礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會

1、2012年度礦井通風(fēng)安全技師培訓(xùn)教案培訓(xùn)內(nèi)容：培訓(xùn)指導(dǎo)培訓(xùn)教師：新莊孜礦培訓(xùn)中心專職教師王樹友第一部分 技師知識要求第一章 礦井通風(fēng)安全基礎(chǔ)知識第一節(jié) 礦井空氣力學(xué)基礎(chǔ)1、學(xué)習(xí)礦井空氣力學(xué)的目的：為了保證礦井所需風(fēng)量，必須研究空氣流經(jīng)井巷時產(chǎn)生的通風(fēng)阻力以及克服通風(fēng)阻力所需的通風(fēng)動力。2、風(fēng)流的點壓力：測點的單位體積(1m3 )空氣所具有的壓能稱為點壓力。其特點是在井巷和通風(fēng)管道中流動空氣的點壓力，按其形成的特征，可分為靜壓和全壓二種。3、靜壓力：是空氣分子熱運動的動能轉(zhuǎn)化為機械能時所呈現(xiàn)出來的壓力。按照計算基準(zhǔn)不同，靜壓力可分 為絕對靜壓力和相對靜壓力。4、絕對靜壓力(P):以真空作為比較基

2、準(zhǔn)測量而得的管壓力叫絕對靜壓力5、相對靜壓力(h):以當(dāng)時與測點同標(biāo)高的當(dāng)?shù)卮髿鈮鹤鳛榛鶞?zhǔn)而測得的壓力6、 在礦井通風(fēng)中絕對靜壓、相對靜壓和大氣壓力(Pa)三者之間的關(guān)系可用下式表示：h=P Pa式中 h 風(fēng)道內(nèi)空氣相對靜壓力， PaPa與測點同標(biāo)高的A點的大氣壓，PaP 風(fēng)道內(nèi)測點風(fēng)流的大氣壓， Pa7 、幾種常見的壓力換算方式( mmH2O mmHg pakpa) 1 個大氣壓 =76 mmHg=1033.6 mmH2O=10139.6 pa=10.14 kpa 1 mmH2O=9.81 pa1 mmHg=133.416 pa 1 kpa=1000 pa 1 kpa=7.5 mmH g=1

3、02 mmH2O 1 mmHg =13.6mmH2O8、計算題 測得某回風(fēng)巷的溫度為20 C,相對濕度為90%,絕對靜壓為102500 pa，求該回風(fēng)巷空氣的密度和比體積。 某抽岀式通風(fēng)礦井測得風(fēng)硐斷面的風(fēng)量Q=40m3/s，風(fēng)硐凈斷面 S=5 m2，空氣密度 p=1.15kg/m3,風(fēng)硐外與其同標(biāo)高的大氣壓Po =101320 pa，主通風(fēng)機房內(nèi)靜壓水柱計的讀數(shù)h靜=2200 pa，礦井的自然風(fēng)壓H自=100 pa，自然風(fēng)壓的方向與主通風(fēng)機工作方向相反，試求p靜、h動、P全、h動，和礦井的通風(fēng)阻力 h 阻各為多大？解：p 靜=P o -h 靜=101320-2200=99120( pa)h

4、動=pv2/2=1.15x(40/5 ) 2=36.8 ( pa)P 全=p 靜一h 動=99120+36.8=99156.8( pa)h 阻=p 靜一h 動一H 自=2200 36.8 100=2063.2 ( pa) 某傾斜巷道測得 1、2兩斷面的絕對靜壓為98000 pa和97000 pa，平均風(fēng)速為4m/min和3m/min，空氣密度分別為1.14 kg/m3和1.12 kg/m3，兩斷面的標(biāo)高差為50 m，求1、2兩斷面間的通風(fēng)阻力并判斷風(fēng)流方向。礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會解：取標(biāo)高較低的 1斷面為位壓基準(zhǔn)面，并假設(shè)風(fēng)流方向為1- 2,根據(jù)能量方程：h 阻 12= (pl p2) +(

5、r1v1/2 r2v2/2)+(Z1r1g Z2R2g)=(98000 97000 ) + (1.14x4 x4/2 1.12 x3 x3/2 ) +0 50 x ( 1.14+1.12 ) /2 x9.8 =1000+9.12 5.04 553.7=450.38 pa因為求得的通風(fēng)阻力為正值，說明原假設(shè)的風(fēng)流方向是正確的，風(fēng)流方向為1-2,通風(fēng)阻力為450.38 pa 某礦井的風(fēng)量為 50 m3/s，阻力為1600 pa，試求風(fēng)阻和等積孔是多少。解: h 阻=RQ2 A=1.19Q / VhR= h 阻/Q29、集團(tuán)公司瓦斯治理項指標(biāo)指的是什么瓦斯抽采量5.2億m5,瓦斯抽采率66%瓦斯利用

