矿井通风与安全课件《通风部分》第一章矿井空气.ppt

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1、1,福建省煤矿安全生产现状,福建省经济发展中长期坚持“以电为先导，以煤为基础”的能源方针。随着海峡西岸经济区建设步伐的加快，能源需求也在快速增长。而煤炭是福建的主要能源，约占全省能源消耗的70。但我省是能源资源相对不足、缺油缺气少煤的省份，能源自给率低。,矿井通风与安全序论,2,2007年，全省煤炭使用量近5000多万吨，而全省生产原煤仅近2200万吨。随着经济发展对煤炭等能源的依存度日益升高，福建这个能源匮乏的沿海省份的能源压力也越来越大。由于受铁路运输瓶颈制约，省外煤炭难以运入福建，所以小煤矿对于我省整个矿业经济具有特殊的地位和作用。,矿井通风与安全序论,3,福建省煤矿安全生产存在的主要问

2、题:（一）地质条件复杂福建煤矿企业90%以上为小煤矿，且地质构造极为复杂，多为倾斜薄煤层，稳定性差，全省85以上煤层出现褶曲、断层、鸡窝煤、压薄带等现象，地表水系发育。这就决定了福建煤矿大多数是矿井规模小、产量低，开采条件很差。（二）我省小煤矿装备和工艺十分落后，技术力量薄弱大部分小煤矿开采技术落后，缺乏相应的技术和设备，有许多还在使用最原始的采掘工具和方法，依靠人力、畜力进行开采运输，生产效率低下。,矿井通风与安全序论,4,（三）安全隐患多，安全事故频发我省小煤矿安全隐患较多，比如：许多小煤矿用轴流式主扇，但安装无水柱计、电流表、轴承温度计及无反风记录；大部分无百米三通，喷雾洒水装置极不规范

3、；反风时反风量达不到规程要求；瓦斯断电报警仪形同虚设；测风、测气极不规范；局扇安装位置不符；串连通风较多；矿井主要进风井没有安装防火铁门；“一炮三捡”、“三人连锁放炮”制度基本无法落实。,矿井通风与安全序论,5,（四）安全管理薄弱我省小煤矿企业普遍管理混乱，粗放式经营，由于历史的原因，部份地方存在同一矿体多个企业现象，不利于安全生产管理。一些小煤矿随意变动安全管理机构，安全管理人员配备不齐，主要管理人员长期不下井，企业技术管理薄弱、“三违”现象严重。一些煤矿管理人员不执行煤矿安全规程的规定，采用串联通风或用局部通风机送风；不使用防爆设备等；一些煤矿工作面微风甚至无风作业；放炮不检查瓦斯，工人违

4、章放炮等。,矿井通风与安全序论,6,（五）技术力量严重缺乏由于煤炭企业管理人员、技术人员和一线有经验的工人流失严重，大专院校的毕业生又不愿到企业工作，企业人才严重缺乏；一些煤矿出现无能力绘制采掘工程平面图和通风系统图、采区和采掘工作面无设计、不会编制采掘作业计划和作业规程，有的煤矿甚至不懂安装局部通风机、不知道井下电缆如何接地、不按设计施工作业等现象。,矿井通风与安全序论,7,（六）企业各类从业人员，包括矿山负责人的培训仍然不够。一些煤矿安全培训工作不到位，职工安全意识和自我保护能力差。一些煤矿采掘一线工人多数为农民工，且小煤矿的工人流动性很大，培训工作又不到位，工人素质很低，安全意识和自主保

5、护能力差，违章作业现象相当严重。（七）小煤矿安全设施投入不足小煤矿经济效益还较差，自我投入能力有限，对安全第一预防为主的理解和贯彻不利。客观上由于储量少，采完就没有，大都是一些边角煤、煤柱、残采煤。要投入就没有利益，不投入又不安全。本身就很难形成系统。（八）环境污染严重 许多小煤矿在生产过程中，只重视自身的经济放益，而忽视外界的环境保护，植被遭到严重破坏，废石堆随处可见。地下留下了许多老塘，给井下开采造成许多隐患。地面污水横流，严重污染环境。,矿井通风与安全序论,8,福建小煤矿通风方面存在的问题：,1、有些矿井或采区存在采用分区段斜巷接力回风，回风线路迂回、曲折、复杂。一般通风线路长、回风眼易

