礦井通風

新疆煤礦總工程師培訓(xùn)

時文玉新疆煤礦安全技術(shù)培訓(xùn)中心主要內(nèi)容前言礦井通風基礎(chǔ)構(gòu)建可靠通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)常見隱患典型事故案例剖析總結(jié)“國務(wù)院關(guān)于進一步加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作的通知”（國發(fā)〔2010〕23號）要求全面加強企業(yè)安全生產(chǎn)工作，堅決遏制重特大事故。礦井通風知識是防治煤礦重特大事故的有力武器，本講座重點講述礦井通風與重特大事故的關(guān)系。一、前言礦井是地下作業(yè)，礦井通風是保證礦井生產(chǎn)的基本前提，又是防災(zāi)的基本手段。“一通三防”構(gòu)成了礦井安全生產(chǎn)的主要內(nèi)容。一、前言通風是煤礦安全的主要內(nèi)容之一

為了深入貫徹落實科學發(fā)展觀，促進安全生產(chǎn)理論和實踐的創(chuàng)新發(fā)展，國家安監(jiān)總局提出了“通風可靠、抽采達標、監(jiān)控有效、管理到位”的瓦斯綜合治理工作體系。

“通風可靠”是煤礦災(zāi)害防治工作的基礎(chǔ)，構(gòu)建安全可靠的通風系統(tǒng)是保障礦井安全生產(chǎn)、提高礦井抗災(zāi)能力和防治煤礦重特大事故的一項標本兼治、重在治本的關(guān)鍵之策。通風可靠是防治重特大事故的基礎(chǔ)一、前言建國后死亡百人以上煤礦事故共發(fā)生了25起，其中21起瓦斯、煤塵爆炸事故，1起火災(zāi)事故，2起透水事故。不可靠的通風系統(tǒng)是產(chǎn)生重特大事故的溫床一、前言通過對我國煤礦近年來發(fā)生的重特大事故原因進行分析，重大事故都與通風系統(tǒng)的缺陷有關(guān)。不可靠的通風系統(tǒng)是產(chǎn)生重特大事故的溫床，是使事故擴大、造成重大人員傷亡的主要原因。礦內(nèi)空氣及流動規(guī)律礦井通風阻力礦井通風動力

礦井通風網(wǎng)絡(luò)

礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化礦井通風基本內(nèi)容二、礦井通風基礎(chǔ)礦井通風的任務(wù)向井下各作業(yè)地點提供適量的新鮮空氣，以供給人員呼吸、稀釋和排出井下各種有毒有害氣體及粉塵和創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。確保采掘工作面的進風流中氧氣濃度不得低于20%；采掘工作面和采區(qū)的回風流中CH4的濃度不能大于1.0%，總回風流中CH4最高容許濃度為0.75%。CO不同濃度及作用時間對人的影響礦井中主要有害氣體對人的影響礦井通風系統(tǒng)組成礦井通風系統(tǒng)是由通風方式、通風動力裝置、井巷通風網(wǎng)絡(luò)和風流控制設(shè)施組成。三、構(gòu)建可靠通風系統(tǒng)

礦井通風系統(tǒng)可靠性評價指標主要通風機總效率多風機運行穩(wěn)定性通風網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度采區(qū)的通風均衡度礦井回風段阻力比礦井開采集中度等積孔礦井通風總阻力回風流瓦斯?jié)舛蕊L量供需綜合指數(shù)采區(qū)的通風設(shè)施數(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理系統(tǒng)簡單煤礦通風系統(tǒng)可靠性設(shè)施可靠風量風質(zhì)達標抗災(zāi)能力強采區(qū)內(nèi)部漏風率風流逆轉(zhuǎn)危險度

可靠通風系統(tǒng)的首要特征是系統(tǒng)簡單，即要求礦井用風地點少且分布合理、通風方式和生產(chǎn)布局簡單。通風系統(tǒng)越簡單，井下風流的穩(wěn)定性和可控性越好，系統(tǒng)的抗災(zāi)能力越強。采用礦井通風總阻力和通風網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)作為評價通風系統(tǒng)是否簡單的指標，易行、便于操作。礦井通風系統(tǒng)簡單131—階段運輸大巷；2—階段回風石門；3—采區(qū)下部車場；4—采區(qū)軌道上山；5—采區(qū)運輸機上山；6—采區(qū)回風上山；7—采區(qū)上部車場；8—采區(qū)中部車場；9—區(qū)段軌道巷；10—區(qū)段運輸巷；11—區(qū)段回風巷；12—聯(lián)絡(luò)巷；13—采區(qū)煤倉；14—采區(qū)變電所；15—絞車房；16—階段回風巷采區(qū)兩進一回通風方式14進風進風回風首采工作面采空區(qū)高濃瓦斯富集區(qū)出煤沿空留巷瓦斯抽采鉆孔回風Y型通風首采工作面平面圖采區(qū)工作面的U型或Y型通風方式傳統(tǒng)的U型工作面通風方式15通風系統(tǒng)不合理實例