6、量1.34億m。抽采鉆孔量551萬m,瓦斯治理巷道 71300m10、集團(tuán)公司對保護(hù)層工作面被保護(hù)層掘進(jìn)工作面的距離是如何規(guī)定的正在開采的保護(hù)層工作面超前于被保護(hù)層掘進(jìn)工作面的距離不得小于保護(hù)層與被保護(hù)層層間垂距的3倍，且不得小于100m11、采用預(yù)抽煤層瓦斯區(qū)域防突措施的，對瓦斯抽采率及殘余瓦斯壓力和殘余瓦斯含量是如何規(guī)定的采煤工作面瓦斯預(yù)抽率不得低于 30%掩護(hù)煤巷(含小結(jié)構(gòu)煤巷)掘進(jìn)工作面瓦斯預(yù)抽率不得低 于35%石門揭煤(含反揭煤)瓦斯預(yù)抽率不得低于45%采用殘余瓦斯壓力和殘余瓦斯含量指標(biāo)進(jìn)行效果檢驗，煤層殘余瓦斯壓力小于0.74MPa，且殘余瓦斯含量小于 8m/t o12、對采用條帶

7、預(yù)抽評價的掘進(jìn)工作面的預(yù)抽評價單元長度是如何規(guī)定的煤巷掘進(jìn)條帶預(yù)抽評價單元長度原則上不低于100m且?guī)r巷穿層鉆孔超前煤巷掘進(jìn)工作面不少于200m。斷層構(gòu)造帶必須采取鉆孔加密措施。13、集團(tuán)公司對抽采鉆孔的濃度是如何規(guī)定的？孔封嚴(yán)。穿層預(yù)抽消突鉆孔必須實行帶壓封孔，鉆孔合茬抽采時孔口瓦斯?jié)舛缺仨毚笥?0%煤層瓦斯含量在8m3/t及以上的合茬抽采 24小時內(nèi)孔口瓦斯?jié)舛缺仨毚笥?0%以上，否則鉆孔必須重新施工(或透孔)。(2)動壓(速壓)流動的空氣具有動能。單位體積空氣作定向流動時動能所顯現(xiàn)的壓力叫動壓。也叫速壓，常用p 2 h =2一 1它所呈現(xiàn)的動壓力為：h = p 22由此可見，動壓是單位體

8、積空氣具有的動能。動壓是流動空氣具有的壓力之一，其特點為：?動壓具有方向性。與流動方向垂直的作用面感受動壓最大，此即流動方向上的動壓真值，作用面偏離 垂直方向時其值將偏小，作用面與流線平行時，感受動壓為零，僅感受靜壓。(ii )動壓總是為正.(iii )若同一斷面上各點風(fēng)速不等，其動壓也不相同。(3)全壓風(fēng)道中任一點風(fēng)流，在其流動方向上同時存在著靜壓與動壓兩種壓力，兩者之和稱之為該點風(fēng)流的全壓。由于靜壓有絕對靜壓與相對靜壓之分，故全壓也有絕對與相對之別。(i )絕對全壓無論是壓入式通風(fēng)還是抽岀式通風(fēng)，任一點i風(fēng)流的絕對全壓總有：Pi p h式中 pi i點風(fēng)流的絕對全壓，Pa；p i點風(fēng)流的絕

9、對靜壓，Pa；h i點風(fēng)流的動壓，Pa。因h 0，故從上式中可知，任一點風(fēng)流的絕對全壓永遠(yuǎn)大于其絕對靜壓。(ii)相對全壓相對全壓用hi表示。風(fēng)道內(nèi)i點風(fēng)流的相對全壓有：hi Pi Pa式中：Pa 當(dāng)時與i點同標(biāo)高的大氣壓力，Pa。在壓入式通風(fēng)管道中，因Pipa，故任一點風(fēng)流的相對全壓為：hipipa0在抽岀式通風(fēng)的管道中任一點風(fēng)流的相對全壓(因PiPa ）為hiPipa0因此，任一點風(fēng)流的相對全壓也有正負(fù)之分，這上點與相對靜壓相似。測定相對全壓和動壓的布置如圖1-1a、b所示。1、2點風(fēng)點風(fēng)流的絕對全壓通過托管的全壓孔感受并經(jīng)其“ +”管腳和膠管傳送至壓差計(1 )、( 3 )右液面上，壓差

10、計的右側(cè)液面通大氣，則壓差計的液面差即是1、2點的相對全壓，其正負(fù)在水柱計液面上的反映與相對靜壓相似；(2)、( 4)壓差計測量的是 1、2兩點風(fēng)流的動壓，測定時要求皮托管的全壓孔軸線與流線平行(即迎風(fēng))，不能偏斜；否則，產(chǎn)生誤差，測定誤差隨偏斜角增大而增大。a圖i-i由上面公式和圖i-i我們可看岀，無論是壓入式還是抽岀式通風(fēng)，任一點風(fēng)流的相對全壓總是等于相對 靜壓與動壓的代數(shù)和。2、風(fēng)流的能量井巷同一斷面上各點的靜壓和動壓一般是不相等的，(1) 斷面的平均靜壓(能)在礦井通風(fēng)中，井巷斷面中心點的靜壓近似等于各點的平均值。(2) 斷面的平均動壓斷面上風(fēng)流的平均動壓一般采用斷面平均風(fēng)速計算，即：

11、nu 2 1 2hVm ( Vi )22 nt 1式中 h 斷面上風(fēng)流的平均動壓，Pa；Vm 斷面上平均風(fēng)速,Vi點i的風(fēng)速,N 測點數(shù)。(3) 斷面的全壓斷面上風(fēng)流的平均動壓與平均靜壓之和稱為斷面的全壓。(4)位能在垂直或傾斜井巷中，流動的空氣在每一個斷面上除具有靜壓能和動能之外，還具有位能。位能是相對 于某一基準(zhǔn)面而言的。位能具有下列特點: 位能是一種潛在的能量，不象靜壓能和動壓能那樣能用儀器直接測量，只能通過測定高差及空氣柱的 平均密度來計算； 位能是相對于選定基準(zhǔn)面而具有的能量，3、風(fēng)流點壓力測量儀器(1) 測定絕對靜壓的儀器礦井通風(fēng)中測定空氣絕對靜壓的儀器有水銀氣壓計，普通空盒氣壓計