6、失修，通风阻力大，供风量难以满足要求；2、个别片盘斜井或下山采区往往因接替紧张，在尚未形成超前（生产区段）延深区段负压通风系统，有的甚至只有一条腿（下山）到达生产区段的情况下采用非正规下山开采；3、有些多平硐开拓的矿井上水平采完后未及时转换通风系统，下部多平硐开采（没有一条正规的回风上山）。进风井口靠调节风门（车辆进出频繁）分配风量很难达到预期效果；,矿井通风与安全序论,9,4、井下有些需要通过车辆的进回风联络巷道未设两档正反向风门或安装的间距不够，风门经常损坏或打开,有的从风井出煤或排矸，造成风流短路；5、部分矿井“残采”工作面（没有上风巷）未按要求形成“高位贯通”系统,通风不畅，局扇能力不

7、够，造成工作面风量不足,工作条件恶劣,且上部隅角易形成瓦斯积聚；,矿井通风与安全序论,10,6、有些矿井存在与小煤窑（越界开采）沟通，漏风严重,个别矿井甚至还存在小煤窑回风串入进风流的现象,造成严重安全隐患；7、一些矿井主要通风机未按规定进行风机性能测定，矿井长期未进行矿井通风阻力测定。有的矿井未开主要通风机（采用自然通风）照常生产，部分矿井经常超通风能力生产；,矿井通风与安全序论,11,8、有的矿井风量不足问题较为突出(一是主要通风机能力不足；二是工作地点配风随意（有的认为只要40m3/min就够了），采掘工作面串联通风（超过一次），甚至无风、微风、循环风作业；三是长期不测风，风量够不够不清

8、楚。有的局部通风机能力不够、安装不符合要求、通风距离过长（甚至2kw局扇送风距离达300m以上）,迎头供风量不足)；9、有些矿井（未配备通风技术人员）通风技术工作无专人管理，通风系统图未及时修改、填绘；有关通风安全方面的培训和教育偏少，缺乏常识，容易产生麻痹思想和“三违”现象等。,矿井通风与安全序论,12,一、学习该课程的目的 二、该课程的学习方法 三、该课程的学习的重点和难点 四、该课程学时分配,空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、火灾、粉尘和水灾,本课程共安排93学时，于第六、七两学期学习，其中：课堂教学57节，课程设计16学时，实验12学时，习题及复习考试8学时。采用多媒体和黑板

9、教学。,矿井通风与安全序论,13,五、成绩评定六、主要参考书,考核评价采用期末考试占50、其中考试占10、课程设计占15、实验占10、平时作业占15的综合评定方法。,1吴中立主编，矿井通风与安全，中国矿大出版社，1989年6月；2张国枢主编，通风安全学，中国矿业大学出版社，2000年7月；3煤矿安全规程2004年版；4张国枢编著，矿井实用通风技术，煤炭工业出版社，1992年12月；5王省身、张国枢编著，矿井火灾防治，中国矿业大学出版社，1989年9月；6俞启香编著，矿井瓦斯防治，中国矿业大学出版社，1990年4月；7张国枢，戴广龙著，煤炭自燃理论与防治实践，煤炭工业出版社，2002年3月；,矿

10、井通风与安全序论,14,第章 矿井通风网络中风量分配与调节,第 4 章 通风动力,第章 井巷通风阻力,第章 矿井空气流动基本理论,第章 矿井空气,第一篇 通风工程主要内容,第 6 章 局部通风,第 7 章 通风系统与通风设计,矿井通风与安全序论,15,福建煤矿企业中，装备和工艺十分落后，大多没有正规工作面，局部通风较多，连大部分的采煤工作面（残采面）也采用局部通风，且串连通风屡禁不止。因局部通风管理不当而造成中毒、窒息事故屡见不鲜。所以，预防有害气体相当重要。,第一章 矿井空气,第一章 矿井空气,16,利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过

11、程称为矿井通风。目的、主要任务保证矿井空气的质量符合要求。,第一章 矿井空气,17,本章重点：,矿井气候条件,空气成分,第一章 矿井空气,18,3、矿井气候,2、矿井空气中的有害气体,1、矿井空气成份,本章主要内容,第一章 矿井空气,19,第一节 矿井空气成份,返回本章,第一章 矿井空气,20,定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。一、地面空气的组成地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下。,第一章 矿井空气,返回本节,21,湿空气中含有水

12、蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。气体成分 按体积计 按质量计 备 注 氧气（O2）20.96 23.32 惰性稀 有气体 氮气（N2）79.0 76.71 氦、氖、氩、氪、二氧化碳（CO2）0.04 0.06 氙等计在 氮气中,第一章 矿井空气,返回本节,22,二、矿井空气的主要成分及基本性质 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，,第一章 矿井空气,返回本节,23,1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

