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矿井通风第一部分矿井瓦斯基本知识第二部分井下有害气体的来源及其性质第三部分矿井通风的任务第四部分矿井通风系统第五部分瓦斯爆炸第一部分矿井瓦斯基本知识矿井瓦斯是煤矿生产中必然遇到的有害气体。在煤矿生产过程中，伴随着生产的进行，瓦斯会源源不断的涌到生产空间，它时时对井下安全生产构成威胁。广大工程技术人员和井下工人应对瓦斯保持高度的警惕。。1、概念：瓦斯是以甲烷为主的有害有毒气体的总称。是一种混合气体，甲烷占90%以上，通常单独指甲烷。2、性质：“三无”气体，即无色、无味、无嗅。与空气的相对密度为0.554，微溶于水，瓦斯无毒，但瓦斯浓度很高会降低空气中氧气的浓度，从而具有窒息性。具有燃烧和爆炸性。3、瓦斯的危害与利用：①、瓦斯的窒息性瓦斯本身无毒，在压力不变的情况下，CH4上升至43%，O2下降至12%，使人呼吸困难；CH4上升至57%时，O2下降至9%。短时间窒息死亡。②、瓦斯的燃烧和爆炸当瓦斯与空气混合达到一定浓度时，就会燃烧和爆炸。《规程》规定瓦斯浓度5%～16%爆炸。③、瓦斯利用：瓦斯可以发电、民用、汽车用气。4、瓦斯的赋存状态32451图瓦斯在煤体中的存在状况1--游离瓦斯；2--吸着瓦斯；3--吸收瓦斯；4--煤体；5--孔隙煤体中瓦斯的赋存分为有游离态和吸附态5、煤层瓦斯含量：相对瓦斯含量和绝对瓦斯含量指煤层在自然条件下单位重量或单位体积所含有的瓦斯量，单位m3/t或m3/m3。煤层瓦斯含量包括游离瓦斯（10%--20%）、和吸附瓦斯（80%--90%）注：①、在其他条件相同时，变质程度高的煤层，瓦斯含量就大。煤的变质程度增高的顺层是：褐煤、烟煤、无烟煤。②、煤层含有瓦斯的最大能力，一般不超过60m3/t。6、矿井瓦斯涌出量：概念：指在开采过程中，单位时间内或单位重量煤中涌出的瓦斯量。两种方法：①、绝对瓦斯涌出量：单位时间内涌入采掘空间的瓦斯数量m3/min。QCH4=Q×CQ---风量；C---指瓦斯浓度②、相对瓦斯涌出量。指矿井正常生产条件下，月平均日产1吨煤所涌出的瓦斯数量。qCH4=1440QCH4×N/AN---月工作天数；A---指月产煤量指出：对于抽放瓦斯矿井，在计算矿井瓦斯涌出量时应包括抽放的瓦斯量。1.7.《规程》对井下各地点瓦斯浓度的规定：地点浓度措施采区回风巷、采掘面回风巷1%停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理采掘工作面及其他作业点1%停止电钻打眼爆破地点20m以内风流1%严禁爆破采掘工作面及其他作业地点风流、电动机或其开关地点附近20m以内风流中1.5%停止工作，切断电源、撤出人员，进行处理•排瓦斯混合处1.5%停电撤人专用排瓦斯巷2.5%停止工作面工作，切断电源，进行处理矿井总回风或一翼回风0.75%查明原因，进行处理第二部分井下有害气体的来源及其性质2.1井下有害气体的来源及性质在煤矿生产过程中产生或煤层中涌出的有害气体主要有一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)，二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。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，能与空气均匀混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在13%-75%时，遇火源有爆炸的危险。一氧化碳具有强烈的毒性，其主要原因是人体的血红蛋白与一氧化碳的亲和力比氧气大250倍。一旦一氧化碳进入人体后的机会，从而造成人体血液“窒息”。人体的一氧化碳中毒程度取决于一氧化碳浓度、接触一氧化碳的时间、呼吸频率和呼吸浓度。一氧化碳中毒者嘴唇呈桃红色，两颊有斑点。煤矿安全春种允许一氧化碳最高浓度是0.0024%。空气中一氧化碳的主要来源有：煤炭自燃以及瓦斯、煤尘爆炸事故，井下爆破，矿井火灾等。二氧化氮：是一种棕红色气体，有刺激性臭味，极易溶下水，比重为1.57，有强烈毒性。