金属非金属地下矿山通风安全技术与管理.ppt
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1、,余模华 正高级工程师,金属非金属地下矿山通风技术管理,重庆市能源投资集团科技有限责任公司 二一三年八月,2019年6月21日,1,提 纲,1.矿井通风的重要性 2.矿井通风系统 3.局部通风 4.矿井通风存在的问题 5.通风管理,2019年6月21日,2,1.1矿井井下空气主要成分,1.矿井通风的重要性,氧气O2:人体呼吸不可缺少,正常情况下,按体积计算的组成成分20.90%;降至 17%时,工作会引起喘息,呼吸困难,心跳加快;降到69%时,失去知觉,呼吸停止,不及时抢救就会死亡。 氮气N2:惰性气体,正常情况下所占比例 78.13%。比例过大会减少空气含量,使人呼吸困难或窒息。 二氧化碳C
2、O2: 一般情况含量为 0.03%左右,井下放炮、燃烧爆炸会增加含量 。达到2时,人的呼吸量增加一倍;达到1011时,五分钟之内使人窒息,有人三分钟即可致死。 一氧化碳CO:有毒有害气体, 主要来源于井下放炮、燃烧爆炸,浓度达到 %使人中毒。 二氧化硫SO2:有毒有害气体, 主要来源于井下含硫化氢矿层及含硫物质氧化,浓度达到 %使人中毒。 硫化氢HS2:有毒有害气体, 主要来源于井下含硫化氢矿层及含硫物质氧化,浓度达到 %使人中毒。 氨气CN3:有毒有害气体, 主要来源于井下含硫化氢矿层及含硫物质氧化,浓度达到 %使人中毒。 瓦斯CH4:无毒无色,主要来源于井下含瓦斯的矿层,如煤层,浓度达到5
3、-16 %有燃烧爆炸危险,浓度增高会使人窒息。 粉尘:产生于井下作业过程,主要来源于放炮、采矿、放矿等作业。粉尘主要危害在于致人患尘肺病。有的粉尘具有爆炸危险性。 其他物质:如水蒸汽、微生物等。,2019年6月21日,3,1.2矿井井下风流中气体浓度规定,1.矿井通风的重要性,采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%, 二氧化碳CO2浓度不超过0.5%; 一氧化碳 CO不超过0.0024%; 氧化氮(换算成二氧化氮 NO2)不超过0.00025%; 二氧化硫 SO2不超过0.0005%; 硫化氢 H2S不超过0.00066%; 氨 NH3不超过0.004%; 瓦斯CH4采掘工作面不超过1%,
4、总回风不超过0.7%; 含游离二氧化硅10%以上的粉尘(石英、石英岩): 2 mg/m3; 含游离二氧化硅10%以下的粉尘(石英、石英岩): 10 mg/m3。,8.33,2019年6月21日,4,1.3矿井通风不良可能诱发事故,1.矿井通风的重要性,中毒 事故,窒息 事故,燃烧 事故,爆炸 事故,矿井通 风不良,2019年6月21日,5,2.1矿井分类,2.矿井通风系统,矿井通风,自然通风,机械通风,抽出式通风,压入式通风,8.36,2019年6月21日,6,2.2自然通风,2.2.1自然通风的形成: 由于矿井进、出风两侧空气温度不同,较低温度侧的空气密度大、压力大(空气较重),较高温度侧空
5、气的密度小、压力小(空气较轻),则空气由压力大处流向压力小处,形成自然通风。,2.矿井通风系统,2019年6月21日,7,火炉原理: 物质燃烧使 炉内空气温 度升高 ,密 度减小,产 生火风压, 使空气流动 其它:如热 气球、孔明 灯等。,8.39,2019年6月21日,8,2.2自然通风,2.矿井通风系统,夏季时,左侧空气温度高,空气的密度较低,自然风压使空气按环线箭头方向流动。此时竖井进风,平硐出风。 冬季时,左侧空气温度低,空气的密度较大,自然风压使空气按单线箭头方向流动。则平硐进风,竖井出风。 矿井进、回风侧空气温度差越大,造成的自然风压越大 ,自然风流也越大。,夏季风流箭头 冬季风流
