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矿井通风与安全主讲人:王兵建能源科学与工程学院15893088714,76396250学会自我管理在学校，老师会帮助你学习，到公司却不会。如果你认为学校的老师要求你很严格，那是你还没有进入公司打工。因为，如果公司对你不严厉，你就要失业了。我眼中的煤炭形势煤炭资源在中国能源结构中的地位从1949年到1994年，原煤产量由3200万吨增至11.8亿吨。近几年来，由于国民经济增长对煤、电、气等能源的强劲需求，出现了少见的煤炭供应紧张的局面，致使煤炭产量连年上升。2002年－－13.93亿吨2003年－－17.36亿吨－－超过原先规划中2010年的水平（16亿吨）2004年－－19.5亿吨近年－－21亿吨我国煤炭生产的现状•中国6000年以上用煤史，煤炭事故的最早记载是万历十九年(公元1591年)春三月发生在甘肃靖远的一起煤井火灾事故，当场就烧死三人，造成“手足俱碎”的惨状。•我国煤炭工业目前仍属劳动密集型产业，而且员工文化技术素质偏低，国有重点煤矿高中文化以上的比例为39%，乡镇煤矿中文盲过半煤炭开采是高危险行业•煤矿安全由于受煤矿生产条件所限，煤炭生产存在水、火、瓦斯、矿压等灾害，使得井下作业属于高危行业。我们要解决的问题我们需要什么样的空气？需要多少风量？如何产生这些风量？如何使这些风量合理分配到各用风地点？一通三防的理解▲风——供给井下人员呼吸，保障井下作业人员的身体健康和生命安全；“9.7”重大高氮缺氧窒息事故：1982年平顶山该矿（压入式通风）戊8-179综采面(下行通风)正在安装，且为无煤柱开采。因主要通风机轴承发热，停风13min后，上区段采空区从小绞车窝涌出的高氮气体，使工作面23人其中9人窒息死亡，14人经抢救得救。一通三防的理解▲风——稀释和排除井下各种有害气体和矿尘，创造良好的工作环境；工人日报：“全国煤矿有265万接尘人员，据测算，每年有5.7万人患上尘肺病，因尘肺病死亡的则有6000余人，是安全生产事故死亡人数的两倍。”——2010年全国煤矿职业安全健康经验交流会暨全国煤矿尘肺病防治现场会。据国家煤矿安全监察局、中华全国总工会、中国职业安全健康协会一项调研显示，多数煤矿井下粉尘浓度严重超标，自1983年至2008年，煤尘最高浓度范围198～3420毫克/立方米，超过国家标准49.5～855倍，每年有大量职工患上尘肺病。截至2007年底，全国煤矿企业累计尘肺病患者31.2万例(不包括乡镇煤矿)，尘肺病检出率高达7.2%。一通三防的理解▲风——防止瓦斯、煤尘爆炸；•义马某矿“1.25”特大瓦斯爆炸:低沼矿，97.1.25,11101综采工作面正在进行维修电焊作业，东风井突然停电（8min）停风，来电后，送电送风时发生瓦斯爆炸，造成该工作面的31人全部遇难。•平顶山韩庄某矿“8.25”特大瓦斯爆炸:99.8.25,该矿因欠电费供电局所属变电站拉闸，全矿停电11min，来电送风后（1min左右）井下发生瓦斯爆炸，死亡55人.▲风——以风治火，防治自燃火灾；灾变时控制风流，防止事故扩大，抢救遇险遇难人员。•76.8.13，郑煤集团（原新密矿务局）某煤矿下山采区51031煤巷掘进工作面8点班上班后，一工人拿起煤电钻打眼，当拉动电钻电缆时，因电缆明接头引起短路着火。工人一见着火，惟恐瓦斯爆炸，根本没有灭火意识，纷纷逃命。从而使小电缆引燃大电缆（开关无短路保护），而后引燃了支架，浓烟向上通过绕巷风门（因运料打开未关）进入上山运输巷及上山采区上部采煤工作面以及大巷北石门岩巷掘进头，共有129人受到伤害，93人死亡，36人严重受伤或致残。▲风——治理煤矿瓦斯、煤尘、火灾的基础排除全矿井瓦斯量的80%～90%；排除回采工作面瓦斯量的70%～80%；排除装有抑尘装置回采面的粉尘量：20%～30%；排除深井回采工作面热量的60%～70%；供给矿井的新鲜空气的质量约为矿井采煤量的5～18倍。由此可见，矿井通风在煤矿生产过程中的地位，是矿井不可缺少的重要环节。风是煤矿井工开采的命脉，矿井通风技术是解决煤炭工业安全生产问题的基本措施之一。目前矿井通风专业的现状矿井通风专业人才的需求开办矿井通风专业的院校及专业煤矿安全专家会诊内容－－矿井通风系统煤矿急需矿井通风专业的本科生（与专科生的差别？）《矿井通风与安全》一、学习该课程的目的二、该课程的学习方法(听课+复习+作业+实验+实践)三、该课程的学习重点和难点空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、火灾、粉尘四、成绩评定平时成绩占20%，考试占80%五、主要参考资料1.书籍：①张国枢主编《通风安全学》(修订版)中国矿业大学出版社②《矿井通风与安全》吴中立主编中国矿大出版社③《煤矿安全规程》2010版④王省身张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版1989年9月⑤俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社1990年4月2.精品网站：河南理工大学-矿井通风与安全中国矿业大学-矿井通风与安全安徽理工大学-《矿井通风与安全》鸡西大学-矿井通风与安全江西应用工程职业学院—矿井通风--山西煤炭职业技术学院平职学院—矿井瓦斯防治技术重庆工程职业技术学院-煤矿安全技术六、目录及学时分配章节课时分配（60+4）第一章概述、矿井空气3第二章矿井空气流动基本理论5第三章井巷通风阻力4第四章通风动力8第五章矿井通风网络中风量分配与调节4第六章局部通风6第七章通风系统与通风设计6第八章矿井空调技术概论0第九章矿井瓦斯10第十章火灾防治8第十一章矿尘防治2第十二章矿山防水2第十三章矿山救护2提问与思考提问：谈谈你对矿井通风的认识。思考：从哪些角度和方面，如何保障井下作业人员的身体健康和生命安全？矿井通风如何解决这些问题？维持生命的基本需求：呼吸O2、中毒、窒息良好工作环境的需求：T、v、φ事故与安全：瓦斯、火灾、水灾、顶板。。。第一章矿井空气需解决之问题：1.需要什么样的空气？2.矿井中有些气体有害？从何处来？控制要求是什么？3.如何评价矿井气候条件?本章重点：1、空气成分；2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度；3、矿井气候条件矿井通风的定义与任务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。