浅谈矿井空气及煤矿用风筒.doc

浅谈矿井空气及煤矿用风筒 一、矿井通风的基本任务 矿井通风是保障矿井的最主要技术手段之一。在矿井生产过程中，必须源源不断地供给井下各个作业点，以供给人员足够的新鲜风量，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和粉尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。这种利于机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量地流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程就称为矿井通风。因此，矿井通风的首要任务就是要保证矿井空气的质量符合要求。 二、矿井空气成分 矿井空气来源于地面空气。地面空气主要由氧（02）、氮（N2）和二氧化碳（CO2）所组成。气体在空气中各占的体积百分比为：氧 20.96%；氮 78.00%；二氧化碳 0.04%； 矿井空气的主要成分： 新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。 污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。 1）氧气(O2) 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。 当空气中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。 人体输氧量与劳动强度的关系 劳动强度 呼吸空气量（L/min） 氧气消耗量（L/min） 休息 6-15 0.2－0.4 轻劳动 20-25 0.6-1.0 中度劳动 30-40 1.2-2.6 重劳动 40-60 1.8-2.4 极重劳动 40-80 2.5-3.1 矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。 2）氮气(N2) 氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。但空气中含氮量升高，则势必造成氧含量相对降低，从而也可能造成人员的窒息性伤害。正因为氮气具有的惰性，因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。 矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。 3）二氧化碳(CO2) 二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二氧化碳比空气重（其比重为1.52），在风速较小的巷道中底板附近浓度较大；在风速较大的巷道中，一般能与空气均匀地混合。 矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸等。 三、煤矿用风筒 局部通风机通风：利用局部通风机作为动力,通过风筒把工作面所需的新鲜风流送入掘进工作面的通风方法称为局部通风机通风。按其局部通风机的工作方式不同又可分为压入式、抽出式和混合式三种。 风筒按通风方式可分为正压风筒和负压风筒；按风筒的材料可分为金属风筒、玻璃钢风筒、橡胶风筒、塑料风筒、橡塑风筒、抗冲击风筒。由于金属风筒和玻璃钢风筒存在井下运输不便、接头多、漏风大的缺点，现在基本淘汰。目前，大量用于煤矿井下的是橡胶风筒、塑料风筒、橡塑风筒、抗冲击风筒。这些风筒是用玻璃纤维布、玻棉交织布、化学纤维布、合成纤维布等为骨架材料，以橡胶、塑料或橡塑混合物为涂覆层的涂覆布制成得到柔性风筒。 1、百米漏风率和百米风阻；百米漏风率和百米风阻是风筒通风性能的两个主要参数。一般采用风筒的百米漏风率来衡量风筒的漏风程度。使用现场对柔性风筒百米漏风率的一般要求是：百米漏风率不大于4%.这是为了是掘进工作面有足够的风量，保证正常生产。 风筒内径，mm 百米风阻，N·s2／m8 百米漏风率，％ 300 ≤1728.0 ≤5.0 400 ≤410.0 500 ≤134.0 600 ≤54.0 800 ≤13.0 注：每条风筒长度为10m时。 风筒的风阻包括摩擦风阻与接头、拐弯等的局部风阻。在现场实际应用时，一般求出风筒的百米平均风阻值（包括接头风阻、摩擦风阻），作为风筒质量的参数和局扇通风管理设计的依据。 2、风筒耐风压性：风筒经耐风压试验后不得产生风筒脱节、涂覆布撕裂、接缝开口等现象。风筒直径膨胀率不得大于3.0%.耐风压测定：使风筒内压达到5000Pa～10000Pa，并保持5min，观察风筒有无脱节、撕裂、接缝开口等异常现象。 3、减少风筒漏风和降低风筒风阻；风筒接头是产生漏风和增加阻力的主要原因。端圈是风筒接头的主要部件，加工要圆而平，并具有一定弹性。标准规定“端圈的弯曲变形量不得超过原直径的2%，端圈的端面与风筒轴线的不垂直度不得大于50”，“风筒两端的反边布长度为150mm-250mm”。这些都是减少风筒接头漏风和降低风筒接头阻力的重要措施。 为了降低风阻，“标准”还对风筒做了如下规定： 风筒长度为10m时，纵向接缝不多于2处