通風阻力完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力完全紊流狀態(tài)下，風流的摩擦阻力與風量的平方成正比。

此式稱為完全紊流狀態(tài)下的摩擦阻力定律。巷道的摩擦風阻計算：

礦井通風阻力要求礦井通風系統(tǒng)風量（m3/min）對應(yīng)的通風阻力（Pa）（1）﹤3000﹤1500

（2）3000～5000﹤2000

（3）5000～10000﹤2500

（4）10000～20000﹤2940

（5）﹥20000﹤3920

通風阻力小1500-2000Pa為理想通風阻力，不應(yīng)超過3000Pa。

通風阻力分布合理礦井最大阻力路線上的回風段阻力占全礦井總阻力的百分比30-50%。系統(tǒng)均衡各采區(qū)供風量和通風阻力應(yīng)盡量均衡。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理礦井通風阻力分布

通風系統(tǒng)可分為進風段、用風段、回風段。三段的阻力分布（比例）是反映礦井通風系統(tǒng)的抗災(zāi)能力的一個標志。進風段從進風井口到采區(qū)石門之間的巷道；用風段從采區(qū)進風石門到采區(qū)回風石門之間的巷道；回風段從回風石門到排風井口。

新設(shè)計礦井一般進風段阻力占總阻力25%、用風段占45%、回風段占30%為宜。隨著礦井服務(wù)年限的增加，回風段的阻力會有所增大，但回風段的阻力應(yīng)不超過總阻力的60%。礦井通風阻力分布20

某礦2-2煤系統(tǒng)過三盤區(qū)綜采面風路通風阻力分布規(guī)律（A-B’

進風段，B’-C’用風段，C`-D回風段,2008年實測結(jié)果）某礦1-2煤系統(tǒng)過四盤區(qū)綜采面風路通風阻力分布規(guī)律（A-B進風段，B-C用風段，C-D回風段,2008年實測結(jié)果）礦井通風阻力分布不合理實例

主通風機效率高

主要通風機效率>70%時，風機的工況點在穩(wěn)定范圍內(nèi)，運行穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟性好。

通風分區(qū)均衡和獨立各分區(qū)的通風機壓力差值小，多風機共同作用的公共段阻力占總阻力的百分比小。采區(qū)通風設(shè)施數(shù)少反映通風設(shè)施的可靠性，通風設(shè)施越少，可靠性越高。通風設(shè)施可靠礦井等積孔用礦井風阻R表示通風難易程度不夠形象，所以常用等積孔表示礦井通風的狀況。等積孔與礦井總風阻之間有如下關(guān)系：式中A表示礦井等積孔，單位m2，R表示礦井總風阻，單位㎏/m7。用工程制單位計算時:A=0.38/√R;其中R單位為:㎏fs2/m8

礦井總風阻與礦井等積孔礦井通風裝備（主通風機）24英國豪頓主要通風機通風機裝備的可靠性不斷提高，對旋式通風機、大型通風機都已在國內(nèi)廣泛使用。24對旋式通風機風井防爆門是礦井通風系統(tǒng)最主要的安全部件。要求設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)嚴密、維護良好、動作可靠。實際使用中防爆門可能的安全問題主要有漏風嚴重、開啟困難、沖開后不能自行復(fù)位、不滿足反風要求等。礦井通風裝備（防爆門）風量滿足要求礦井主要用風地點風量供需情況，用風地點的風量供需比在1.2左右為佳，不應(yīng)過大，否則會使通風阻力呈平方關(guān)系增大，阻力過大會帶來安全隱患，且在經(jīng)濟上也不合理。風質(zhì)安全可靠“采區(qū)回風流瓦斯?jié)舛取狈从车V井通風系統(tǒng)排放瓦斯的能力與效果。風量風質(zhì)達標作業(yè)面與人數(shù)少“礦井開采集中度”包括4個參數(shù)：同一采區(qū)同一煤層的掘進工作面數(shù)、采煤工作面數(shù)、采區(qū)內(nèi)最多工作人數(shù)和礦井采區(qū)數(shù)，并據(jù)此綜合計算出“礦井開采集中度”。對于同一個礦井，采區(qū)、工作面數(shù)越多，必然造成通風控制設(shè)施增多，系統(tǒng)不穩(wěn)定，抗災(zāi)能力差；再加上人員過度集中，管理困難，增大了事故隱患。漏風小

