，灰分越高，發生燃燒與爆炸的可能性越小，天然灰分在20%以

50、下，對煤塵爆炸性不會有大的影響。五、礦井綜合防塵措施1、礦井必須建立完善的防塵供水系統。沒有防塵供水管路的采掘工作面不得生產。主要運輸巷、帶式輸送機斜巷與平巷、采區運輸巷與回風巷、采煤工作面運輸巷與回風巷、掘進巷道、煤倉放煤口、卸載點等地點都必須敷設防塵供水管路。防塵用水水源要充足，能夠滿足礦井生產防塵用水需要。防塵管路安設平直，距地面高度不小于300mm，吊掛牢固，拐彎處設彎頭，不拐死彎，無漏水（滴水成線）現象。2、水源水量充足，滿足防塵用水的要求。地面防塵用水貯水池必須經常保持不少于200m3的水量。 3、防塵供水管路中必須安設支管和閥門，采掘工作面供水管路必須安裝水質過濾器。帶式輸送機巷道中每隔50m設置支管和閥門，其它巷道每隔100m設置支管和閥門（如遇到平行的兩條巷道，間距不大于20m，中間有橫硐聯通，且已在一條巷道中安設有防塵管路，并留有三通，另一條巷道中可不設防塵管路）。 4、采煤機必須安裝內、外噴霧裝置。截煤時必須噴霧降塵，內噴霧壓力不得小于2MPa，外噴霧壓力不得小于1.5MPa，噴霧流量應與機型相匹配。如果內噴霧裝置不能正常噴霧，外噴霧壓力不得小于4MPa。無水或噴霧裝置損壞時必須停機。 5、采煤工作面液壓支