13、度等。2二氧化碳(CO2)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。3氮气(N2)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,灭火人为注氮。,第一章 矿井空气,返回本节,24,三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准 采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20；二氧化碳浓度不得超过0.5；总回风流中不得超过0.75；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5时，必须停工处理。,第一章 矿井空气,返回本节,25,第二节 矿井空气中的有害气体,返回本章

14、,第一章 矿井空气,26,空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2、NH3、H2。一、基本性质、一氧化碳（CO）性质：主要危害：主要来源：,一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在1375范围内时有爆炸的危险。,减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。0.08%，40分钟引起头痛眩晕和恶心，0.32%，510分钟引起头痛、眩晕，30分钟引起昏迷，死亡。,爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。,第一章 矿井空气,返回本节,27,、硫化氢（H2S）性质：主要危害：主

15、要来源：,返回本节,硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到0.0001即可嗅到，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氢相对密度为1.19，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.345.5时有爆炸危险。,硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；能阻碍生物氧化过程，使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主，浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。0.0050.01%，12小时后出现眼及呼吸道刺激，0.0150.02%。,有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和

16、旧巷积水中放出。,第一章 矿井空气,28,、二氧化氮（NO2）性质：主要危害：主要来源：,二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味，相对密度为1.59，易溶于水。,二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。,井下爆破工作。,第一章 矿井空气,返回本节,29,4.二氧化硫(SO2)性质：主要危害：主要来源：,二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气中浓度达到0.0005即可嗅到。其相对密度为2.22，易溶于水。,遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和

17、肺水肿。当浓度达到 0.002时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；浓度达0.05时，短时间内即有致命危险。,含硫矿物的氧化与自燃；在含硫矿物中爆破；以及从含硫矿层中涌出。,第一章 矿井空气,返回本节,30,5.氨气(NH3)性质：主要危害：主要来源：,无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.596，易溶于水，。空气浓度中达30时有爆炸危险。,氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。,爆破工作，注凝胶、水灭火等；部分岩层中也有氨气涌出。,第一章 矿井空气,返回本节,31,6.氢气(H2)性质：主要危害：主要来源：,无色、无味、无毒，相对密度为0.07。氢气能自燃，其点燃温度比沼气低100

18、200，,当空气中氢气浓度为474时有爆炸危险。,井下蓄电池充电时可放出氢气；有些中等变质的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。,第一章 矿井空气,返回本节,32,二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大，因此，规程对常见有害气体的安全标准做了明确的规定。,第一章 矿井空气,返回本节,33,矿井空气中有害气体的最高容许浓度有害气体名称 符号 最高容许浓度/%一氧化碳 CO 0.0024氧化氮（折算成二氧化氮）NO2 0.00025二氧化硫 SO2 0.0005硫化氢 H2S 0.00066氨 NH3 0.004,第一章 矿井空气,返回本节,34,第三节

19、 矿井气候,返回本章,第一章 矿井空气,35,矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。,返回本节,第一章 矿井空气,36,一、矿井气候对人体热平衡的影响 新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。,第一章 矿井空气,返回本节,37,人体热平衡关系式：qm-qw=qd+qz+qf+qchqm人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；qW人体用于做功而消耗的热量，qm

20、-qw人体排出的多余热量；qd人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；qz汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；qf人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；qch人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时，qch=0；当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高qch0，人体温度降低，qch0,第一章 矿井空气,返回本节,38,矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素。空气温度：相对湿度：风速：,对人体对流散热起着主要作用。,影响人体蒸发散热的效果。,影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热强度随风速而增大。同时湿交换效果也随风速增大而加强。如有风的天气，凉衣服干得快。

21、,第一章 矿井空气,返回本节,39,二、衡量矿井气候条件的指标 1.干球温度 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。特点：在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。指标比较简单，使用方便。但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用。,第一章 矿井空气,返回本节,40,2.湿球温度 湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。3.等效温度 等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。,第一章 矿井空气,返回本节,41,4.同感温度 同感温度（也称有效温度）是1923年由美国采暖工程师协会提出的。这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图。5.卡他度,第一章 矿井空气,返回本节,42,三、矿井气候条件的安全标准 我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度。1982年国务院颁布的矿山安全条例第53条规定，矿井空气最高容许干球温度为28。,第一章 矿井空气,返回本节,43,作业：P11本章习题 1-3 1-5 1-6 1-8,第一章 矿井空气,