12、和精密氣壓計(2) 測定壓力差和相對壓力的儀器在井巷中或風(fēng)筒中測定風(fēng)流兩點的壓力差或一點的相對壓力時，需使用各種測壓管和各類壓差計。礦井通風(fēng)中常用皮托管作為測壓管。皮托管尖端孔口與標(biāo)著(+)號的接頭相通，側(cè)壁小孔與標(biāo)著(-)號的接頭相通。將皮托管插入風(fēng)管，如圖1-1，使尖端孔口在某點與風(fēng)流正迎，側(cè)壁小孔則平行于風(fēng)流方向，Pi的作用外，還受該點動壓的作用，即只感受到某點的絕對靜壓Pi的作用，故稱為靜壓孔，孔口除了感受感受某點的全壓，因此也稱為全壓孔。壓差計是度量壓力差或相對壓力的儀器。在礦井通風(fēng)中測定較大的壓 差（幾百到幾千 Pa）時，常用U形管水柱計，測值較小或要求測定精度較高時，則用各種傾斜

13、壓差計或補償_式微壓計。二、風(fēng)流的流動狀態(tài)英國學(xué)者雷諾通過實驗發(fā)現(xiàn)，同一流體在同一管道中，因流速的不同，形成性質(zhì)不同的流動狀態(tài)。流 速很低時，在流動過程中，流體質(zhì)點互不混雜，沿著與管軸平行的方向作直線運動，層次分明，稱為層流或 滯流。在流速較大時，流體質(zhì)點的運動速度在大小和方向上都隨時發(fā)生變化，并且互相混雜，這種流動狀態(tài)稱為紊流和湍流。三、斷面風(fēng)速分布與風(fēng)速測量1、井巷斷面風(fēng)速分布，在層流邊層以外，從巷壁向巷道軸心方向，風(fēng)速逐漸增大。斷面上的風(fēng)速分布與巷道粗糙程度有關(guān)，通常巷道軸心附近風(fēng)速最大，2、井巷斷面風(fēng)速測量公式是Q=v S可知，只要測量巷道斷面上各點風(fēng)速的平均值，就可算得風(fēng)量。風(fēng)表按迎

14、風(fēng)轉(zhuǎn)動部件的形式大致分為杯式和翼式兩種。根據(jù)指針讀數(shù)和測風(fēng)時間，算得風(fēng)表指示風(fēng)速 va再按風(fēng)表的校正曲線查得真實風(fēng)速Vj，即為斷面上該點的風(fēng)速。圖1-3為某翼式風(fēng)表校正曲線，1部分為非線性區(qū)，2部分為線性區(qū)。在線性區(qū)vi與Va的關(guān)系可用下式表示：via bU a m/s式中a、b常數(shù)，取決于風(fēng)表轉(zhuǎn)動部件慣性和摩擦力。圖1-3風(fēng)表校正曲線用風(fēng)表測巷道斷面的平均風(fēng)速時，應(yīng)將風(fēng)表正迎風(fēng)流，并在斷面按一定路線均勻地移動。風(fēng)表移動的路 線可按圖1-4所示的幾種形式，根據(jù)巷道斷面的大小和測風(fēng)時間的長短選用圖1-4 測風(fēng)路線我國煤礦測風(fēng)員通常用側(cè)身法測風(fēng)。測風(fēng)員背向巷壁，手持風(fēng)表在斷面上按一定路線均勻移動。

15、由于人 體占據(jù)了部分巷道斷面，流經(jīng)風(fēng)表的風(fēng)速將稍有增大。因此需根據(jù)斷面大小進(jìn)行校正，才能得到巷道斷面的 實際風(fēng)速V,通常采用下列斷面校正算式：s Sbvvi m/ss式中Vi 按風(fēng)表校正曲線校正后的風(fēng)速m/s；S巷道斷面，m；S b 測風(fēng)員占據(jù)巷道的近似面積，通常取0.30.4m2。第二節(jié)礦井通阻力在礦井通風(fēng)中，常把通風(fēng)阻力分為摩擦阻力，局部阻力和正面阻力等三種。一般情況下，在整個礦井的 通風(fēng)總阻力中，摩擦阻力占主要比重。井下絕大多數(shù)的風(fēng)流處于完全紊流的運動狀態(tài)，故下面以敘述完全紊 流狀態(tài)下的摩擦阻力為主。1、摩擦阻力及一般公式現(xiàn)以圖1-5為例，風(fēng)流在拱形巷道1-2段中向上流動，沿途各斷面積相

