礦井通風(fēng)安全技術(shù)PPT課件

,礦山通風(fēng)防塵技術(shù),中南大學(xué)資源與安全工程學(xué)院,第一節(jié)礦井空氣,利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力，使地面空氣進(jìn)入井下，并在井巷中作定向和定量地流動(dòng)，最后排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。目的、主要任務(wù)保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。,第一節(jié)礦井空氣,定義：地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。一、地面空氣的組成地面空氣是由干空氣和水蒸汽組成的混合氣體，亦稱為濕空氣。干空氣指完全不含有水蒸汽的空氣，由O2、N2、CO2、氬、氖和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。干空氣的組成成分比較穩(wěn)定，主要成分如下:濕空氣是含有水蒸氣的空氣，含量變化與大氣狀態(tài)有關(guān)氣體成分按體積計(jì)()按質(zhì)量計(jì)()備注氧氣（O2）20.9623.32惰性稀有氣體氦、氮?dú)猓∟2）79.076.71氖、氬、氪、二氧化碳（CO2）0.040.06氙等計(jì)在氮?dú)庵?新鮮空氣：井巷中用風(fēng)地點(diǎn)前、受污染程度輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣，污濁空氣：通過用風(fēng)地點(diǎn)后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣，1氧氣(O2)氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所需要的氣體,人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動(dòng)強(qiáng)度等。人體輸氧量與勞動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系勞動(dòng)強(qiáng)度呼吸空氣量（L/min）氧氣消耗量（L/min）休息6-150.20.4輕勞動(dòng)20-250.6-1.0中度勞動(dòng)30-401.2-2.6重勞動(dòng)40-601.8-2.4極重勞動(dòng)40-802.5-3.1,礦井空氣的主要成份,空氣中氧濃度降低時(shí)，人體的生理反應(yīng)與不適癥狀，缺氧死亡。礦井空氣中氧濃度降低的主要原因有：人員呼吸；礦巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化；礦巖自燃；瓦斯、煤塵爆炸；柴油設(shè)備燃燒;生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體，也使空氣中的氧濃度相對降低。2、二氧化碳(CO2)二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略帶酸臭味。二氧化碳比空氣重（其比重為1.52），在風(fēng)速較小的巷道中底板附近濃度較大；在風(fēng)速較大的巷道中，一般能與空氣均勻地混合。礦井空氣中二氧化碳的主要來源是：礦巖和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；碳酸性巖石分解；炸藥爆破；煤炭與礦巖自燃；瓦斯、煤塵爆炸等。,礦井空氣的主要成份,3氮?dú)?N2)氮?dú)馐嵌栊詺怏w，是空氣中主要成分，無毒、不助燃，也不供呼吸。但空氣中含氮量升高，則勢必造成氧含量相對降低，從而也可能造成人員的窒息性傷害。因氮?dú)舛栊?，可用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。礦井空氣中氮?dú)庵饕獊碓词牵壕卤坪蜕锏母癄€，有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍?滅火人為注氮。空氣主要成分質(zhì)量（濃度）標(biāo)準(zhǔn)采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度不得低于20；二氧化碳濃度不得超過0.5；總回風(fēng)流中不得超過0.75；當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流中二氧化碳濃度超過1.5時(shí)，必須停工處理。,礦井空氣的主要成份,有害氣體：CO、NO2、SO2、NH3、H2、NOX。、一氧化碳（CO）一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體。相對密度為0.97，微溶于水，能與空氣均勻地混合。一氧化碳能燃燒，當(dāng)空氣中一氧化碳濃度在1375范圍內(nèi)時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。