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培训教案-矿井通风
矿井通风
一、矿井通风的基本任务
包围地球表面的是很厚的大气层,即空气,一般称地面空气。按体积计算,地面空气的主要成分为:氧——20.96%;氮——79%;二氧化碳——0.04%。此外,还含有少量的水蒸气和尘埃等。
地面空气进入矿井后,成分发生变化。其原因有:①人员呼吸、煤和其他物质氧化,使氧含量减少和二氧化碳含量增加;②混入各种有害气体;③混入煤尘和岩尘;④空气的温度、湿度和压力都会发生变化。这些变化威胁矿工的安全、影响工人的身体健康和生产的正常进行,因此,矿井必须进行通风。
1.矿井通风的基本任务
矿井通风就是把地面空气不断送入井下,同时把污浊空气排出井外的过程。其任务是:
(1)连续不断地向井下用风场所供给新鲜空气;
(2)冲淡和排除井下各种有害气体和矿尘;
(3)创造良好的温度、湿度、风速等气候条件,保证矿工的安全健康和正常生产,增强矿井的抗灾能力。
2.矿井空气的主要成分和质量标准
矿井空气与地面空气相比存在许多差异,但其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。
(1)氧气(O2)。氧是一种无色、无味、无臭,化学性质很活泼的气体,它对空气的相对密度为1.11。氧是人和动物呼吸及物质燃烧不可缺少的气体。空气中氧含量的降低可使人感到呼吸困难、心跳加速。当氧气含量降到9%以下时,人在短时间内窒息死亡。因此,《规程》规定,采掘工作面的进风流中,氧气浓度不低于20%。
(2)氮气(N2)。氮气是一种无色、无味、无臭的惰性气体,它对空气的相对密度为0.97,不助燃,不能维持呼吸。井下氮气的增加,主要原因是有机物质的腐朽,爆破工作,从煤和岩体的裂缝中涌出等。空气中氮气的增加,相对减少了氧气,所以对人体是有害的。
(3)二氧化碳(CO2)。二氧化碳是一种无色、无臭、略带有酸味的气体,它对空气的相对密度为1.52,易溶于水,不助燃,不能维持呼吸,常积聚于巷道底部或下山掘进工作面。井下空气中二氧化碳的增加,主要原因是煤或岩体中涌出,可燃物质氧化,人员的呼吸,爆破工作等。空气中二氧化碳增加,人会感到呼吸困难,易发生疲劳现象;当增加到9%~11%时,几分钟内可导致人员死亡。《规程》规定,采掘工作面的进风流中,二氧化碳浓度不超过0.5%,总回风流中不得超过0.75%,采区或采掘工作面回风流中超过1.5%时,必须停工处理。
3.矿井空气中的有毒有害气体和安全标准
矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁的一切气体,均称为有害气体。井下常见有害气体有:瓦斯(主要指甲烷CH4)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(N02)、硫化氢(H2S)、氢气(H2)和氨气(NH3)等。
(1)一氧化碳:无色、无味、无臭,对空气的相对密度为0.97。一氧化碳在通常条件下化学性质不活泼,微溶于水,有可燃性和爆炸性,其爆炸界限为13%~75%,毒性极大。《煤矿安全规程》规定:井下风流中的一氧化碳的最大浓度不得超过0.0024%。
(2)硫化氢:无色、微甜、有臭鸡蛋味0.0001%可嗅到,对空气的相对密度是1.19,易溶于水,有强烈剧毒,有可燃性和爆炸性,在空气中含量达6%时形成爆炸混合物。安全浓度:<0.00066%。
(3)二氧化氮:棕红色、有刺激臭,对空气的相对密度是1.57,极易溶于水,有强烈剧毒。安全浓度:<0.00025%。
(4)二氧化硫:有刺激臭及酸味,对空气的相对密度是2.2,易溶于水,有强烈剧毒。安全浓度:<0.0005%。
(5)氢气:无色、无味、无臭,对空气的相对密度为0.07。有可燃性和爆炸性,其爆炸界限为4%~74%。安全浓度:<0.5%。
(6)氨气:无色、有浓烈臭味,易溶于水,刺激皮肤、呼吸道,浓度达30%时有爆炸性。安全浓度:<0.004%。
二、矿井及采区通风系统
(一)矿井通风系统
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、矿井通风方式、通风网路和风流控制设施的总称。
1.矿井主要通风机的工作方法
《规程》规定:矿井必须采用机械通风。通风机械主要指通风机,矿井主要通风机的工作方法有以下3种。
(1)抽出式通风(负压通风)。将主要通风机安装在回风井口,在通风机作用下,整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时,井下空气压力相对升高,短时间内可抑制有害气体涌出,有利于矿井安全,所以一般矿井都采用抽出式通风。
(2)压入式通风(正压通风)。将主要通风机安设在入风井口,在通风机作用下,整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。当通风机停止运转时,井下空气压力相对下降,瓦斯易涌出,因此不宜在高瓦斯矿使用。只有开采煤田上部,塌陷区严重,瓦斯涌出量不大的矿井,采用压入式通风较为合理。
(3)压入和抽出混合式。在入风井口设一个风机做压入式工作,回风井口设一风机做抽出式工作。其主要应用于
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