16、等，即S=S=Sm;各斷面上的空氣重率相等，即12kg/m3；各斷面上的平均風(fēng)速相等，即v1 v2 vm/秒，各斷面上的風(fēng)速分布相同，而且始終沿著巷道軸線方向流動。根據(jù)我們所知的能量變化方程，知1到2兩斷面間風(fēng)流的能量損失（在數(shù)值上和摩擦阻力h摩相等）為:h 摩=(P1+Z1v2 22Z2 2 計E9.8m/s2圖1-5摩擦風(fēng)阻的度量單位比較復(fù)雜，為了便于應(yīng)用，人們用1個“千繆”來代表1 個“ kg s2 ” m3式中 P 1、P 斷面1和2上風(fēng)流的絕對靜壓或壓強，kg/m2；乙、Z2斷面1和2的中心點對基準(zhǔn)線的垂直高度；m g重力加速度，等于2、紊流狀態(tài)下摩擦阻力的具體公式即1千繆=1公斤秒

17、2這個“千繆（符號是 k ）”就是度量摩擦風(fēng)阻的大單位，因為用這個大單位計算出來的數(shù)值比較小, 故又把1個“千繆分為 1千個”繆“，即 1千繆=1000繆這個“繆（符號是）”就是常用的度一摩擦風(fēng)阻的小單位。3、摩擦阻力的計算方法第三節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其分析基礎(chǔ)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是通風(fēng)路線，通風(fēng)動力和控制風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物的總稱。響。1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件按進(jìn)風(fēng)回風(fēng)井在井田的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)分為中央式、對角式、分區(qū)及其混合式幾種（1）中央式。按進(jìn)、回風(fēng)井沿傾斜方向相對位置的不同，它又可分為以下兩種： 中央并列式（圖 1-7）圖1-7中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)另一種形式如圖1-8所示，回風(fēng)井只開鑿到回

18、風(fēng)水平，從而避免了運輸繁忙的生產(chǎn)水平井底車場向回風(fēng)井的漏風(fēng)。 中央邊界式（圖1-9），圖1-8圖1-9中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)（2）對角式 進(jìn)、回風(fēng)井分別位于井田的兩翼稱為單對角式；進(jìn)風(fēng)井位于井田中央，回風(fēng)井設(shè)在兩翼,稱為兩翼對角式（圖1-10）圖1-10 兩翼對角式通風(fēng)系統(tǒng)（3）分工式（或稱分區(qū)對角式）開采井田的淺部時，在各采區(qū)開一不深的分區(qū)對角式）開采井田的淺部時，在各采區(qū)開一不深的小回風(fēng)井，就可不必做沿走向的總回風(fēng)道，進(jìn)風(fēng)井則通常位于井田走向的中央（圖1-11 ）。在開采轉(zhuǎn)入深部后，往往轉(zhuǎn)變成兩翼對角式。（4）混合式由上述幾種方式混合組成。例如中央分列與兩翼對角混合式，中央并列與兩翼對角混合式

19、等等。其特點是進(jìn)、出風(fēng)井的數(shù)量較多，通風(fēng)能力大，布置較靈活，適應(yīng)井田范圍大，地質(zhì)和地表地形復(fù) 雜，或產(chǎn)量大，瓦斯涌岀量大的礦井?；茨闲碌V區(qū)大多煤層埋芷深，溫度高、瓦斯涌岀量大、產(chǎn)量和風(fēng)量大，其系統(tǒng)大多采用中央并列（風(fēng)井 只開鑿到回風(fēng)水平）與兩翼對角混合式?；茨蠌埣V、顧橋礦、丁集礦均為中央并列式，謝李公司一井、孔李公司一井為斜井中央并列式。巷道在 相互關(guān) 統(tǒng)網(wǎng)路 系統(tǒng)圖 分合連以位不是唯2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路及網(wǎng)路中風(fēng)流基本規(guī)律 礦井實際的通風(fēng)系統(tǒng)一般具有比較復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)，繁多的縱橫交錯的 平面或立面上投影后，所形成的通風(fēng)系統(tǒng)圖上有些地區(qū)上下巷道是重疊的， 系不易一目了然，將通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路化表示

20、，可以克服這一缺點。所謂通風(fēng)系 化即是不考慮巷道的實際位置，長度及其斷面大小等實際幾何要素，將通風(fēng) 抽象成點與線集合的網(wǎng)狀線路示意圖，用來表示系統(tǒng)內(nèi)的通風(fēng)動力，各路線 接關(guān)系以及風(fēng)量分配等內(nèi)容，此即是礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)路圖。通風(fēng)網(wǎng)路網(wǎng)屬于圖論范疇，圖中點的位置和邊的形狀不是唯一的，點可 移，邊可以伸縮，曲直翻轉(zhuǎn)，即圖可以變形。因此，通風(fēng)網(wǎng)路圖的幾何形狀 一的。1-12（1）通風(fēng)網(wǎng)路圖中的術(shù)語 網(wǎng)路圖中常用的術(shù)語有以下幾種： 分支：在網(wǎng)路圖中，表示風(fēng)流路線的線段稱之為分支，也叫邊、風(fēng)道、圖風(fēng)路，如圖1-12中所示的a、b、c、d等。節(jié)點。分支與分支的交點稱之為節(jié)點，如圖1-12中所示的2、3、47等