主要危害：血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞。一氧化碳與人體血液中血紅素的親合力比氧大250300倍。一旦一氧化碳進(jìn)入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。0.08%，40分鐘引起頭痛眩暈和惡心，0.32%，510分鐘引起頭痛、眩暈，30分鐘引起昏迷，死亡。主要來源：爆破；礦井火災(zāi)；煤炭自燃以及煤塵瓦斯爆炸事故等。,礦井空氣的主要有害成份,、硫化氫（H2S）無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)濃度達(dá)到0.0001即可嗅到，但當(dāng)濃度較高時(shí)，因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氫相對密度為1.19，易溶于水，在常溫、常壓下一個(gè)體積的水可溶解2.5個(gè)體積的硫化氫，所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒，空氣中硫化氫濃度為4.345.5時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要危害：硫化氫劇毒，有強(qiáng)烈的刺激作用；能阻礙生物氧化過程，使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時(shí)主要以腐蝕刺激作用為主，濃度較高時(shí)能引起人體迅速昏迷或死亡。0.0050.01%，12小時(shí)后出現(xiàn)眼及呼吸道刺激，0.0150.02%主要來源：有機(jī)物腐爛；含硫礦物的水解；礦物氧化和燃燒；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。,礦井空氣的主要有害成份,、二氧化氮（NO2）二氧化氮是一種褐紅色的氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，相對密度為1.59，易溶于水。主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，對眼睛、呼吸道粘膜和肺部有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，二氧化氮中毒有潛伏期，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)。0.01%出現(xiàn)嚴(yán)重中毒。主要來源：井下爆破工作,礦井空氣的主要有害成份,4.二氧化硫(SO2)二氧化硫無色、有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味，空氣中濃度達(dá)到0.0005即可嗅到。其相對密度為2.22，易溶于水。主要危害：遇水后生成硫酸，對眼睛及呼吸系統(tǒng)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水腫。當(dāng)濃度達(dá)到0.002時(shí)，眼及呼吸器官即感到有強(qiáng)烈的刺激；濃度達(dá)0.05時(shí)，短時(shí)間內(nèi)即有致命危險(xiǎn)。主要來源：含硫礦物的氧化與自燃；在含硫礦物中爆破；以及從含硫礦層中涌出。,礦井空氣的主要有害成份,5、氨氣(NH3)無色、有濃烈臭味的氣體，相對密度為0.596，易溶于水，空氣濃度中達(dá)30時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要危害：氨氣對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。主要來源：爆破工作，注凝膠、水滅火等；部分巖層中也有氨氣涌出。6、氫氣(H2)無色、無味、無毒，相對密度為0.07。氫氣能自燃，其點(diǎn)燃溫度比沼氣低100200，主要危害：當(dāng)空氣中氫氣濃度為474時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。主要來源：井下蓄電池充電時(shí)放出氫氣；中等變質(zhì)煤層中有氫氣涌出、或煤氧化。,礦井空氣的主要有害成份,礦井空氣中有害氣體對井下作業(yè)人員的生命安全危害極大，因此，規(guī)程對常見有害氣體的安全標(biāo)準(zhǔn)做了明確的規(guī)定。礦井空氣中有害氣體的最高容許濃度有害氣體名稱符號最高容許濃度（%）一氧化碳CO0.0024氮氧化物（折算）NO20.00025二氧化硫SO20.0005硫化氫H2S0.00066氨NH30.004,礦井空氣安全標(biāo)準(zhǔn),礦井氣候參數(shù)：溫度、濕度和流速三個(gè)參數(shù)的綜合作用。簡稱三要素。氣壓未考慮一、礦井氣候?qū)θ梭w熱平衡的影響新陳代謝是人類生命活動(dòng)的基本過程之一。人體散熱三種基本形式：對流、輻射和汗液蒸發(fā)。對流散熱取決于周圍空氣的溫度和流速；輻射散熱主要取決于環(huán)境溫度；蒸發(fā)散熱取決于周圍空氣的相對濕度和流速。