第一章矿井空气第一节矿井空气成份什么叫矿井空气？一、地面空气的组成干空气的组成成分比较稳定。二、矿井空气的主要成分及基本性质地面空气进入井下时，由于受到污染，其成分和性质要发生变化。固有新鲜空气和污浊空所之分。新鲜空气污浊空气矿井空气污浊的程度依赖于：有机矿物和围岩的瓦斯含量巷道内的风速巷道的长度有机矿物和岩石吸氧与氧化的程度生产过程的性质1．氧气(O2)维持人体正常生理机能所需要的气体,其所需的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。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6-150.2－0.4轻劳动20-250.6-1.0中度劳动30-401.2-2.6重劳动40-601.8-2.4极重劳动40-802.5-3.0O2↓，不良生理反应，不舒适，缺氧死亡。氧浓度降低的主要原因：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。2．二氧化碳(CO2)不助燃，不供人呼吸，略带酸臭味。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。人工输氧需加CO2。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)惰性气体，无毒、不助燃，也不供呼吸。但含氮量升高，则氧含量相对降低，窒息性伤害。惰性－－井下防灭火和防止瓦斯爆炸。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。案例——平顶山某矿“9.7”重大高氮缺氧窒息事故1982年该矿（压入式通风）戊8-179综采面(下行通风)正在安装，且为无煤柱开采。因主要通风机轴承发热，停风13min后，上区段采空区从小绞车窝涌出的高氮气体，使工作面23人其中9人窒息死亡，14人经抢救得救。三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准第100条：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％；第135条：矿井总回风流或一翼回风巷中瓦斯或CO2超过0.75％时，必须立即查明原因进行处理；第136条：采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0％或CO2浓度达到1.5％时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。例：某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min，当供风量为850m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少?能否进行正常工作。思考补充：每人每分钟供给风量需要多少？采掘工作面强度大的工人，每人的耗氧量可按3L/min计算，吸入新鲜空气的氧气浓度为20.96%，假设吸入的氧气全部变成二氧化碳（呼吸系数=1），则维持呼吸需要空气314.31/min20.96%AL如果要保持工作地点的氧气浓度为20%，当废气量为14.31L/min时，对该地区每人每分钟所需供给的风量为：3312.5/min20.96%20%BL20.96%20.0%3L/人因为人的呼吸只占该地区全部物质的总耗氧量的一小部分，设人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的7.8%，则为了满足该地区全部物质耗氧量的要求，还必须计算满足此要求的以人数为计算单位的风量D（即为需要供给的每人风量）说明：以人数为计算单位的风量，是和人耗氧量占该地区全部物质的总耗氧量的百分数有关。但不是所有工作地点都是7.8%。机械化程度高，产量越大，人越少，这个百分数就越少，D值就越大。31000.3125/7.84/minDm第二节矿井空气中的有害气体空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2、NH3、H2。一、基本性性质１、CO(24ppm)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。能燃烧，浓度在13～75％范围内时有爆炸危险。危害：与人体血液中血红素的亲合力比氧大250～300倍，血液缺氧“窒息”。来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。思考：多大浓度CO的危害有多大？矿井要求最大为多大好？常见CO来源如何防治？若空气中CO浓度达0.048%时，1小时内才会出现轻微的中毒症状，取安全系数0.05，得安全浓度为24ppm。２、H2S(6.6ppm)无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当浓度达到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，常温常压下一体积水可溶解2.5体积的H2S，可能积存于旧巷的积水中。H2S能燃烧，4.3～45.5％时有爆炸危险。主要危害：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。0.005~0.01%，1~2小时后出现眼及呼吸道刺激，0.015~0.02%主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；老空区和旧巷积水中放出。３、NO2(2.5ppm)褐红色，强烈刺激气味，相对密度为1.59，易溶于水。主要危害：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，NO2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。主要来源：井下爆破工作。4.SO2(5ppm)无色、有强烈的硫磺气味及酸味，0.0005％即可嗅到。其相对密度为2.22，易溶于水。主要危害：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。主要来源：含硫矿物氧化与自燃；在含硫矿物中爆破；含硫