21、。通常把風(fēng)路與大氣相交的點1-12中的2節(jié)點是a分支的始節(jié)點也設(shè)為節(jié)點，如圖1-12中所示的1點。對于每一分支來說，都與兩個節(jié)點相連，其中風(fēng)流流入分支的節(jié)點叫該分的始節(jié)點，流岀分支的節(jié)點叫分支的末（終）節(jié)點。例如，圖回路。由兩條以上分支組成（分支不重合，只有一個節(jié)點重合）的閉合風(fēng)路稱之為回路，亦可叫網(wǎng)孔。如圖 1-12 中所示的 2-3-4-5-2，3-6-7-5-4-3，1-2-3-6-7-1 等都是回路。通路（流線）。從進(jìn)風(fēng)井口（節(jié)點）起，經(jīng)過用風(fēng)地點，流至岀風(fēng)井口上，風(fēng)流的任一流動路線叫網(wǎng)路圖中的一個通路式流線。圖1-12 中的 1-2-3-6-7-1，1-2-3-4-6-7-1，1-2

22、-3-4-5-7-1，1-2-5-7-1 等都是通路。一個圖中有幾個用風(fēng)地點（包括采區(qū)和礦井主要進(jìn)回風(fēng)道間的漏風(fēng)風(fēng)路），便有幾條通路。通路具有包括主扇、只包括一個用風(fēng)地點（不包括串聯(lián)的用風(fēng)地點，以下相同）、只與大氣構(gòu)成回路的特點。（2）簡單串聯(lián)與并聯(lián)風(fēng)路的特性 簡單串聯(lián)風(fēng)路。由若干條首尾相接，中間無分岔的風(fēng)路組成的網(wǎng)路稱之為簡單串聯(lián)網(wǎng)路，圖1-13a中所示的0-1、1-2、2-3、3-4、4-5風(fēng)路組成的網(wǎng)路即為簡單串聯(lián)網(wǎng)路（風(fēng)門不漏風(fēng)）若風(fēng)路中間有分岔，兩 相鄰分支上的風(fēng)量不等，則不是簡單串聯(lián)網(wǎng)路。在圖1-13b中，若Q1-2與Q2-3不等，則1-2、2-3不是簡單串聯(lián)網(wǎng)路。礦井通風(fēng)安全技師

23、應(yīng)知應(yīng)會 串聯(lián)風(fēng)路有如下特點：?空氣密度不變時，各分支上的風(fēng)量（體積）相等，即Q=Q=Q=Q 串聯(lián)風(fēng)路上的總阻力hRS等于其間的各分支阻力的之和，即hRS=hRl+h R2+hR3+ +hRn簡單串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻R等于其間的各分支風(fēng)阻之和，即：Rs=Ri+R2+Rn 簡單并聯(lián)網(wǎng)路。圖 1-14簡單并聯(lián)網(wǎng)路有如下特點：?網(wǎng)路的總風(fēng)量等于各分支風(fēng)量之和，即:Qs=Q+Q+ +Q（ii）如果網(wǎng)孔中不存在壓源（如自然風(fēng)壓），則并聯(lián)網(wǎng)路總阻力 hRs與各分支的阻力相等，即:HkS=hR1=hR2= =hRn如果網(wǎng)孔中存在壓源（自然風(fēng)壓），則并聯(lián)式不成立。這時網(wǎng)孔內(nèi)的壓力和阻力關(guān)系符合網(wǎng)孔風(fēng)壓平衡定律。如

24、圖1-14d，因a、b兩分支組成的網(wǎng)孔中存在自然風(fēng)壓Hn，貝 0 hRa 工 hsbRi的倒數(shù)的平方根之和。即:1111RsRi一 R2Rn據(jù)此，各分支分配的風(fēng)量可按下式計算：（iii）并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻R的倒數(shù)的平方根等于各分支風(fēng)阻Qi圖 1-16角聯(lián)巷道的優(yōu)點和缺點第四節(jié)采區(qū)通風(fēng)一、對采區(qū)通風(fēng)的一般要求采區(qū)應(yīng)該有足夠的風(fēng)量，并適當(dāng)?shù)姆峙涞礁鱾€采、掘工作面去。為了實現(xiàn)這一要求，采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)該 具有下列特點：（1）無益漏風(fēng)??；（2）通風(fēng)構(gòu)筑物數(shù)量較少，安設(shè)得當(dāng)，質(zhì)量好；（3）入風(fēng)污染??；（4）工作面串聯(lián)少；（5）并聯(lián)風(fēng)道多；（6）采區(qū)總風(fēng)阻較小，可靠性高；（7）有檢查和控制風(fēng)流參數(shù)的裝置；（8

25、）符合規(guī)程要求。規(guī)程對于采區(qū)通風(fēng)有下列規(guī)定：（1）每一個生產(chǎn)水平和采區(qū)，都須布置單獨的回風(fēng)道實行分區(qū)通風(fēng)。準(zhǔn)備采區(qū)時，必須在采區(qū)內(nèi)構(gòu)成通風(fēng)系統(tǒng)以后，方可開掘其它巷道，回采工作面必須在構(gòu)成全風(fēng)壓通風(fēng) 系統(tǒng)以后，方可回采。每個上、下山采區(qū)，均至少須配置一條專門的回風(fēng)道采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)道之長必須貫穿整個采區(qū)長度或高度。嚴(yán)禁將一條上、下山分為兩段，一段作進(jìn)風(fēng)道，另一段作回風(fēng)道。（2）回采和掘進(jìn)工作面都應(yīng)獨立通風(fēng)，有特殊困難必須串聯(lián)通風(fēng)時應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。（3）煤層傾角大于120的回采工作面采用下行通風(fēng)時，報礦總工程師批準(zhǔn)，必須遵守下列規(guī)定：（i ）回采工作面風(fēng)速不得低于1m/s ;進(jìn)、回風(fēng)道中必須設(shè)置消防供