,礦井氣候,人體熱平衡關(guān)系式：qm-qw=qd+qz+qf+qchqm新陳代謝中產(chǎn)熱量，取決于人體活動(dòng)量；qW用于做功而消耗的熱量，qm-qw人體排出的多余熱量；qd對流散熱量，低于人體表面溫度，為負(fù)，否則，為正；qz汗液蒸發(fā)或呼出水蒸氣所帶出的熱量；qf與周圍物體表面的輻謝散熱量，可正,可負(fù)；Q由熱量轉(zhuǎn)化而沒有排出體外的能量；人體熱平衡時(shí)，qch=0；當(dāng)外界環(huán)境影響人體熱平衡時(shí)，人體溫度升高qch0，人體溫度降低，qch0,礦井氣候,礦井氣候條件的三要素是影響人體熱平衡的主要因素。空氣溫度：對人體對流散熱起著主要作用。相對濕度：影響人體蒸發(fā)散熱的效果。風(fēng)速：影響人體的對流散熱和蒸發(fā)散熱的效果。對流換熱強(qiáng)度隨風(fēng)速而增大。同時(shí)濕交換效果也隨風(fēng)速增大而加強(qiáng)。如有風(fēng)的天氣，涼衣服干得快。,礦井氣候,1、干球溫度干球溫度是我國現(xiàn)行的評價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)之一。特點(diǎn)：在一定程度上直接反映出礦井氣候條件的好壞。指標(biāo)比較簡單，使用方便。但這個(gè)指標(biāo)只反映了氣溫對礦井氣候條件的影響，而沒有反映出氣候條件對人體熱平衡的綜合作用。2、濕球溫度濕球溫度是可以反映空氣溫度和相對濕度對人體熱平衡的影響，比干球溫度要合理些。但這個(gè)指標(biāo)仍沒有反映風(fēng)速對人體熱平衡的影響。,礦井氣候衡量指標(biāo),3、等效溫度等效溫度定義為濕空氣的焓與比熱的比值。它是一個(gè)以能量為基礎(chǔ)來評價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)。4、同感溫度同感溫度（也稱有效溫度）是1923年由美國采暖工程師協(xié)會提出的。這個(gè)指標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)，憑受試者對環(huán)境的感覺而得出的同感溫度計(jì)算圖。,礦井氣候衡量指標(biāo),5、卡他度卡他度是1916年由英國L.希爾等人提出的?？ㄋ扔每ㄋ?jì)測定?？ㄋ确譃椋焊煽ㄋ?、濕卡他度干卡他度：反映了氣溫和風(fēng)速對氣候條件的影響，但沒有反映空氣濕度的影響。為了測出溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合作用效果，Kd=41.868F/tW/m2濕卡他度（Kw）：是在卡他計(jì)貯液球上包裹上一層濕紗布時(shí)測得的卡他度，其實(shí)測和計(jì)算方法完全與干卡他度相同。,礦井氣候衡量指標(biāo),三、礦井氣候條件的安全標(biāo)準(zhǔn)我國現(xiàn)行評價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)是干球溫度。1982年國務(wù)院頒布的礦山安全條例第53條規(guī)定，礦井空氣最高容許干球溫度為28。,第二節(jié)礦山防塵,1、礦塵及其性質(zhì)2、塵肺病3、礦塵爆炸及預(yù)防4、綜合防塵,一、礦塵的產(chǎn)生及分類礦塵是指在礦山生產(chǎn)和建設(shè)過程中所產(chǎn)生的各種煤、巖微粒的總稱。幾種常用的分類方法。1、按礦塵粒徑劃分(1)粗塵40m，空氣中易沉降；(2)細(xì)塵1040m，肉眼可見，在靜止空氣加速沉降；(3)微塵0.2510m，光學(xué)顯微鏡可見，在靜止空氣等速沉降；(4)超微塵0.25m，電子顯微鏡觀察，擴(kuò)散動(dòng)力。,礦塵及其性質(zhì),2按礦塵的存在狀態(tài)劃分(1)浮游礦塵：懸浮于礦內(nèi)空氣中(2)沉積礦塵：從礦內(nèi)空氣沉降下來的礦塵3按礦塵的粒徑組成范圍劃分(1)全塵(總粉塵)：各種粒徑的礦塵之和，1mm以下；(2)呼吸性粉塵：5m二、礦塵的危害礦塵具有很大的危害性，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)污染工作場所，危害人體健康，引起職業(yè)病。(2)某些礦塵(如煤塵、硫化塵)在一定條件下可以爆炸。(3)加速機(jī)械磨損，縮短精密儀器使用壽命。(4)降低工作場所能見度，增加工傷事故的發(fā)生。,礦塵及其性質(zhì),1、礦塵濃度兩種計(jì)量法：(1)質(zhì)量法：每立方米空氣所含浮塵的毫克數(shù)，mg/m3(2)計(jì)數(shù)法：每立方米空氣所含浮塵的個(gè)數(shù)，個(gè)/m32、產(chǎn)塵強(qiáng)度生產(chǎn)過程中，采落礦巖中所含的粉塵量，g/t。3、相對產(chǎn)塵強(qiáng)度指每采掘1t或1m3礦巖所產(chǎn)生的礦塵量，mg/t或mg/m3。4、礦塵沉積量單位時(shí)間在巷道表面單位面積上所沉積的礦塵量，單位為g/m2d。,礦塵及其性質(zhì),1、礦塵中游離SiO2的含量礦塵中游離SiO2是危害人體的決定因素，其含量越高，危害越大。常見的頁巖、砂巖、礫巖和石灰?guī)r等中游離SiO2的含量多在20%50%，煤塵中的含量一般不超過5%。2、礦塵的粒度與比表面積礦塵粒度：礦塵粒度平均直徑，m礦塵比表面積：單位質(zhì)量礦塵的總表面積；m2/kg；cm2/g礦塵的比表面積與粒度成反比。