6、箭头,基准线,2.2.1平硐开拓的自然风流:,2019年6月21日,9,2.2自然通风,2.矿井通风系统,影响矿井进、回风侧温差的因素很多,归纳起来说有 地表气温变化、矿岩温度、矿井深度、地面大气压、湿度和矿内空气成分等,这些因素综合影响的结果就形成自然风压,夏季风流箭头 冬季风流箭头,2.2.1竖井开拓的自然风流:,8.42,2019年6月21日,10,2.2自然通风,2.矿井通风系统,2.2.2自然通风存在的安全隐患: 风量大小不稳定:直接受季节气温变化影响。夏季、冬季风量变化大,春、秋季节自然风压很小,仅靠自然通风的矿井,自然风量小,效果较差,甚至会出现零风量的情况。自然风量大小变化可以
7、发生在白昼和夜间,甚至一天不同的时刻。 风流方向不稳定:一般夏、冬季风流方向相反。矿井的风流方向不能控制。 不能实施强制反风:在矿井火灾、有毒有害气体扩散蔓延的情况下,自然通风不能反风控制。 风量不能按需调节:很难满足生产需要。 因此,国家强行规定金属非金属矿山必须采用机械通风,杜绝自然通风。,2019年6月21日,11,2.3机械通风,2.矿井通风系统,2.3.1机械通风定义: 根据井下各作业地点需风要求,用通风动力设备将地面新鲜空气通过进风井巷和通风控制设施输送到需风点,并通过回风井巷将作业时形成的污风排出矿井。,8.45,2019年6月21日,12,2.3机械通风,2.3.2通风方式:
8、按主要进回风井分为:中央通风方式(中央并列式、中央分列式、中央边界式)、对角式(单翼对角式、两翼对角式)、混合式、分区式。,2.矿井通风系统,2019年6月21日,13,2.3机械通风,2.3.2.3对角通风方式: 进风井在矿体一异,回风井在矿体另一异(左图),称单异对角式通风; 进风井在矿体中央,回风井在矿体两异(右图),称两异对角式通风。,2.矿井通风系统,单异对角式通风,两异对角式通风,8.48,2019年6月21日,14,2.3机械通风,2.3.2.4中央对角混合式: 当矿体走向长,开采范围广,采用中央开拓,可在中部布置进风井和回风井,用于解决中部矿体开采时的通风,而在矿体两异另开掘回
9、风井,解决边远矿体开采时的通风。,2.矿井通风系统,中央对角混合式通风,2019年6月21日,15,2.3机械通风,2.3.2.5分区通风方式: 一个矿井划分成若干个独立的通风系统,且风流互不干扰。有独立的进、回风井。 。,2.矿井通风系统,分区通风方式,8.51,2019年6月21日,16,2.3.4机械通风系统构成要素,2.矿井通风系统,矿井(机械)通风系统主要包括三部分,即:通风动力设备(扇风机)、 矿井通风网路(络)、 矿井通风构筑物(通风设施)。 (1)提供风流动力的设备主扇风机、辅助扇风机、局部通风机; (2)风流通道(通风网络)主井、主要运输大巷、采掘工作面、进风巷、回风巷、主要
10、回风巷、总回风巷、引风道、回风井; (3)通风设施风门(隔断风门、调风风门、正向风门、反向风门、双向风门)、密闭、风桥、风墙、测风站。,2019年6月21日,17,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4.1矿用扇风机分类:,按其构造原理可以分为轴流式与离心式两大类。 金属非金属矿山大多使用叶片式轴流扇风机。 矿用扇风机按其在井下使用的功能分为:主扇、辅扇和局扇。 为全矿井或者矿井某一翼通风的风机简称主扇; 为矿井通风网路进行风量调节的风机简称辅扇; 借助风筒为矿井局部地点通风的扇风机简称为局扇。,8.54,2019年6月21日,18,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4. 2主扇风机,K
11、40矿用风机是新一代K系列矿用节能通风机主要型号之一,该系列风机是各类非煤矿山通风以及冶金、有色、黄金、化工、建材和核工业等领域最常用的风机之一,可作为主扇、辅扇,既可安装在地表,也可安装于井下,适宜于多风机联合运转,是多风机串并联多级机站通风系统中各级机站理想的机站风机。也适用于大型车间、隧道、人防工程等场合通风换气。 该系列节能风机的主要性能、技术指标如下: (1)机号:726; (2)转速:1450、980、730 r/min; (3)风量范围:2.0164.2m3/s; (4)全压范围:383819pa ; (5)功率范围:1.1500kW; (6)风机效率:单级全压效率=94, (7