26、水管路；（ii）機電設(shè)備設(shè)在回風(fēng)道時，回風(fēng)道風(fēng)流中沼氣濃度不得超過1%,并應(yīng)裝有沼氣自動檢測報警斷電裝置。有突岀危險的、傾角大于 120的煤層，回采工作面嚴(yán)禁采用下行通風(fēng)。（4）掘進(jìn)和回采工作面的進(jìn)回風(fēng)，都不得經(jīng)過采空區(qū)或冒落區(qū)。無煤柱開采時，沿空送巷和沿空留巷的兩幫和頂部，應(yīng)做好防止向采空區(qū)漏風(fēng)的工作。（5）采空區(qū)須及時封閉。隨著回采工作面的推進(jìn)，通至采空區(qū)的風(fēng)眼須逐一封閉。采區(qū)結(jié)束后，至少 不超過一個月，必須設(shè)密閉全部封閉采區(qū)。（6） 機電硐室須設(shè)在進(jìn)風(fēng)流中。硐室深度不超過6m,入口寬度不小于 1.5m者，可設(shè)在可用擴(kuò)散通風(fēng)。（7）改變采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)報礦總工程師批準(zhǔn)。掘進(jìn)巷道與其巷道貫

27、通前，通風(fēng)部門必須預(yù)先做好 調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)的準(zhǔn)備工作，貫通后須立即調(diào)整系統(tǒng)，防止瓦斯積聚，待風(fēng)流穩(wěn)定后，才可恢復(fù)工作。（8） 采掘工作面氣溫不得超過260C，機電硐室不得超過 3O0。二、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)既是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本組成單元，它包括通風(fēng)網(wǎng)路、通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物，以及通風(fēng)_參數(shù)的檢查和自控裝置等部分。1、需要風(fēng)量的計算方法：按每人4m3/min 按一次爆炸所需 25 m3/kg,按稀釋瓦斯所需風(fēng)量，按創(chuàng)造良好氣候條件所需風(fēng)量，四 者取最大值算。在繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖時，一般是在采掘系統(tǒng)圖上標(biāo)以風(fēng)向、風(fēng)量和主要通風(fēng)構(gòu)筑物及通風(fēng)設(shè)備。未熄滅的火區(qū)一一采空區(qū)及其主要漏風(fēng)通道，或涌岀大量沼氣

28、（或其它有害氣體）的地點則應(yīng)標(biāo)岀，以 便在管理中不致疏忽。?進(jìn)回風(fēng)上山的選擇；（ii）采用上行風(fēng)或下行風(fēng)；（iii） 工作面通風(fēng)系統(tǒng)的型式（U型、Z型、丫型、H型、W型）；（iv ）采用中央上山還是邊界上山。 用下行風(fēng)稀釋和排除沼氣，與上行風(fēng)相比，有以下幾個特點： 下行風(fēng)時采面沼氣涌岀量較小，在相同條件下比上行風(fēng)時降低約25%這時采空區(qū)涌岀的沼氣有較大的份量涌向漏風(fēng)匯； 采面隅角沼氣積聚的可能性較小。因為上行風(fēng)時采空區(qū)涌岀的沼氣大部分從上隅角涌岀，而且浮力 作用不易和空氣混合，故上隅角常積聚超限。 下行風(fēng)時風(fēng)向與沼氣浮力方向相反，其混合作用較強。 在相同條件下，下行風(fēng)時沼氣層狀積聚之長度及濃度

29、均比上行風(fēng)時小，吹散沼氣層所需風(fēng)速較低。（3）長壁工作面通風(fēng)系統(tǒng)的類型和特點長壁工作面按其進(jìn)回風(fēng)巷道的數(shù)量及位置，其通風(fēng)系統(tǒng)可分以下幾類：? 一進(jìn)一回系統(tǒng)；（ii）兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回系統(tǒng)；（iii）兩進(jìn)兩回或三進(jìn)一回系統(tǒng)。而且按工作面推進(jìn)方向有前進(jìn)式與后退式之分。 一進(jìn)一回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（U型、Z型），如圖1-18所示，這時可以有 U型后退（a）、U型前進(jìn)（b）、Z型后退（C）、Z型前進(jìn)（d）四種情況。其中 U型后退式在我國普遍使用，其優(yōu)點是簡單可靠、漏風(fēng)小，缺 點是上隅角沼氣易超限。要加強沼氣檢測，使用風(fēng)簾或其它通風(fēng)設(shè)備防止沼氣積聚超限。圖1-17 運輸機上山進(jìn)風(fēng)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)1 運輸入風(fēng)大