兩個(gè)指標(biāo)都可以用來衡量礦塵顆粒的大小。,礦塵及其性質(zhì),3、礦塵的分散度：礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占百分比。兩種表示方法：(1)重量百分比：各粒級重量所占總重量的百分比；(2)數(shù)量百分比：各粒級顆粒數(shù)所占總顆粒百分比；粒級的劃分是根據(jù)粒度大小和測試目的確定，我國工礦企業(yè)將礦塵粒級劃分為4級：小于2m、25m、510m和大于10m。礦塵分散度是衡量礦塵顆粒大小構(gòu)成的一個(gè)重要指標(biāo)。礦塵總量中微細(xì)顆粒多，所占比例大時(shí)，稱為高分散度礦塵；反之，如果礦塵中粗大顆粒多，所占比例大，就稱作低分散度礦塵。礦塵的分散度越高，危害性越大，而且越難捕獲。,礦塵及其性質(zhì),4、礦塵的濕潤性礦塵的濕潤性是指礦塵與液體親和的能力。親水性礦塵：容易被水濕潤疏水性礦塵：不容易被水濕潤5、礦塵的荷電性因空氣的電離以及塵粒之間的碰撞、摩擦等作用，使塵粒帶有電荷，可能是正電荷，也可是負(fù)電荷。6、礦塵的光學(xué)特性礦塵的光學(xué)特性包括礦塵對光的反射、吸收和透光強(qiáng)度等性能。,礦塵及其性質(zhì),塵肺病：以長期吸入大量微細(xì)粉塵而引起的以纖維組織增生為主要特征的肺部疾病。1、塵肺類的分類煤礦塵肺病按吸入礦塵的成分不同，可分為三類：(1)硅肺病(矽肺病)：吸入含游離SiO2含量較高的巖塵而引的塵肺病稱為硅肺病。患者多為長期從事巖巷掘進(jìn)的礦工。(2)煤硅肺病(煤矽肺)：同時(shí)吸入煤塵和含游離SiO2巖塵所引起的塵肺病稱為煤硅病肺?；颊叨酁閹r巷掘進(jìn)和采煤的混合工種礦工。(3)煤肺病：大量吸入煤塵而引起的塵肺病多屬煤肺病?；颊叨酁殚L期單一的在煤層中從事采掘工作的礦工。,礦山塵肺病,進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的粉塵大體上經(jīng)歷以下四個(gè)過程：(1)在上呼吸道的咽喉、氣管內(nèi)，含塵氣流由于慣性碰撞作用，使大于10m塵粒沉降其內(nèi)，經(jīng)過鼻腔和氣管粘膜分泌物粘結(jié)后成痰排出體外。(2)在上呼吸道較大支氣管內(nèi)，通過慣性碰撞及少量重力沉降作用，使510m塵粒沉積，經(jīng)氣管、支氣管上皮的纖毛運(yùn)動(dòng)，咳嗽隨痰排出。(3)在下呼吸道細(xì)小支氣管內(nèi)，由于支氣管分支增多，氣流速度減慢，使部分25m塵粒依靠重力沉降作用沉積，通過纖毛運(yùn)動(dòng)逐級排出體外。(4)粒度為2m左右的粉塵進(jìn)入呼吸性支氣管和肺內(nèi)后，一部分可隨呼氣排出體外；另一部分沉積在肺泡壁上或進(jìn)入肺內(nèi)，殘留在肺內(nèi)的粉塵僅占總吸入量的1%2以下。,塵肺病的發(fā)病機(jī)理,1、塵肺病的發(fā)病癥狀塵肺病分為三期：第一期：重體力勞動(dòng)時(shí)呼吸困難、胸痛、輕度干咳。第二期：中等體力勞動(dòng)或正常工作時(shí)，感覺呼吸困難，胸痛、干咳或帶痰咳嗽。第三期：做一般工作甚至休息時(shí)，也感到呼吸困難、胸痛、連續(xù)帶痰咳嗽，甚至咯血和行動(dòng)困難。,塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素,2、影響塵肺病的發(fā)病因素(1)礦塵的成分能夠引起肺部纖維病變的礦塵，多半含有游離SiO2，其含量越高，發(fā)病時(shí)間越短，病變的發(fā)展程度越快。對于煤塵，引起煤肺病的主要是它的有機(jī)質(zhì)(即揮發(fā)分)含量。(2)礦塵粒度及分散度5m以上的礦塵對塵肺病的發(fā)生影響不大；5m以下的礦塵可以進(jìn)入下呼吸道并沉積在肺泡中，最危險(xiǎn)的粒度是2m左右的礦塵。(3)礦塵濃度塵肺病的發(fā)生和進(jìn)入肺部的礦塵量有直接的關(guān)系，塵肺的發(fā)病時(shí)間和作業(yè)場所的礦塵濃度成正比。(4)個(gè)體方面的因素,塵肺病的發(fā)病癥狀及影響因素,1、煤塵爆炸的機(jī)理煤塵爆炸是在高溫或明火熱源作用下，空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反應(yīng)過程，是一種復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。一般煤塵爆炸機(jī)理及過程主要表現(xiàn)在：(1)煤本身是可燃物質(zhì)，當(dāng)以粉末狀態(tài)存在時(shí)，總表面積顯著增加，吸氧和被氧化能力大大增強(qiáng)，一旦遇見火源，氧化過程迅速展開；(2)當(dāng)溫度達(dá)到300400時(shí)，煤的干餾現(xiàn)象急劇增強(qiáng)，放出大量的可燃性氣體。(3)形成的可燃?xì)怏w與空氣混合在高溫作用下吸收能量，在塵粒周圍形成活化中心，當(dāng)活化中心的能量達(dá)到一定程度后，鏈反應(yīng)過程開始，游離基迅速增加，發(fā)生了塵粒的閃燃；(4)閃燃所形成的熱量傳遞給周圍的塵粒，并使之參與鏈反應(yīng)，導(dǎo)致燃燒過程急劇地循環(huán)進(jìn)行。