它溶于水而生成腐蚀性很强的硝酸，对肺组织起破坏作用，造成肺水肿，对眼睛、鼻腔、呼吸道等有强烈刺激作用。煤矿安全规程规定的最大允许浓度是0.00025%。主要来源为炸药爆炸时产生一系列氮氧化合物，如NO、NO2等，硫化氢：是一种无色、微甜、有臭鸡蛋味的气体，浓度在0.0001%时可嗅到，易溶于水，比重为1.19，有剧毒性。能使血液中毒，对眼睛黏及呼吸系统有强烈刺激作用。煤矿安全规程规定的最大允许浓度为0.00066%。主要来源为坑木及其他有机物腐烂，硫化矿物水解，有的煤炭中会释放出硫化氢。采空区或废旧老窑积水中可能积存硫化氢，当发生透水时，将有硫化氢涌出。二氧化硫：是一种无色、有刺激臭及酸味的毒性气味。比重为2.2，易溶于水。它与眼、呼吸道的湿润表面接触后能形成硫酸，对眼、呼吸器官有强烈腐蚀作用，严重时会引起肺水肿。煤矿安全规程规定的最高允许浓度为0.0005%。主要来源为含硫矿物的氧化，在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿体中涌出。甲烷：又称沼气，是煤矿瓦斯的主要成分，人们常称的煤矿瓦斯主要指甲烷。甲烷是无色、无臭、无毒的气体，比重为0.55，难溶于水。矿井空气中甲烷浓度过高时可引起缺氧窒息。甲烷不助燃，但在空气中积聚到一定浓度，遇到高温火源易燃，易爆，是煤矿安全生产的主要危害之一，历年来煤矿发生的许多重大、特大伤亡事故中瓦斯事故所占比例最大。氨气：是一种无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.596%，易溶于水。氨气对皮肤和呼吸道黏膜有刺激作用，可引起喉头水肿。当空气中氨气浓度达到30%时，有爆炸危险。氨气的主要来源是爆炸作业、煤岩层中涌出、用来灭火。2.2有害气体的防治措施为防止有害气体的危害，应采取以下措施：加强通风。加强通风是防止有害气体危害的最根本措施。利用新鲜空气，将有害气体稀释到安全浓度以下，并将有害气体排出工作面空间和矿井。加强瓦斯检查和监测。通过加强对矿井有毒、有害气体的检查和监测，掌握有害气体的涌出规律和涌出状况，采取针对性措施，及时处理积聚的有害气体。加强盲巷管理。在井下通风不良或不通风的巷道，往往积聚大量的有害气体。在上述地点应设置栅栏、警示标。人员如需进入时，必须先检查有害气体浓度，在确认安全后方可进入。喷雾洒水，降低有害气体含量。在生产过程中，爆炸工作产生大量的炮烟等有害气体，通过喷雾洒水的方法，可以有效降低炮烟的含量。瓦斯抽放。对煤层中存在的大量瓦斯，利用抽放系统预先抽放出来，在开采时工作空间的瓦斯浓度将大大降低。采取急救措施。当发现井下有人由于缺氧窒息或呼吸有害气体中毒时，应将中毒者或窒息者移到有新鲜空气的巷道或地面进行急救，最大限度地减少人员伤亡。第三部分矿井通风的任务矿井通风的基本任务如下：向井下各工作场所连续不断地供给适宜的新鲜空气。把有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下，并排出矿井。提供适宜的气象条件，创造良好的生产环境，以保障职工的身体健康和生命安全及机械设备正常运转，进而提高劳动生产率。此外，矿井一旦发生瓦斯、煤尘爆炸或火灾事故时，往往依靠采取正确的控制风流的方法来防止事故扩大。第四部分矿井通风系统4.1、矿井通风方法根据风流获得动力来源的不同，矿井通风方法可分为自然通风和机械通风；根据矿井通风压力状态，可分为正压通风和负压通风。自然通风。利用自然因素产生的通风动力，致使空气在井下巷道流动的通风方法称为自然通风。自然风压的大小和风流方向，主要受地面空气温度变化、高差、井口的风速等影响。其实质是进回风井口的空气密度差引起的。机械通风。利用主要通风机的运转产生通风压力，致使井下空气在井下巷道流动的通风方法称为机械通风。根据通风机的工作方式不同，可分为抽出式通风(负压通风)和压入式通风(正压通风)。由于自然风压一般都比较小，且不稳定，所以煤矿安全规程规定每一矿井都必须采用机械通风。4.2矿井通风方式根据矿井和出风井相对位置的不同，矿井通风方式可分为中央式、对角式和混合式三种。中央式。