矿井通风与安全课件.ppt
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1、矿井通风与安全,目录,一、: 补充 绪论 第一章 井下空气 第二章 通风系统 第三章 矿用通风机 第四章 掘进通风 二、: 第五章 矿井通风网络分析 第六章 矿井需风量与风量调节 第七章 矿井空调 第八章 通风测量 第九章 通风质量标准化标准 第十章 安全评估,绪论:提高记忆的方法,煤矿安全技术培训提高记忆效率的方法 学习要讲求策略,关键是记忆策略,记忆策略指的是根据一定的目的,对记忆方法的选择、运用和调控。记忆策略的基础是记忆方法。记忆方法的运用是否恰当,直接影响学习效果。记忆策略的核心,是根据预定目的,通过自我意识对学习方法进行自我监控,把记忆方法提到一个新的更高的水平,保证最佳的记忆效果
2、。在培训中应注意学会: 1.识记的策略:(1)有目的的识记,(2)先理解后识记,(3)识记与操作相结合,(4)保持良好的情绪。,绪论:提高记忆的方法,2.复习的策略:要及时复习,经常复习。边复习边思考。在复习中要整理好课堂笔记和读书笔记。 3.提取的策略记忆术,提取要依靠线索,一靠联想二靠记忆术。记忆术就是记忆方法,(1)直观形象记忆法(2)歌诀记忆法(3)特征记忆法(4)谐音记忆法(5)比较记忆法(3)重点记忆法(7)自编提纲记忆法(8)图表记忆法。,绪论,绪论 培训要求 1、应该了解内容: 煤矿加强通风及通风管理的重要性 第一节 井下空气的成分 2、必须掌握内容: (1)空气的主要成分及特
3、性; (2)有害、有毒气体的特性及规程规定; (3)有害、有毒气体的主要防治措施。,一、加强通风及通风管理的重要性,加强通风及通风管理的重要性,保证煤矿通风是煤矿安全生产的首要任务,通风不保证,井下工作人员随时有死亡危险。通风不保证,不但能直接引发事故,而且往往是“祸不单行”。不但能引发窒息、中毒、瓦斯煤尘爆炸事故,而且在火灾、顶板、水灾等事故中引发其他事故。如:2004329,湖南涟源香花台煤矿发生瓦斯爆炸,截止31日16:30分,井下共有14人,8人死亡、2人受伤、4人失踪。该矿20028被水淹,目前一直在排水,尚未恢复生产。又如:2003125,沙湾苇子沟煤矿,靠自然通风,乱采滥挖,井下
4、局扇安装在回风中,又使用普通电气设备,引发瓦斯煤尘爆炸,造成5人死亡。又如:下页,加强通风及通风管理的重要性,20031122,河南内汝州市孙店煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡22人,1人失踪,直接经济损失4113万元。 原因:立井西大巷更换电缆开关,掘进面停风7小时以上,造成瓦斯积聚达到爆炸浓度。该矿负责人仍违章指挥工人冒险作业,违章放炮,炮火引起瓦斯爆炸。 处理:主要生产负责人李占林在事故中死亡,不予追究责任;法人代表依法追究刑事责任; 生产、安全、技术、机电矿长、安全科长事后逃匿,依法追究刑事责任;煤师兼安全员、两个瓦检员事后逃匿,负有主要责任,公安机关立案侦察;正副市长、公安局长、等分别
5、受到党政处分。此类事故不胜枚举,所以必须加强通风。,绪论,二、工作环境的特殊性 地表大气与井下空气靠自然通风和空气扩散所进行的交换量很小,氧气减少。 开采活动破坏了地层原始的平衡状态:涌水和突水;有毒、有害气体增加;热量散发。 在矿物的采、掘、装、运过程中,会产生粉尘,污染井下空气。 井下无自然光源(阳光),照明条件差;井下各类机电设备和放炮产生噪音;工作空间受限;使井下的工作环境恶化。,绪论,三、矿井通风的目的: 1、供给井下充足的新鲜空气; 2、排除、冲淡井下有害有毒气体; 3、改善矿井气候条件,创造良好的工作环境; 4、提高矿井的抗灾能力。 新风(进风):风流流入井下后,没有经过工作面前