,煤塵爆炸的機(jī)理及特征,2、煤塵爆炸的特征(1)形成高溫、高壓、沖擊波(2)煤塵爆炸具有連續(xù)性(3)煤塵爆炸的感應(yīng)期即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃?xì)怏w形成爆炸所需的時(shí)間。(4)揮發(fā)分減少或形成“粘焦”(5)產(chǎn)生大量的CO二、煤塵爆炸的條件煤塵爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件：煤塵本身具有爆炸性；煤塵必須懸浮于空氣中并達(dá)到一定濃度；存在能引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩础Ｎ覈簤m爆炸的引燃溫度在6101050之間，一般為700800。煤塵爆炸的最小點(diǎn)火能為4.540mj。,煤塵爆炸的特征與條件,三、影響煤塵爆炸的因素1、煤的揮發(fā)分，煤塵的可燃揮發(fā)分含量越高，爆炸性越強(qiáng)。2、煤的灰分和水分，煤內(nèi)的灰分是不燃性物質(zhì)，能吸收能量，阻擋熱輻射，破壞鏈反應(yīng)，降低煤塵的爆炸性。3、煤塵粒度，粒度對爆炸性的影響極大。1mm以下的煤塵粒子都可能參與爆炸，而且爆炸的危險(xiǎn)性隨粒度的減小而迅速增加。4、空氣中的瓦斯?jié)舛?，瓦斯參與使煤塵爆炸下限降低。瓦斯?jié)舛鹊陀?%時(shí)，煤塵的爆炸下限可用下式計(jì)算：m式中：m空氣中有瓦斯時(shí)的煤塵爆炸下限，g/m3；煤塵的爆炸下限，g/m3；系數(shù),煤塵爆炸及預(yù)防,5、空氣中氧的含量，空氣中氧的含量高時(shí)，點(diǎn)燃煤塵的溫度可以降低；氧的含量低時(shí)，點(diǎn)燃煤塵云困難，當(dāng)氧含量低于17%時(shí)，煤塵就不再爆炸。含氧高，爆炸壓力高；含氧低，爆炸壓力低。6、引爆熱源四、煤塵爆炸性鑒定五、預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施預(yù)防煤塵爆炸的技術(shù)措施主要包括三個(gè)方面。(一）、減、降塵措施指在煤礦井下生產(chǎn)過程中，通過減少煤塵產(chǎn)生量或降低空氣中懸浮煤塵含量以達(dá)到從根本上杜絕煤塵爆炸的可能性。方法很多，下面主要介紹煤層注水。(二)、防止煤塵引燃的措施(三)、限制煤塵爆炸范圍擴(kuò)大的措施,煤塵爆炸及預(yù)防,1、煤層注水實(shí)質(zhì)在回采之前預(yù)先在煤層中打若干鉆孔，注入壓力水，滲入煤體內(nèi)部，增加煤的水分，減少煤層開采過程煤塵的產(chǎn)塵量。煤層注水的減塵作用有三個(gè)方面：煤體內(nèi)裂隙中存在著原生煤塵，注入水后，將原生煤塵濕潤并粘結(jié)，使其在破碎時(shí)失去飛揚(yáng)能力，從而有效消除塵源；水注入煤體內(nèi)部，使煤均勻濕潤。當(dāng)開采破碎時(shí)，絕大多數(shù)破碎面均有水存在，從而消除了細(xì)粒煤塵的飛揚(yáng)，預(yù)防了浮塵的產(chǎn)生；水注入煤體后使其塑性增強(qiáng)，脆性減弱，改變了煤的物理力學(xué)性質(zhì)，當(dāng)煤因開采而破碎時(shí)，脆性破碎變?yōu)樗苄宰冃?，減少煤塵產(chǎn)生量。,煤塵爆炸及預(yù)防,2、影響煤層注水效果的因素煤的裂隙和孔隙的發(fā)育程度裂隙和孔隙發(fā)育程度不同，注水效果差異較大。煤體裂隙越發(fā)育越易注水煤體的孔隙發(fā)育程度用孔隙率表示，即指孔隙的總體積與煤的總體積之百分比。根據(jù)實(shí)測資料，當(dāng)煤層的孔隙率小于4%時(shí)，煤層的透水性較差。上履巖層壓力及支承壓力液體性質(zhì)的影響：0.5%洗衣粉煤層內(nèi)的瓦斯壓力煤層內(nèi)的瓦斯壓力是注水的附加阻力。所以在瓦斯壓力大的煤層中注水時(shí)，往往要提高注水壓力，以保證濕潤效果。注水參數(shù)的影響煤層注水參數(shù)是指注水壓力、注水速度、注水量和注水時(shí)間。,煤塵爆炸及預(yù)防,3、煤層注水方式注水方式指鉆孔的位置、長度和方向。按國內(nèi)外注水狀況，有4種方式：短孔注水：在回采工作面垂直煤壁或與煤壁斜交打鉆孔注水，注水孔長度一般為23.5m；深孔注水，在回采工作面垂直煤壁打鉆孔注水，孔長一般為525m長孔注水，從回采工作面的運(yùn)輸巷或回風(fēng)巷，沿煤層傾斜方向平行于工作面打上向孔或下向孔注水，孔長30100m。巷道鉆孔注水。,短孔、深孔注水示意圖,上向孔、下向孔、雙向孔,巷道,煤塵爆炸及預(yù)防,4、注水系統(tǒng)注水系統(tǒng)分為靜壓注水系統(tǒng)和動(dòng)壓注水系統(tǒng)。靜壓注水：利用管網(wǎng)將地面或上水平的水通過自然靜壓差導(dǎo)入鉆孔的注水叫靜壓注水。動(dòng)壓注水：利用水泵或風(fēng)包加壓將水壓入鉆孔的注水叫動(dòng)壓注水，水泵可以設(shè)在地面集中加壓，也可直接設(shè)在注水地點(diǎn)進(jìn)行加壓。5、注水設(shè)備煤層注水所使用的設(shè)備主要包括鉆機(jī)、水泵、封孔器、分流器及水表等。,煤塵爆炸及預(yù)防,6、注水參數(shù)注水壓力高低取決于煤層透水性的強(qiáng)弱和鉆孔的注水速度。注水壓力是：通過調(diào)節(jié)注水量使其不超過地層壓力但高于煤層瓦斯壓力。