中央式是进风井和出风井大致位于井田走向的中央。根据出风井沿煤层倾斜方向位置的不同，又分为中央并列式和中央边界式两种。①中央并列式。无论沿井田走向或倾斜方向，进、出风井均并列布置于井田中央。②中央边界式。进风井在井田中央，出风井大致位于井田浅部沿走向的中央。对角式。进风井大致位于井田中央，出风井位于井田浅部走向上方边界。按出风井在走向位置的不同，又分为两翼对角式和分区对角式。①两翼对角式。进风井位于井田中央，出风井位于井田浅部沿走向的两翼附近。②分区对角式。进风井位于井田中央，而每个采区各有一个出风井。混合式。进风井与出风井有三个以上井筒，由中央式与对角式混合组成。4.3通风网络矿井风流按照生产要求在巷道流动时，风流分岔、汇合线路的结构形成称为矿井通风网路。矿井通风网路有串联通风、并联通风和角联通风三种基本形式。串联通风是指两条或两条以上的巷道循序地首尾连接在一起的通风风路，又称一条龙通风；并联通风是指两条或两条以上的通风巷道在某一点分开，又在另一点汇合，中间没有交叉的通风风路；角联通风是指在并联的两条风路之间，还有一条或数条风路连通的通风风路。4.4矿井通风设施为使流按规定路线流动，保证采掘工作面及其他用风地点的有效风量和防止采空区、旧巷中有害气体涌出到矿井风流中，就必须在井下修筑各种通风构筑物，这些构筑物称为通风设施。煤矿井下常见的通风设施有挡风墙、风门和风桥等。挡风墙挡风墙又称密闭。它是一种需要隔断风流，同时又不需要通车和行人的巷道内的构筑物，如用它来封闭采空区、火区和废弃的旧巷。按使用时间长短，可分为临时性风墙和永久性风墙。临时性风墙结构简单，易修筑，使用时间短，可用帆布、木板等材料建筑。永久性风墙应用不燃性材料，可用砖、料石、混凝土等建造。墙上部厚度不小于0.45米，下部不小于1米；风墙前后5米以内的巷道支护完好且为防腐支架；无积煤，无片帮、冒顶；四周要掏槽；墙面要抹平、抹严、刷白，不漏风。挡风墙内有涌水时，应在墙上装设放水管，放水管应制成产U形，利用水封防止放水管漏风，风门风门是既能切断风流又能行人行车通风设施。它是风墙上有门的构筑物。在井下通车频繁地点，应设自动风门。以行人为主、车辆通过不频繁的地点，可用木制普通风门。风门是较重要的通风设施，对控制风流的流动起着十分重要的作用。因此，为防止行人行车打开风门而造成风流短路，应在同一地点设两道风门，两道风门的距离，通车时不小于一列车长度，行人时不小于5米，同时必须坚持“开一关一”的原则。风桥风桥是用以隔开两支相互交叉的井、回风流的通风设施。按其服务年限和巷道中通过风量大小的不同，风桥可分为铁筒风桥、混凝土风桥和绕道式风桥，如图所示。第五部分瓦斯爆炸5.1、瓦斯爆炸条件：具备3个条件：①、瓦斯浓度在爆炸界限内5%～16%；②、瓦斯与空气混合气体中氧浓度不低于12%；③、有足够能量的引燃源。注：①、5%～6%下限，15%～16%上限.当CH49.5%时，反应完全，爆炸威力最大。②、温度不低于650℃。瓦斯与高温火源接触时，并不立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的时间间隔、特性叫瓦斯的引火延迟性。对井下安全爆破有重要意义。炸药爆炸时火焰温度达2000℃以上，但火焰存在时间很短，小于瓦斯爆炸感应期，来不及引燃瓦斯。要求：炸药质量合格，按《规程》爆破。瓦斯煤尘爆炸实质上是一种激烈的化学氧化反应形成过程:大量游离基的产生，使得形成高速蔓延的激烈燃烧过程，转化形成爆炸，因此瓦斯煤尘爆炸属化学爆炸。特征：具备燃烧特征外，还具备高速蔓延性。条件：瓦斯煤尘浓度、足够氧气供给、可激发的热源反应过程：链式反应。与燃烧的关系：瓦斯爆炸主要与预混燃烧密切相关，多数预混燃烧会演变成爆炸（扩散燃烧、分解燃烧时，若大量气体积聚没有被及时燃烧，相当于气体与空气预混，一旦点火极易引发爆炸）。煤尘爆炸主要是高温分解可燃气体引发爆炸。5.2瓦斯爆炸的危害：爆炸产生高温爆炸产生高压气体和强大冲击波。爆炸产生大量的有毒、有害气体。瓦斯爆炸5.3预防瓦斯爆炸的措施：防止瓦斯积聚。防止明火。防止电火花。防止爆破火焰。防止摩擦产生火花。防止高温热源泉。瓦斯积聚的原因：①、局部通风机停止运转