6、,成分没有发生变化。 污风或乏风(回风):风流经过工作面后,其成分发生了变化。,第一章 井下空气,第一节 井下空气的成分 空气干空气水蒸气湿空气 表11 干空气的标准成分(p1),第一章 井下空气,第一节 井下空气的成分 一、井下空气的主要成分:氧气和氮气及少量二氧化碳。 (一)、氧气(O2) 1、特征:“三无”,相对密度为1.11,供人呼吸,支持燃烧;空气中约占2096%。 2、人耗量:静止状态下耗氧量0.25 l/min,工作时耗氧量13 l/min; 3、对人的作用浓度:当浓度小于17时,呼吸困难、心跳加快;当浓度小于15时,无力进行劳动;当浓度小于12时,有生命危险;当浓度小于3时,立
7、即死亡。 4、规程规定:工作面进风流中20,第一章 井下空气,(二)、氮气(N2) 1、特征:“三无”,相对密度为0.97,微溶于水,不助燃,无毒,但当氮气浓度升高时,氧气浓度相对减少,可引起缺氧窒息,是井下有害气体的一种,空气中约占79% 。 2、主要来源:煤中固有,坑木腐烂,井下大小便。 注:规程无具体规定,必须加强防范。,第一章 井下空气,(三)、二氧化碳(CO2) 1、特征:无色,略有酸味,相对密度1.52,不助燃烧,易溶于水,对人的呼吸有刺激作用空气中约占004% 。 2、对人的作用浓度:1%,呼吸急促;5-8%,呼吸加快1倍以上,10%以上有窒息危险(窒息特征略)。 3、主要来源:
8、工作人员呼吸,煤中固有,煤氧化、坑木腐烂,爆炸、火灾,井下大小便。 4、规程规定:在采掘工作面进风流不得超过0.5,在采掘工作面和采区的回风流中,不得超过1.5,在矿井和一翼的总回风不得超过0.75。,第一章 井下空气,第一节 井下空气的成分 二、井下空气中常见的有毒、有害气体主要有: 1、有毒气体:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)等; 2、有害气体:氮气(N2)、 二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)等。 下面具体讲授,第一章 井下空气,(一)、一氧化碳(CO) 1、特征:“三无”,相对密度097,微溶于水,可燃可爆(爆炸浓度1375%)
9、,剧毒(与血亲和力比氧气大250300倍,血液中毒) 2、中毒浓度:0128%,051h,反映迟钝,丧失行走能力;04%,30min内死亡(昏死、死亡特征略)。 3、主要来源:火灾、爆炸、炮烟; 4、规程规定:井下不允许超过00024%(24ppm),第一章 井下空气,(二)、二氧化氮(NO2) 1、特征:红褐色气体,相对密度159,易溶于水,与水结合形成硝酸,对眼、鼻、呼吸系统有强烈刺激和腐蚀作用(呼吸系统中毒)。 2、中毒浓度:001%,强烈刺激呼吸器官,咳嗽、痉挛、呕吐、腹泻,神经麻木;0025%,(5/m)马上死亡。 3、主要来源:井下放炮。 4、规程规定:井下不允许超过000025%