注水速度(注水流量)注水速度是指單位時(shí)間內(nèi)的注水量。鉆孔的注水速度隨鉆孔長度、孔徑和注水壓力的不同而增減。小流量注水對煤層濕潤效果最好。注水量注水量是影響煤體濕潤程度和降塵效果的主要因素。注水時(shí)間每個(gè)鉆孔的注水時(shí)間與鉆孔注水量成正比，與注水速度成反比。,煤塵爆炸及預(yù)防,（二）限制煤塵爆炸范圍擴(kuò)大的措施1、清除落塵2、撒布巖粉3、設(shè)置巖粉棚由安裝在巷道中靠近頂板處的若干塊巖粉臺板組成，臺板的間距稍大于板寬，每塊臺板上放置一定數(shù)量的惰性巖粉。4、設(shè)置水棚水棚包括水槽棚和水袋棚兩種。5、設(shè)置自動(dòng)隔爆棚自動(dòng)隔爆棚是利用各種傳感器，將瞬間測量的煤塵爆炸時(shí)的各種物理參量迅速轉(zhuǎn)換成電信號，指令機(jī)構(gòu)的演算器根據(jù)這些信號準(zhǔn)確計(jì)算出火焰?zhèn)鞑ニ俣群筮x擇恰當(dāng)時(shí)機(jī)發(fā)出動(dòng)作信號，讓抑制裝置強(qiáng)制噴撒固體或液體等消火劑，從而可靠地?fù)錅绫ɑ鹧?，阻止煤塵爆炸蔓延。,煤塵爆炸及預(yù)防,礦山綜合防塵是指采用各種技術(shù)手段減少礦山粉塵的產(chǎn)生量、降低空氣中的粉塵濃度，以防止粉塵對人體、礦山等產(chǎn)生危害的措施。一、通風(fēng)除塵通風(fēng)除塵：指通過風(fēng)流的流動(dòng)將井下作業(yè)點(diǎn)的懸浮礦塵帶出，降低作業(yè)場所的礦塵濃度。影響效果的主要因素：風(fēng)速、礦塵密度、粒度、形狀、濕潤程度等。最低排塵風(fēng)速：能使呼吸性粉塵保持懸浮并隨風(fēng)流運(yùn)動(dòng)排出的最低風(fēng)速最優(yōu)排塵風(fēng)速：能最大限度排除浮塵而不致使落塵二次飛揚(yáng)的風(fēng)速。掘進(jìn)工作面的最優(yōu)風(fēng)速為0.40.7m/，機(jī)械化采煤工作面為1.52.5m/。,礦山綜合防塵,二、濕式作業(yè)利用水或其它液體，使之與塵粒相接觸而捕集粉塵的方法，它是礦井綜合防塵的主要技術(shù)措施之一。機(jī)理：1、水能溫潤礦塵，增加塵粒的重力；2、將細(xì)散塵粒聚結(jié)為較大顆粒，加速浮塵沉降；3、使落塵不易飛揚(yáng)。特點(diǎn)：1、濕式鑿巖、鉆眼2、灑水灑水降塵是用水濕潤沉積于煤堆、巖堆、巷道周壁、支架等處的礦塵。,礦山綜合防塵,3、噴霧灑水將壓力水通過噴霧器在旋轉(zhuǎn)或沖擊作用下，使水流霧化成細(xì)散的水嘀噴射于空氣中。霧體結(jié)構(gòu)：噴出霧體的幾何形狀。La射程，霧粒以很大速度作直線運(yùn)動(dòng)。Lb作用長度，噴霧器的最大噴射距離。擴(kuò)張角，其值愈大霧體的截面積愈大。適用條件：廣泛用于采掘切割、爆破、裝載、運(yùn)輸?shù)壬a(chǎn)過程。4、水炮泥和水封爆破水炮泥就是將裝水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼內(nèi)。要求：塑料袋難燃、無毒、有一定強(qiáng)度。,礦山綜合防塵,三、凈化風(fēng)流凈化風(fēng)流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設(shè)施或設(shè)備，將礦塵捕獲的技術(shù)措施。1、水幕凈化風(fēng)流水幕是在敷設(shè)于巷道頂部或兩幫的水管上間隔地安上數(shù)個(gè)噴霧器噴霧形成的。噴霧器的布置應(yīng)以水幕布滿巷道斷面盡可能靠近塵源為原則。,礦山綜合防塵,一般安設(shè)位置為：礦井總?cè)腼L(fēng)流凈化水幕：距井口20100m巷道內(nèi)；采區(qū)入風(fēng)流凈化水幕：風(fēng)流分叉口支流里側(cè)2050m巷道內(nèi)采煤回風(fēng)流凈化水幕：距工作面回風(fēng)口1020m回風(fēng)巷內(nèi)；掘進(jìn)回風(fēng)流凈化水幕：距工作面3050m巷道內(nèi)；巷道中產(chǎn)塵源凈化水幕：塵源下風(fēng)側(cè)510m巷道內(nèi)。水幕是凈化入風(fēng)流和降低污風(fēng)流礦塵濃度的有效方法。2濕式除塵裝置除塵裝置(或除塵器)是指把氣流或空氣中含有的固體粒子分離并捕集起來的裝置，又稱集塵器或捕塵器。根據(jù)是否利用水或其它液體，除塵裝置可分為干式和濕式兩大類。煤礦一般采用濕式除塵裝置。,礦山綜合防塵,含塵氣流從進(jìn)氣口進(jìn)入下箱體后，部分沉降，輕微粉塵浮動(dòng)時(shí)被濾袋阻留，凈化空氣透過濾袋，經(jīng)文氏管進(jìn)入箱體，從出氣口排出，隨著積附在濾袋外壁的粉塵不斷增加，為了使設(shè)備阻力維持在限定(100150mmH20)的范圍內(nèi)，必須定時(shí)清除積附在濾袋外壁的粉塵，清灰是由控制儀順序觸發(fā)各控制閥，開啟脈沖閥，使氣包內(nèi)的壓縮空氣由噴吹管噴出（一次風(fēng)）通過文氏管誘導(dǎo)數(shù)倍于一次風(fēng)的周圍空氣(二次風(fēng))進(jìn)入濾袋，使濾袋在一瞬間急劇膨脹并伴隨著氣流的反作用，抖落粉塵，被抖落的粉塵落入灰門經(jīng)排灰閥排出機(jī)體。