30、巷；2入風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷；3運輸機上山；4運輸順槽；5 軌道上山；6采區(qū)變電所；7絞車 房；8回風(fēng)巷；9 回風(fēng)石門；10 總回風(fēng)道。 兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)（丫型、W型、雙Z型）圖1-19所示的丫型系統(tǒng)，圖1-20所示為后退式 W型系統(tǒng),4圖1-18 一進(jìn)一回的工作面通風(fēng)系統(tǒng)1 進(jìn)風(fēng)巷；2 回風(fēng)巷圖1-19 Y型通風(fēng)系統(tǒng)1 進(jìn)風(fēng)風(fēng)流；2 摻新風(fēng)流1圖1-20 W 型后退式通風(fēng)系統(tǒng)下部進(jìn)風(fēng)平巷；2中部進(jìn)風(fēng)巷;3回風(fēng)平巷。（Q ）礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會 圖1-22 雙Z型通風(fēng)系統(tǒng)圖1-22為雙Z型系統(tǒng)， 兩進(jìn)兩回或三進(jìn)一回的H型系統(tǒng)如圖1-23所示為H型系統(tǒng)，-3圖1-23 H 型工作面通風(fēng)

31、系統(tǒng)4、通風(fēng)構(gòu)筑物通風(fēng)構(gòu)筑物按其作用不同可分為以下三類： 用于隔斷風(fēng)流的構(gòu)筑物，如井口密閉門，風(fēng)門、風(fēng)墻等。對于這類構(gòu)筑物，要求結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、堅固、漏 風(fēng)??； 用于通過風(fēng)流的構(gòu)筑物，如扇風(fēng)機風(fēng)峒、反風(fēng)設(shè)施、風(fēng)橋等，要求其風(fēng)阻小，漏風(fēng)少； 調(diào)節(jié)風(fēng)窗，用于調(diào)節(jié)和控制通過的風(fēng)量。（1）風(fēng)門在有人、車通行，但需隔斷風(fēng)流的巷道中，必須安設(shè)風(fēng)門。風(fēng)門和風(fēng)墻在通風(fēng)構(gòu)筑物中占的數(shù)量最多。 風(fēng)門按其啟閉原理的不同，分為普通風(fēng)門和自動風(fēng)門。普通風(fēng)門用人力啟閉，一般是木質(zhì)單扇門；自動風(fēng)門 用各種用動力啟閉，車輛頻繁的巷道應(yīng)安設(shè)自動風(fēng)門。自動風(fēng)門又分撞桿式、氣動式、電動式等。氣動和電 動風(fēng)門的控制方法又分光電控制，、超聲

32、波控制等。不論何種控制方式均應(yīng)耐用，并保證風(fēng)門啟閉靈活可靠。為防止漏風(fēng)，設(shè)置風(fēng)門時應(yīng)注意下列事項： 安設(shè)風(fēng)門地點的選擇，要求前后5m內(nèi)支架完好，無空幫空頂。設(shè)風(fēng)門。 門垛四周均要掏槽，槽深在煤中宜不小于300mm在巖石中不小于 200mm門垛厚度不小450mm門垛上的電、電纜和管道孔要堵緊。如有水溝，要在水溝中設(shè)小門。木門板厚不小30mm門板要錯口接縫。 風(fēng)門應(yīng)迎風(fēng)開啟，才不致被風(fēng)吹開，風(fēng)壓能使門扇與門框緊密貼合。門扇與門框接觸處應(yīng)做成沿，并設(shè)襯墊。門軸與門框要向關(guān)門方向傾斜80-85度，使風(fēng)門自重有利于關(guān)門和增加氣密性。門框下部設(shè)門坎，過車處留出軌道槽縫，并在門扇下緣設(shè)檔風(fēng)簾。 風(fēng)門要求設(shè)兩

33、道以上，在有機車運輸?shù)牡胤剑瑑傻里L(fēng)門間距離應(yīng)大于一列車長度，以防止過車時兩門 同時打開而風(fēng)流短路。兩側(cè)壓差大的主要風(fēng)門應(yīng)安設(shè)三道以上，以減少漏風(fēng)。 為了在礦井反風(fēng)時的需要，風(fēng)流不致短路，主要風(fēng)路的風(fēng)門應(yīng)加設(shè)一道反向風(fēng)門，正常時開啟反風(fēng)時 才關(guān)閉。（2）風(fēng)墻（密閉墻）設(shè)置在需要隔斷風(fēng)流，也不需通車行人的巷道中，墻內(nèi)外5m應(yīng)支架良好，密閉內(nèi)無積煤（以防自燃）回周掏槽，墻與槽接縫處要填實。因密閉附近可能積聚有害氣體，為防止事故，應(yīng)在墻外設(shè)置柵欄和警標(biāo)。 密閉的結(jié)構(gòu)隨服務(wù)年限的不同而分為兩類： 臨時風(fēng)墻，常用木板、木段等修筑，并用黃泥、石灰抹面，四周槽深在煤中不小于500mm在巖石中不小于300mm

34、永久風(fēng)墻，常用料石、磚、水泥等不燃性材料修筑。墻厚不小于450-1000mm,無裂縫。當(dāng)被密閉的巷道中有涌水要放岀時，放岀管岀口處制成U型，以利用水封防止漏風(fēng)。四周在煤中槽深應(yīng)不小于1m,在巖石中不小于0.5m。進(jìn)岀風(fēng)井間和主要進(jìn)、回風(fēng)道間的聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久風(fēng)墻。工作面及采區(qū)采完后應(yīng)修筑永久風(fēng)墻，予以圭寸閉。四、漏風(fēng)及其控制送到各作業(yè)地點，清洗煙塵，起到通風(fēng)作用的風(fēng)流，稱為有效風(fēng)流。反之，未經(jīng)過作業(yè)地點，而通過通 風(fēng)構(gòu)筑物的縫隙，煤柱裂隙，采空區(qū)或地表塌陷區(qū)等直接滲透到回風(fēng)道或地面的風(fēng)流統(tǒng)稱漏風(fēng)。漏風(fēng)使工作面有效風(fēng)量減少，氣候和衛(wèi)生條件惡化，增加風(fēng)機的無益電耗，并可導(dǎo)致煤炭自燃。減少漏