10、,第一章 井下空气,(三)、硫化氢(H2S) 1、特征:无色、略有甜味道,有臭鸡蛋味,相对密度119,易溶于水,可燃可爆(爆炸界限445%),剧毒气体(神经中毒)。 2、中毒浓度:00001%,有臭鸡蛋味;002%,刺激眼、喉、呕吐、头痛、乏力; 005%,(05h)有死亡危险。 3、主要来源:坑木腐烂,含硫矿水解,井下大小便,老窑水,煤中涌出等。 4、规程规定:井下不允许超过000066%,第一章 井下空气,(四)、二氧化硫(SO2) 1、特征:无色、酸味道、硫磺气味,相对密度232,易溶于水,剧毒气体(呼吸系统中毒)。 2、中毒浓度:005%,马上死亡。 3、主要来源:矿井火灾,爆破工作。
11、 4、规程规定:井下不允许超过00005%。,第一章 井下空气,三、井下主要有害气体 (一)甲烷(CH4) 1、特征:俗称瓦斯、沼气,“三无”(但。 与其他气体化合有苹果香气味);相对密度0554,绝对密度0716/m,扩散性极强;本身不燃不爆(与空气混合可燃可爆,爆炸界限516%),达到43%时,氧气降低到12%,有窒息危险。 2、主要来源:煤中固有。 3、规程规定如下:,第一章 井下空气,1、采掘工作面进风、局扇开关10m内、串联进风流不得超过05%; 2、总回风、一翼回风,不得超过075% 3、采区回风、采掘工作面、采掘工作面回风都不得超过1%; 4、排放瓦斯回风流、采掘工作面断电浓度不
12、得超过15%; 5、达到2%,体积05m为局部积聚,必须进行排放,排放严禁“一风吹”; 6、达到3%,不能排放,必须在24小时内封闭。,第一章 井下空气,(二)、氢气(H2) 1、特征:“三无”,相对密度007,可燃可爆(爆炸界限474%)。 2、主要来源:火灾、爆炸、井下充电。 3、主要危害:井下发生火灾,抢险救灾中 用水灭火时,极易造成烧伤、灼伤事故。 4、规程规定:井下不允许超过05%。,第一章 井下空气,四、矿内有毒有害气体防治主要措施: 1、加强通风,向矿内连续供给新鲜风流,使之达到安全浓度。 2、抽放瓦斯(采煤工作面瓦斯大于5m/min、掘进工作面大于3m/min,必须抽放)。 3
13、、煤体注入石灰水以减少H2S和SO2 4、放炮使用水炮泥、放炮前后必须喷雾洒水;必须等炮烟吹散后方可进入采掘进工作面。 5、防止煤炭自燃。 6、采取综合防尘措施。 7、发生爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等事故时,及时佩带自救器。,第一章 井下空气,第二节 空气的物理性质与状态参数 培训要求 应该了解内容: 井下空气参数。 例如空气密度,温度,湿气等。,第一章 井下空气,第二节 空气的物理性质与状态参数 物性参数与状态参数 一、空气的物性参数 1气体常数 pv=RT 干空气的折合分子量Md为28.97,折合气体常数Rd为287 J/kgK。 水蒸汽的分子量Mv为18.015,气体常数为461.5287
14、 J/kgK。 湿空气的折合分子量和折合气体常数与水蒸汽的分压力有关;分压力越大,则折合分子量越小,折合气体常数越大。,第一章 井下空气,第二节 空气的物理性质与状态参数 2比热 在常温常压下,干空气的定压比热为1.01kJ/kgK,水蒸汽的定压比热为1.85kJ/kgK。 3粘度 动力粘性系数,单位:Pas 运动粘性系数,单位:m2/s 在0下, = 1.685810-5 Pas = 1.3010-5 /s 在20下, = 1.794610-5 Pas, =1.4910-5/s,第一章 井下空气,二、空气的状态参数 1压力p,单位:帕(Pa) 1Pa=1N/。1bar=105 Pa,1atm
