矿井通风与灾害防治第一节 矿井通风 一、矿内空气 矿内空气由地面空气和井下有毒有害气体组成。 （一）地面空气 1.氧气（O2）：约占21%，当氧气浓度下降到17%时 ，工作时会出现喘息和呼吸困难；下降到15%时，失 去劳动能力；下降到10%时，丧失理智，时间稍长有 死亡的危险。因此，煤矿安全规程规定：采掘工 作面的进风流中，氧气浓度不低于20%。第一节 矿井通风 2.氮气（N2）：约占78%。 3.二氧化碳（CO2）等各种气体：约占1%。 煤矿安全规程第100条规定：采掘工作面的 进风流中，二氧化碳浓度不超过0.5%。煤 矿安全规程第139条规定：采掘工作面风流 中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作， 撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。第一节 矿井通风 （二）井下主要有毒有害气体 1瓦斯（CH4） 见本章第二节 2一氧化碳（CO）：一氧化碳是一种 无色、无味有毒的气体，相对密度为 0.967。煤矿安全规程规定井下空 气中一氧化碳的含量不得超过0.0024% 。第一节 矿井通风 3二氧化硫（SO2）：二氧化硫是无 色、有强烈的硫磺味和酸臭味的有毒气 体，相对密度为2.32。煤矿安全规程 规定，井下空气中二氧化硫的含量不 得超过0.0005%。第一节 矿井通风 4二氧化氮（NO2）： 二氧化氮是一 种具有特殊刺激味的气体。相对密度为 1.57，有剧毒。煤矿安全规程规定 ，井下空气中二氧化氮的含量不得超过 0.00025%。第一节 矿井通风 5氨气（NH3）： 氨气是一种无色、有浓烈 氨水臭味的有毒气体，相对密度为 0.9，有爆 炸性。煤矿安全规程规定，井下空气中氨 气的含量不得超过0.004%。 6硫化氢（H2S）： 硫化氢是一种无色，带 有臭鸡蛋气味的有毒气体，相对密度为1.19， 能燃烧和爆炸，并对瓦斯探头有腐蚀作用。 煤矿安全规程规定，井下空气中硫化氢的含 量不得超过0.00066%。第一节 矿井通风 二、矿井及采区通风系统 （一）矿井通风的任务 1.供给井下人员足够的新鲜空气。 2.把有害气体和矿尘稀释到安全浓度以 下，将有害气体排出井外。 3.为井下人员和设备创造适宜的气候条 件。第一节 矿井通风 （二）对矿井通风的要求 1矿井必须有完整的独立通风系统。矿 井及井下各工作地点、采掘工作面的风 量必须满足安全生产要求。 2衡量矿井气候条件的指标，如温度、 湿度、风速等必须符合要求。 3.矿井需要的风量应必须满足要求。第一节 矿井通风 4.采掘工作面风量不足时，严禁装药、爆破。 5临时停工的地点，不得停风。 6因检修、停电或其他原因停止主要通风机 运转时，必须制定停风措施。 7.煤矿安全规程规定：采掘工作面的空气 温度不得超过26,机电设备硐室的空气温度 不得超过30。第一节 矿井通风 （三）矿井通风系统的种类 1.中央式 2.对角式 3.区域式 4.混合式第一节 矿井通风 （四）采区通风系统 1.输送机上山进风、轨道上山回风 输送机上山即为运煤上山，输送机上山 进风，使风流与运煤方向相反，煤炭中 释放的瓦斯可使进风流的瓦斯浓度增大 ，输送机设备所散发的热量，使风流温 度升高。第一节 矿井通风 2.轨道上山进风、输送机上山回风 进风风流不受煤炭释放瓦斯、输送机设 备温度及煤尘污染的影响。另外轨道上 山的绞车房易于实现独立通风，采区变 电所设在两条上山之间，利用两条上山 风压差通风。第一节 矿井通风 三、掘进通风 （一）掘进通风的特点 掘进通风的特点在于掘进井巷只有一个 出口（独头），必须采取导风设施，使 新鲜风流与污浊风流隔开，多数需要专 门的动力设备，通风管理困难。第一节 矿井通风 （二）掘进通风的方法 1.利用矿井总风压通风 2.