“采區(qū)內(nèi)部漏風率”反映了礦井通風管理的效果和煤自燃的外因條件。風流穩(wěn)定可靠“采區(qū)風流逆轉(zhuǎn)危險度”是指在災(zāi)變時期發(fā)生風流逆轉(zhuǎn)的危險度，根據(jù)是否采用下山開采，下山開采是否完整（是否采用“剃頭下山”開采）和是否具有局部反風系統(tǒng)進行評價。抗災(zāi)能力強四、通風系統(tǒng)常見缺陷通風系統(tǒng)常見缺陷采區(qū)通風系統(tǒng)不合理通風系統(tǒng)風量不足抗災(zāi)能力薄弱剃頭下山開采多頭多點同時作業(yè)一巷多用獨眼井開采缺少專用回風巷超通風能力生產(chǎn)風流短路漏風嚴重局部通風管理混亂阻力分布不合理通風設(shè)施不可靠串聯(lián)通風29五、典型事故案例剖析貴州水城木沖溝“2000.9.27”特大瓦斯爆炸事故河南鄭州大平“2004.10.20”特大瓦斯爆炸事故陜西銅川陳家山“2004.11.28”特大瓦斯爆炸事故遼寧阜新孫家灣“2005.2.14”特大瓦斯爆炸事故河北唐山劉官屯“2005.12.7”特大瓦斯煤塵爆炸事故山西西山屯蘭“2009.2.22”特大瓦斯爆炸事故1、貴州水城木沖溝煤礦“9.27”事故案例2000年9月27日，貴州水城木沖溝礦發(fā)生瓦斯煤塵爆炸事故，造成162人死亡，37人受傷。（1）生產(chǎn)集中（2個生產(chǎn)工作面、1個綜采準備面和6個掘進工作面），通風系統(tǒng)復(fù)雜；（2）+1813水平石門的三道風門開啟頻繁（3）排放瓦斯影響的區(qū)域內(nèi)沒有設(shè)置警戒和停電、撤人。局部風機停風積存大量瓦斯巷道，正排放瓦斯

循環(huán)風新鮮風不夠四臺局部風機用，產(chǎn)生循環(huán)風,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)風引起瓦斯爆炸示意圖2、大平煤礦“10·20”特大瓦斯爆炸事故2004年10月20日，鄭煤大平煤礦井下發(fā)生特大型煤與瓦斯突出引發(fā)特別重大瓦斯爆炸事故，造成148人死亡。大平煤礦21回風上山處的現(xiàn)場照片415運順415回風巷415高位巷1號聯(lián)絡(luò)巷四總回四皮下四軌下415灌漿巷415工作面注水、注漿、注凝膠

24日16時起加快工作面的推進度,事故發(fā)生前推進27m。28日7時06分,下隅角尾梁后部強制放頂放炮引起瓦斯爆炸.24日12時10

分,上隅角再次爆燃。23日10時40分,上隅角放炮引起爆燃23日10時50分,85架附近發(fā)現(xiàn)明火。

24日12時14分53號尾梁著火,經(jīng)灑水火滅。

工作面推進陜西銅川陳家山415工作面爆源點3、陜西銅川陳家山煤礦通風系統(tǒng)平面圖226139364923355614、遼寧阜新“2.14”孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故

2005年2月14日，3316外風道沖擊地壓造成瓦斯異常涌出，3316架子道內(nèi)，距專用回風道8m的配電點處，工人帶電檢修照明信號綜合裝置，接線腔內(nèi)產(chǎn)生電火花，引起了瓦斯爆炸。

5、河北唐山劉官屯煤礦“12.7”瓦斯煤塵爆炸事故事故發(fā)生于2005年12月7日15時14分，死亡108人；其爆源位于1193（下）工作面切眼；回風下山風門打開風流短路，工作面瓦斯積聚，回柱火花引爆瓦斯，煤塵參與爆炸。1193（下）工作面切眼示意圖6、山西西山屯蘭煤礦特大瓦斯爆炸事故2009年2月22日，山西西山屯蘭煤礦發(fā)生的死亡78人的特大瓦斯爆炸事故，局部通風機安設(shè)在一個處于微風或無風的聯(lián)絡(luò)巷中，此外將排瓦斯巷代替采煤工作面通風系統(tǒng)應(yīng)有的回風巷。38六、總結(jié)1、礦井通風的基本作用？向井下各作業(yè)地點提供適量的新鮮空氣，以供給人員呼吸、稀釋和排出井下各種有毒有害氣體及粉塵和創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動安全。2、礦井通風系統(tǒng)的組成？礦井通風系統(tǒng)由通風方式、通風動力裝置、網(wǎng)絡(luò)巷道和控風設(shè)施所組成。39六、總結(jié)3、分區(qū)通風及其優(yōu)點？分區(qū)通風也稱獨立通風，是指采掘面、采區(qū)和生產(chǎn)水平以及其他用風地點，都有自己的進、回風巷道，其回風都各自排入采區(qū)回風巷或總回風巷。分區(qū)通風的主要優(yōu)點是（1）通風阻力小；（2）各用風地點都保持新鮮風流，作業(yè)環(huán)境好；（3）在災(zāi)變時期受影響小，安全可靠。4、專用回風巷？專用回風巷是指在采區(qū)的巷道布置中，專門用于回風而不得用于運料或安設(shè)電器設(shè)備的巷道。在有煤與瓦斯突出的專用回風巷還不得行人。40六、總結(jié)5、如何實現(xiàn)通風可靠？（1