,脈沖袋式除塵器,脈沖袋式除塵器,振動(dòng)袋式除塵器,水浴式除塵器,旋風(fēng)式除塵器,臥式靜電除塵器,管式靜電除塵器,濾筒式除塵器,四、個(gè)體防護(hù)個(gè)體防護(hù)是指通過佩戴各種防護(hù)面具以減少吸入人體粉塵的一項(xiàng)補(bǔ)救措施。主要包括：1、防塵口罩2、防塵安全帽(頭盔),礦山綜合防塵,礦山救護(hù)隊(duì)礦山救護(hù)隊(duì)是處理礦井火災(zāi)、瓦斯、煤塵、水、頂板等災(zāi)害的專業(yè)性隊(duì)伍，是職業(yè)性、技術(shù)性組織，嚴(yán)格實(shí)行軍事化管理。礦山救護(hù)組織與任務(wù)（一）礦山救護(hù)隊(duì)的組織1區(qū)域礦山救護(hù)大隊(duì)的組織各省(區(qū))煤炭管理機(jī)構(gòu)將本省(區(qū))的產(chǎn)煤地區(qū)，以100km為服務(wù)半徑，合理劃分為若干區(qū)域。在每個(gè)區(qū)域選擇一個(gè)交通位置適中、戰(zhàn)斗力較強(qiáng)的礦山救護(hù)隊(duì)，作為重點(diǎn)建設(shè)的礦山救護(hù)中心，即區(qū)域礦山救護(hù)大隊(duì)。區(qū)域礦山救護(hù)大隊(duì)由2個(gè)以上中隊(duì)組成，是完備的聯(lián)合作戰(zhàn)單位。,第三節(jié)礦山救護(hù),2礦山救護(hù)中隊(duì)的組織礦山救護(hù)中隊(duì)距服務(wù)礦井一般不超過10km或行車時(shí)間一般不超15min。礦山救護(hù)中隊(duì)是獨(dú)立作戰(zhàn)的基層單位，由3個(gè)以上的小隊(duì)組成，直屬中隊(duì)由4個(gè)以上的小隊(duì)組成。3.輔助礦山救護(hù)隊(duì)的組織輔助礦山救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)根據(jù)礦井的生產(chǎn)規(guī)模、自然條件、災(zāi)害情況確定編制，原則上應(yīng)由3個(gè)以上的小隊(duì)組成。輔助礦山救護(hù)隊(duì)?wèi)?yīng)設(shè)專職隊(duì)長及專職儀器裝備維修工，負(fù)責(zé)日常工作。輔助救護(hù)隊(duì)直屬礦長領(lǐng)導(dǎo)，業(yè)務(wù)上受礦總工程師(或技術(shù)負(fù)責(zé)人)和礦山救護(hù)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)。（二）礦山救護(hù)隊(duì)的任務(wù)礦山救護(hù)隊(duì)的任務(wù)是：(1)救護(hù)井下遇險(xiǎn)遇難人員；(2)處理井下火、瓦斯、粉塵、水和頂板等災(zāi)害事故；(3)參加危及井下人員安全的地面滅火工作；(4)參加排放瓦斯、震動(dòng)性放炮、啟封火區(qū)、反風(fēng)演習(xí)和其它需要佩用氧氣呼吸器的安全技術(shù)工作；,礦山救護(hù),(5)參加審查礦井災(zāi)害預(yù)防和處理計(jì)劃，協(xié)助搞好安全和事故隱患預(yù)防；(6)負(fù)責(zé)輔助救護(hù)隊(duì)的培訓(xùn)和業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo)工作；(7)協(xié)助礦山搞好職工救護(hù)知識的教育。礦山救護(hù)隊(duì)進(jìn)行礦井預(yù)防性工作的主要內(nèi)容有：(1)深入服務(wù)礦井熟悉情況，了解各礦采掘布置、通風(fēng)系統(tǒng)、保安設(shè)施、火區(qū)管理、運(yùn)輸、防水排水、輸配電系統(tǒng)、灑水滅塵、消防管路系統(tǒng)及其設(shè)備的使用情況；各生產(chǎn)區(qū)隊(duì)、班(組)的分布情況，機(jī)電峒室、火藥室、安全出口的所在位置，事故隱患及安全生產(chǎn)動(dòng)態(tài)等。(2)協(xié)助礦井搞好探查古窯，恢復(fù)舊巷等需要佩用氧氣呼吸器的安全技術(shù)工作。(3)協(xié)助礦井訓(xùn)練井下職工、工程技術(shù)人員使用和管理自救器。(4)宣傳安全生產(chǎn)方針，協(xié)助通風(fēng)安全部門做好礦山事故的預(yù)防工作。(5)幫助礦長、總工程師掌握救護(hù)儀器使用的基本知識。,礦山救護(hù),二、礦山救護(hù)工作原則三、礦山救護(hù)隊(duì)的常用技術(shù)裝備為保證礦山救災(zāi)過程中救護(hù)指戰(zhàn)員的自身安全和對遇險(xiǎn)遇難人員施行人工呼吸急救，礦山救護(hù)隊(duì)必須配備一定數(shù)量的氧氣呼吸器、自動(dòng)蘇生器、氧氣充填泵、氧氣呼吸器校驗(yàn)儀、救護(hù)通訊器材、冰冷防熱服和尋人儀等儀器設(shè)備。1氧氣呼吸器氧氣呼吸器是與外界隔絕的個(gè)體防護(hù)裝置。國內(nèi)型號有AHG-、AHG-3、AHG-4和AHY-6等，其原理基本相同，有效使用時(shí)間為2h、3h和4h。AHG-4A型氧氣呼吸器，是帶壓縮氧氣儲備的隔絕再生式閉路循環(huán)呼吸保護(hù)器具，它由呼吸循環(huán)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)和輔助裝置組成。