15、=101324.96Pa。 2水蒸汽分压力:将一定量的湿空气中的水蒸气抽出,使其保持与原来湿空气相同的温度和压力,这时的水蒸气的压力叫水蒸气分压力;符号:Pv;同样有干空气分压力Pd; 空气压力等于水蒸气与干空气分压力之和。 3密度与比容 密度符号,单位kg/m3。 =(1/287T)*(P-0378P)Pa 或 =0.465P/T kg/m 其中T=(273+t) T绝对温度K。,第一章 井下空气,二、空气的状态参数 4. 温度 t摄氏(摄尔沙斯)温度,单位 (我国常用) t=(9t/5)+32 t华氏(华伦海特)温度(外国常用) 如:t=20 ; 则:T=273+20=293K; t=(9
16、*20/5)+32=68;,第一章 井下空气,7、绝对湿度与相对湿度 (1)、绝对湿度:单位体积空气中所含水蒸气质量。符号:; 单位:kg/m。 (2)、相对湿度:空气的水蒸气的分压力Pv与相同温度下水蒸气的饱和压力Ps的比。即 =( Pv / Ps)100%; 相对湿度的测量见第八章,第一章 井下空气,第三节 井下气候条件 培训要求 1、应该了解内容: 矿井常用的热应力指标。 2、必须掌握内容: (1)矿井通风的目的; (2)气候因素; (3)规程102条 温度规定。,第一章 井下空气,第三节 井下气候条件 一、热应力指标 人体在静止状态下产热量大约70100W,在水平巷道中行走能量消耗约2
17、90W。 人体主要散热方式:对流换热、辐射、汗液蒸发 决定人体表面散热速度的因素主要有:空气温度、湿度、风速、平均辐射温度。 井下气候标准:生产矿井采掘工作面气温不得超过26,机电硐室不得超过30 。,常用的热应力指标,干球温度:空气一般温度(Td). 湿球温度:温度计包湿的温度(Tw). 有效温度(tB)、导引温度(tr) 同感温度(tR:综合指标. 卡他度:衡量人体散热指标. K=F/t 其中k-卡它度值(毫卡/秒.平方厘米;F-卡它计常数(毫卡/平方厘米);舒适k值: 轻劳动:6;中等:8;繁重:10;,SYT:,第二章 通风系统,第一节矿井通风系统 培训要求: 必须掌握内容: (1)什
18、么叫通风系统; (2)矿井通风方式的种类; (3)主扇的工作方法及适用条件; (4)选择通风系统的安全原则; (5)通风系统图的内容,绘制要求。,第二章 通风系统,第一节矿井通风系统 矿井通风系统矿井通风方式、主扇的工作方法、通风网络及通风构筑物的总称;主要由风机和通风网路两部分组成。 一、矿井通风方式 1.中央式:1)中央并列式,第二章 通风系统,1、优点:进回风布置在中央工业广场内,地面建筑和供电集中,建井期短,便于贯通,初期投资少,出煤快,护井煤柱较小,井筒延深时通风较方便,反风容易,便于管理。 2、缺点:风流路线长,阻力大,漏风大,工业广场受主扇噪音影响和回风流污染。 3、适用条件:煤
19、层倾角大,埋藏深,井田走向长度不大、瓦斯与自然发火都不严重的矿井。,第二章 通风系统,2)中央分裂式(中央边界式),第二章 通风系统,1、优点:通风阻力较小,内部漏风较少,工业广场不受主扇受主扇噪音影响和回风流污染。 2、缺点:风流路线较长,阻力较大。 3、适用条件:煤层倾角小,埋藏浅、井田走向长度不大,瓦斯与自然发火比较严重的,第二章 通风系统,2对角式 1)两翼对角式,第二章 通风系统,1、优点:风流路线短,阻力小,漏风少,安全出口多,便于风量调节,风压稳定,工业广场不受噪音和空气污染。 2、缺点:井口安全煤柱压煤较多,初期投资大,投产较晚。 3、适用条件:井田走向长,产量大,所需风量大,