12、)运行噪声:LA85dB(A)。,2019年6月21日,19,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4. 2主扇风机,FBCDZ系列抽出式煤矿局扇风机,8.57,2019年6月21日,20,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4. 3局部通风机,FBD系列矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机具有风压高、风量大、效率高、噪音小、送风距离远等特点。 FBD矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机 (以下简称通风机),主要用于具有甲烷气体、爆炸性危险的煤矿井下,安装在进风巷道中,与正压风筒配套使用,作压入式通风。,2019年6月21日,21,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4. 4离心式风机,9.0
13、0,2019年6月21日,22,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4.5抽流式风机结构,动轮(工作轮)1、叶片2、圆筒形外壳3、集风器4、整流器5、前流线体6、机内环形扩散器7,2019年6月21日,23,2.4通风设备,2.矿井通风系统,2.4.6离心式风机结构,9.03,2019年6月21日,24,2.5通风机特性,2.矿井通风系统,2.5.1通风的特性参数,2019年6月21日,25,2.5通风机特性,2.矿井通风系统,2.5.2通风的特性曲线,9.06,2019年6月21日,26,2.5通风机特性,2.矿井通风系统,2.5.3通风运行工况,H-Q,2019年6月21日,27,2.6
14、通风设备配置,2.矿井通风系统,2.6.1瓦斯矿井必须配置2台同型号的主扇风机,安装到位,1台工作,1台备用;非瓦斯矿井配置1台风机,备用1台相应能力的电机,电机应放到现场随时启用。 2.6.2局扇根据生产需要配置,使用高效、可靠局扇,掘进工作面局扇能力不应小于11kw(2*5.5kw)。,9.09,2019年6月21日,28,2.7通风设备安装,2.矿井通风系统,主扇,辅扇,局扇,2.7.1通风设备安装位 置,2019年6月21日,29,2.7主扇风机安装,2.矿井通风系统,主扇装置在井下安装示意图,风机,2.7.2井下安装方式,9.12,2019年6月21日,30,2.7主扇风机安装,2.
15、矿井通风系统,主扇装置在地表抽出式工作(垂直剖面图),风硐,风机房,主扇,2.7.3地面安装方式(有扩散器) 一般用于大型风机,扩散器,2019年6月21日,31,2.7主扇风机安装,2.矿井通风系统,主扇装置在地表布置图,引风道,风机房,主扇,2.7.3地面安装方式(不修扩散器),风机自带扩散器,回风井,敞篷,敞篷,主扇,备扇,侧面图,正面图,9.15,2019年6月21日,32,2.7主扇风机安装,2.矿井通风系统,主扇,双向风门,防爆门,回风井,行人通道,栅栏,2.7.4回风井布置,栅栏,主扇,主扇,回风井,回风井,风门,风门,栅栏,图3,图2,图1,2019年6月21日,33,2.8矿
16、井反风,2.矿井通风系统,2.8.1当矿井发生火灾时,为了防止或减少人员伤亡,或减少财产损失需要进行反风。如:主要进风巷、井底车场、进风口发生火灾,而井下有工作人员的情况下可以考虑实施矿井反风措施。 2.8.2 矿井反风有两种方式:反风道反风和主扇风机反转反风。风机反转反风方法简单,快速、安全可靠,目前所使用的风机都能反转反风。 2.8.3反风道反风程序:固定防爆门、停止风机、反向启动风机。,9.18,2019年6月21日,34,2.9通风网路(络),2.矿井通风系统,通风网路(络)由各类风流通道组成主井、主要运输大巷、采掘工作面、进风巷、回风巷、主要回风巷、总回风巷、引风道、回风井; 非煤矿
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