其構(gòu)造如圖所示。,礦山救護(hù),圖1AHG-4A型氧氣呼吸器1外殼；2手動(dòng)補(bǔ)給接頭；3氧氣瓶左緊帶；4氧氣瓶右緊帶；5開口銷；6氧氣瓶；7壓力表導(dǎo)管；8氧氣壓力表；9墊圈；10降溫器；11吸氣閥；12右頭帶；13保護(hù)片；14自動(dòng)排氣閥；15呼吸軟管組件；16口具組件(或全面罩)；17左頭帶；18輸氧管；19調(diào)節(jié)器；20聯(lián)調(diào)節(jié)器導(dǎo)管；21呼氣閥；22清凈罐；23清凈罐束緊帶；24呼吸袋；25分路器；26氧氣瓶開關(guān)；27聯(lián)氧氣瓶導(dǎo)管；28調(diào)節(jié)帶；29鉤環(huán)螺帽；30手動(dòng)補(bǔ)給按扭；31壓力表開關(guān)；32聯(lián)接螺絲；33保護(hù)管；34腰墊；35A型帶；36聯(lián)接鉤環(huán)；37腰帶；38哨子；39左肩帶；40螺釘；41墊圈；42扣環(huán)；43右肩帶。,礦山救護(hù),AHG-4A型氧氣呼吸器的呼吸聯(lián)接器具有口具和呼吸面罩兩種形式，見圖13-1-2和圖13-1-3。當(dāng)在悶熱的井巷里從事較重工作時(shí)，選用口具可使面部散熱良好。而選用面罩則具有可同時(shí)用口鼻呼吸、能說話、對面部有保護(hù)作用等優(yōu)點(diǎn)。,圖2口具1口具體；2扎緊繩和保護(hù)套；3口片；4頦托軟墊；5保護(hù)套,圖3呼吸面罩1頭帶；2帶扣；3手柄；4眼窗玻璃；5傳聲器；6呼吸管；7擦水器；8阻水罩,礦山救護(hù),2自動(dòng)蘇生器自動(dòng)蘇生器是一種自動(dòng)進(jìn)行正負(fù)壓人工呼吸的急救裝置，它適于搶救如胸部外傷、中毒、溺水、觸電等原因造成的呼吸抑制或窒息的傷員。我國救護(hù)隊(duì)現(xiàn)用的ASZ-30型自動(dòng)蘇生器的構(gòu)造和工作原理如圖4所示。,圖4自動(dòng)蘇生器工作原理示意圖1氧氣管；2氧氣瓶；3壓力表；4減壓閥；5配氣閥；6引射器；7吸引瓶；8自動(dòng)肺；9面罩；10儲氣囊；11呼吸閥；12、13、14開關(guān)；15逆止閥；16安全閥,礦山救護(hù),3氧氣充填泵4氧氣呼吸器校驗(yàn)儀5礦山救護(hù)通訊設(shè)備6冰冷防熱服7尋人儀,礦山救護(hù),一、發(fā)生事故時(shí)在場人員的行動(dòng)原則發(fā)生事故后，現(xiàn)場人員應(yīng)盡量了解和判斷事故的性質(zhì)、地點(diǎn)和災(zāi)害程度，迅速向礦調(diào)度室報(bào)告。同時(shí)應(yīng)根據(jù)災(zāi)情和現(xiàn)有條件，在保證安全的前提下，及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場搶救，制止災(zāi)害進(jìn)一步擴(kuò)大。在制止無效時(shí)，應(yīng)由在場的負(fù)責(zé)人或有經(jīng)驗(yàn)的老工人帶領(lǐng)，選擇安全路線迅速撤離危險(xiǎn)區(qū)域。二、礦工自救設(shè)施與設(shè)備（一）避難硐室避難硐室是供礦工遇到事故無法撤退而躲避待救的一種設(shè)施。（二）壓風(fēng)自救裝置壓風(fēng)自救裝置是利用礦井已裝備的壓風(fēng)系統(tǒng)，由管路、自救裝置、防護(hù)罩(急救袋)三部分組成。,礦山自救,（三）自救器自救器是一種體積小、攜帶輕便，使用時(shí)間較短的個(gè)體呼吸保護(hù)儀器。自救器分為過濾式和隔離式兩類，隔離式可分為化學(xué)氧和壓縮氧兩種.1.AZL-60型過濾式自救器用于礦井發(fā)生火災(zāi)或瓦斯爆炸時(shí)防止CO中毒的呼吸保護(hù)裝置，適用于周圍空氣中O2濃度不低于18%的條件下。當(dāng)CO濃度小于1.5%、環(huán)境溫度在50以下時(shí)，使用時(shí)間可達(dá)60min。該自救器的外形如圖5所示，過濾藥罐的結(jié)構(gòu)如圖6所示。,圖5自救器外形1上殼；2封口帶；3號碼牌；4下殼；5開啟搬手；6腰帶環(huán),礦山自救,圖13-2-2自救器濾毒罐結(jié)構(gòu)示意圖1鼻夾；2呼氣閥；3頭帶；4降溫網(wǎng)；5牙墊；6口具；7口水擋板；8吸氣閥；9濾塵層；10觸媒層；11隔熱紗帶；12干燥劑；13補(bǔ)償彈簧；14濾塵層；15減振墊,礦山自救,佩帶步驟：掀起保護(hù)罩，再用拇指掀起紅色的開啟搬手，拉斷封印條；撕掉封口帶，撥開外罐上部并扔掉；握住頭帶，把藥罐從外罐中拉出，并扔掉外罐下部；從口具上拉開鼻夾，把口具片塞進(jìn)牙齒與嘴唇之間，并咬住牙墊；用兩手輕輕拉開鼻夾墊，夾在鼻子上，并立即用口呼吸；取下礦帽，把頭帶套在頭頂上；戴上礦帽，撤離危險(xiǎn)區(qū)。2.AZH-40型化學(xué)氧自救器這種自救器為隔離式自救器，可用于礦井發(fā)生各種災(zāi)害情況下礦工的自救。該自救器有效作用時(shí)間為：步行速度5.5km/h或從事中等強(qiáng)度勞動(dòng)(196000Nm/h)時(shí)，不少于40min，靜坐條件下大于2h。3.自救器的選用原則對于流動(dòng)性較大，可能會遇到各種災(zāi)害威脅的人員應(yīng)選用隔離式自救器；在有煤