20、瓦斯大、自然发火严重的矿井。,第二章 通风系统,2对角式 2)分区对角式(简称分区式),1、优点:每个采区有独立的通风系统,便于风量调节,安全出口多,抗灾能力强,初期投资少,出煤快。 2、缺点:占用设备多,管理分散,矿井反风困难。 3、适用条件:煤层埋藏浅,地表高低起伏大,无法开掘总回风巷。,第二章 通风系统,第二章 通风系统,3区域式,1、优点:及可以改善通风条件,又能缩短建井工期,风路短,阻力小,漏风少,网络简单,风流易于控制,安全出口多,安全性好,便于风机选择。 2、缺点:通风设备多,管理分散。 3、适用条件:井田范围大,储量丰富,瓦斯含量较大的特大型矿井。,第二章 通风系统,第二章 通
21、风系统,4混合式:1)并列与对角混合、2)分列与对角混合,第二章 通风系统,1、优点:回风井多,通风能力大,布置较灵活,适应性强。 2、缺点:通风设备多,管理复杂;易形成角联小系统,造成风流不稳定,抗灾能力差。 3、适用条件:井田范围大,地质和地面地形复杂;产量大,瓦斯涌出量大的矿井。,第二章 通风系统,第一节 矿井通风系统 二、主要通风机的工作方法 一、抽出式,第二章 通风系统,二、主要通风机的工作方法 (一)抽出式(负压)井下压力变化情况 P,主扇开动压力,主扇停止压力,第二章 通风系统,1、优点:主扇按在回风井,便于运输管理;主扇抽风时井下处于负压状态,有利于有害气体排除,一旦停风,有害
22、气体暂时涌出少,便于井下人员撤退。 2、缺点:漏风由外向里,增加了回风巷的有害气体浓度;温度低的矿区,进风井易结冰,对运输、行人多有不便。 3、适用条件:井田内废旧老窑和采空区少,瓦斯涌出量较大的矿井。,第二章 通风系统,二、压入式,第二章 通风系统,二、主要通风机的工作方法 (一)压入式(正压)井下压力变化情况 P,主扇开动压力,主扇停止压力,1、优点:冒落区裂隙通达地面时,压入式通风采空区的有害气体和煤炭自燃生成的有毒气体,通过塌陷区向外漏出,有利于安全;进风井有风门,井口不易结冰。 2、缺点:进风井设风门不利于运输和管理;主扇一旦停风,井下压力迅速下降,造成瓦斯大量涌出;有效风量小,有害
23、有毒气体向外泄露,煤炭自燃预兆不易发现。 3、适用条件:开采水平浅,瓦斯涌出量小,生产能力小的矿井。,第二章 通风系统,第二章 通风系统,三、混合式,第二章 通风系统,1、特点:具有抽出、压入两种通风方法的优缺点;进风侧处于正压,回风侧处于负压,工作面大致处于中间,采空区连通地表的漏风因而较小;通风能力大,但通风管理复杂。 2、适用条件:通风能力需增加的老矿延深或改造的低瓦斯矿。而新建和高瓦斯矿不宜采用。,第二章 通风系统,三、选择矿井通风系统的安全原则 1要有完整的独立通风系统。每一通风系统至少有一个进风井和一个回风井。 例1:2005年3月19日12时15分,山西省朔州市平鲁区白塘乡细水煤
24、矿发生特别重大瓦斯爆炸事故,并波及相邻的康家窑煤矿。两矿共计72人死亡(其中细水煤矿52人、康家窑煤矿20人)。 直接原因:在责令停产施工和作业超通风能力冒险生产,在一个区域内布置6个回采工作面、1个掘进工作面作业,造成工作面风流短路、瓦斯积聚达到爆炸界限,明火放炮引起瓦斯爆炸。因细水煤矿和康家窑煤矿井下巷道连通,造成了事故的扩大。,三、选择矿井通风系统的安全原则,例2:2005年5月20日,山西临汾地区临汾市蒲县克城镇后沟煤矿(乡镇有证)发生局部瓦斯爆炸,造成该矿14人死亡。 该矿瓦斯爆炸后产生的有害气体通过井下巷道窜入相邻的沙坪子矿,造成沙坪子矿6人窒息死亡,该事故共造成20人死亡。,三、
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