使用局部通风设备通风 煤矿安全规程规定：使用局部通风机的掘 进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停 风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前 ，必须检查瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近10m以内风流中的瓦斯浓度不超过0.5%时 ，方可人工开启通风机。第一节 矿井通风 四、矿井通风设施（通风构筑物） 1.挡风墙 2.风门 为了防止人员或车辆通过风门时造成风 流短路，每处风门，至少要有两道，且 两道风门不得同时敞开。 3.风桥第一节 矿井通风 4.调节风窗 5.反风装置 煤矿安全规程规定：生产矿井主要 通风机必须装有反风设施，并能在10min 内改变巷道中的风流方向；当风流方向 改变后，主要通风机的供给风量不应小 于正常供巷量的40%。第二节 矿井瓦斯防治 一、矿井瓦斯的性质及其危害 1.瓦斯的性质 瓦斯是无色、无味、无毒的气体，相对 密度为0.554，容易积聚在巷道的顶部 、上山掘进的迎头及顶板冒落的空洞中 ；此外，瓦斯还具有易然易爆的性质。第二节 矿井瓦斯防治 2.瓦斯的危害 （1）爆炸性 （2）窒息性 （3）煤与瓦斯突出第二节 矿井瓦斯防治 二、矿井瓦斯的涌出及瓦斯等级的划分 1矿井瓦斯涌出 2.矿井瓦斯等级的划分 煤矿安全规程规定：一个矿井只要有一个 煤（岩）层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。 瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。 矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿 井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出量形式划分为：第二节 矿井瓦斯防治 （1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于 或等于10m3/t，且矿井绝对瓦斯涌出量小于 或等于40 m3/min。 （2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于 10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40 m3/min。 （3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井 。第二节 矿井瓦斯防治 煤矿安全规程规定：低瓦斯矿井中 ，相对瓦斯涌出量大于10m3/t或有瓦斯 喷出的个别区域（采区或工作面）为高 瓦斯区，该区应按高瓦斯矿井管理。第二节 矿井瓦斯防治 三、瓦斯爆炸及其预防 （一）瓦斯爆炸的条件 瓦斯爆炸必需同时具备三个条件：瓦斯浓度、引火温 度和氧气浓度。 1.瓦斯浓度 在5%-16%爆炸极限范围内。 2.引火温度 一般认为，瓦斯的引火温度为650-750。 3.氧气浓度 当空气中氧气的浓度低于12%时，瓦斯失去爆炸性。第二节 矿井瓦斯防治 （二）、瓦斯爆炸的危害 1.爆炸产生高压和冲击波 2.爆炸产生高温 3.爆炸产生大量的有害气体第二节 矿井瓦斯防治 （三）引起瓦斯爆炸的原因分析 瓦斯爆炸发生的原因主要有两个方面：一方面 是发生瓦斯积聚，另一方面是产生引爆火源。 1.瓦斯积聚 所谓瓦斯积聚是指体积超过0.5m3的空间瓦斯 浓度超过2%的现象。井下瓦斯容易局部积聚 的地方有掘进工作面的上山头、工作面的上隅角、采空区、盲巷（盲巷是指长度超过6 m， 而又不通风或通风不良的独头巷道）等 。第二节 矿井瓦斯防治 引起瓦斯积聚的主要原因： （1）通风设备、设施质量差，管理不善 ，使工作面风量不足或局部通风机停止 运转引起瓦斯积聚。 （2）串联通风，不稳定分支等引起瓦斯 积聚。 （3）瓦斯异常涌出造成瓦斯积聚等。第二节 矿井瓦斯防治 （4）采空区和盲巷中积有大量瓦斯，当 气压发生变化或采空区发生大面积冒顶 时，瓦斯突然涌出，造成采掘空间瓦斯 积聚。 （5）风流短路。当掘进巷道与其他巷 道贯通后，必须立即调整通风系统，防 止瓦斯积聚。第二节 矿井瓦斯防治 防止瓦斯爆炸必须从采掘生产管理上采 取措施，防止瓦斯积聚超限。煤矿安 全规程规定：停风区中瓦斯浓度或二 氧化碳浓度超过3%时，必须制定安全排 瓦斯措施，报矿技术负责人批准。第二节 矿井瓦斯防治 2.引爆火源产生的原因 （1）电火花 （2）爆破作业 （3）摩擦撞击火花第二节 矿井瓦斯防治 （四）防治瓦斯爆炸的技术措施 根据瓦斯爆炸发生的条件，预防瓦斯爆 炸一般从两方面采取措施，一方面是防 止发生瓦斯积聚和超限，另一方面是防 止引爆火源产生。第二节 矿井瓦斯防治 1.防止瓦斯积聚和超限的措施 （1） 加强通风 加强通风，使井下各地点的瓦斯浓度不超过煤矿安 全规程规定是防止瓦斯积聚、爆炸一项极为重要和 有效的措施。采区回风巷、采掘工作面回风巷中风流 中瓦斯浓度超过1%，必须停止工作，撤出人员，采取 措施，进行处理。采掘工作面及其他地点风流中瓦斯 浓度超过1.5%，必须停止工作，切断电源，撤出人员 ，进行处理。 （2）加强瓦斯检查与监控第二节 矿井瓦斯防治 2.防止引爆火源的出现 （1）防止电气火源出现 因为引爆瓦斯的最小能量只有0.28MJ左右，所以井 下产生的电气火花、电弧、爆破火焰、摩擦撞击火花 及明火等都能引爆瓦斯，因而要避免火源引爆瓦斯必 须加强对电气设备、电线、电缆的管理及正确使用。 煤矿安全规程明确规定了电气设备的安全操作， 防爆电气设备入井的要求及加强电气保护的具体措施 。 （2）防止明火火源出现 （3）防止放炮火源的出现第三节 矿尘防治 一、矿尘及其危害 1.矿尘 矿尘是指煤矿生产过程中生成的直径不 大于1mm的矿物或岩石颗粒。 2.矿尘的危害 （1）煤尘的燃烧和爆炸 （2）矿尘职业病第三节 矿尘防治 煤矿安全规程规定：呼吸性粉尘监 测，采掘工作面每3个月测定1次，其他 工作面或作业场所每6个月测定一次。 （3）矿尘污染劳动环境，降低了作业场 所的可见度，影响了操作安全。第三节 矿尘防治 二、煤尘爆炸条件及预防措施 1.煤尘爆炸的条件 煤尘爆炸必须同时下列具备四个条件： （1）煤尘的爆炸性 煤尘的煤尘爆炸指数（煤的挥发分与煤 中可燃物质之比）大于10%的煤尘属于 爆炸性煤尘。第三节 矿尘防治 （2）煤尘爆炸的浓度 只有当煤尘悬浮在空气中，并且煤尘的浓度在 3545g/m3以上。 （3）引起煤尘爆炸的温度 煤尘爆炸的引燃温度随着煤尘本身的性质、浓度的不 同而不同。一般认为，煤尘爆炸引爆温度为610 1050之间，一般在700800之间。 （4）氧气含量 当空气中氧气含量小于18%时，煤尘失去爆炸性。第三节 矿尘防治 2.煤尘爆炸的危害 煤尘爆炸产生高温、高压、冲击波和火 焰，产生大量有毒、有害气体。 3.预防煤尘爆炸的措施 防止煤尘爆炸的措施包括防尘措施、防 止引爆火源产生的措施以及隔爆措施。第三节 矿尘防治 （1）防尘措施 防尘措施就是减少煤尘生成，在不同工序、 不同地点采取不同的措施。 煤层注水。在条件允许的煤层（不是所有煤 层），采煤工作面应采取煤层注水防尘措施。 湿式打眼。掘进井巷和硐室时，必须采取湿 式钻眼，炮采工作面应采取湿式打眼。第三节 矿尘防治 喷雾洒水。采、掘机械作业时，应采取喷雾 洒水措施。采煤机必须安装内、外喷雾装置。 定期清除积尘。必须及时清除巷道中的浮煤 ，清扫或冲洗沉积煤尘，定期撤布岩粉，应定 期对主要大巷刷浆。 使用水破炮泥。爆破时使用炮泥，合理确定 炮眼数目和装药量。 溜煤眼不得兼作风眼使用。第三节 矿尘防治 （2）防止引爆火源的出现 引爆煤尘所需的能量为4.540MJ，因 此煤矿井下电气火花、明火、爆炸火焰 、火灾、瓦斯爆炸及机械摩擦和撞击， 都会引起煤尘爆炸，所以要采取措施， 加强管理，防止各类火源的出现。第三节 矿尘防治 （3）隔爆措施 隔爆措施是指把已经发生煤尘爆炸事故 限制在某一局部范围，而不使其扩大蔓 延的措施。常用的有岩粉棚、隔爆水棚 、