35、風(fēng)，提高有效風(fēng)量是通風(fēng)管理部門的基本任務(wù)。（1）漏風(fēng)的分類礦井漏風(fēng)按地點可分為： 外部漏風(fēng)（或稱井口漏風(fēng)）是指地表附近如箕斗井井口，地面主扇附近的井口，防爆蓋、反風(fēng)門、調(diào) 節(jié)閘門等處的漏風(fēng)。 內(nèi)部漏風(fēng)（或稱井下漏風(fēng)）是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的漏風(fēng)，采空區(qū)以及碎裂的煤柱等的漏風(fēng)。（3）衡量礦井漏風(fēng)程度的參數(shù)衡量漏風(fēng)程度的參數(shù)，是衡量通風(fēng)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，這方面的參數(shù)主要有： 礦井內(nèi)部有效風(fēng)量率Pef是獨立通風(fēng)的各采掘峒室和其它用風(fēng)地點有效風(fēng)量之總和Qef（ m/s ）與Qef礦井總進(jìn)風(fēng)量 Qi（ m3/s）的百分比，即：Pef100%Qi礦井內(nèi)部有效風(fēng)量率 Pef是反映礦井總進(jìn)風(fēng)量的利用率，

36、一般要求Pef不低于80% 礦井外部漏風(fēng)率Plo它是礦井主扇設(shè)備及井口密閉裝置總漏風(fēng)量Qo與扇風(fēng)機工作風(fēng)量之比，因Qo=Q-Qo，故Q f QoP_O X 100%Qf式中Qo礦井總回風(fēng)量。無提升設(shè)備的風(fēng)井，其PLo值應(yīng)不大于15% 礦井內(nèi)部漏風(fēng)率 PLi發(fā)生在井下通風(fēng)構(gòu)筑物，采空區(qū)等地點的漏風(fēng)稱礦井內(nèi)部漏風(fēng)，礦井內(nèi)部漏風(fēng)量Qi與主扇工作風(fēng)量 Qfi比稱為礦井內(nèi)部漏風(fēng)率P-i，即：小亞100%Qf式中 Q Li Qo Qrf（4）控制漏風(fēng)，提高有效風(fēng)量漏風(fēng)風(fēng)量與漏風(fēng)通道兩端的壓差成正比和漏風(fēng)風(fēng)阻的大小成反比。對于地面主扇附近的巷道一風(fēng)硐，反 風(fēng)道及附近的風(fēng)門，其壓差較大，應(yīng)對氣密性特別注意，以

37、減少漏風(fēng)，對于其余巷道，采空區(qū)及構(gòu)筑物則應(yīng) 從下面幾個方面防止漏風(fēng)。礦井主要進(jìn)、回風(fēng)井間的壓差很大，在布置上要盡可能地拉開距離， 礦井或一翼（或分區(qū)）的進(jìn)、回風(fēng)平巷的間距不宜過小，其間的巖柱或煤柱保持足夠的尺寸，不致被壓裂而漏風(fēng)；進(jìn)、回風(fēng)平巷間必需保留的少量聯(lián)絡(luò)巷道中，必須設(shè)置兩道以上的高質(zhì)量的風(fēng)門及兩道反風(fēng)門。采區(qū)的進(jìn)回風(fēng)平巷的布置也應(yīng)遵循上述的原則和要求。 服務(wù)年限長的重要進(jìn)、回風(fēng)巷道應(yīng)布置在巖石中，并在采動影響范圍之外，如布置在煤層中受采動影礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會 響，煤柱易產(chǎn)生裂隙，而漏風(fēng)。 要正確選擇通風(fēng)構(gòu)筑物的安設(shè)位置。 采空區(qū)注漿、灑漿、灑水等，可提高其壓實程度，減少漏風(fēng)。 盡

38、可能地降低主要風(fēng)路的阻力，可降低與之并聯(lián)的漏風(fēng)通道兩端的壓差，從而降低漏風(fēng)風(fēng)量。 在利用箕斗井回風(fēng)時，箕斗井底煤倉必須留有足夠的煤量，防止大量漏風(fēng)，為此應(yīng)設(shè)置有效的煤位位置測控制裝置；井塔及井上、下的裝卸處均必須有完善的密封措施，使其漏風(fēng)率低，不超過15%。 采空區(qū)必須及時封閉。不用的風(fēng)眼必須隨著采掘工作面的推進(jìn)及時封閉，各種風(fēng)門、風(fēng)橋和密閉必須 規(guī)范化，系列化，保證構(gòu)筑質(zhì)量。地表附近的小煤窯和古窯必須查明，標(biāo)在巷道圖上，有關(guān)的通道必須修筑 可靠的密閉，必要時，要填砂，填土或注漿。有關(guān)的裂隙也必須堵填或注漿，嚴(yán)防漏風(fēng)，漏水而引起重大事 故。第五節(jié) 礦井熱害及降溫技術(shù)一、礦井主要熱源地面空氣進(jìn)入

39、礦井后，沿程的溫、濕度不斷變化。影響礦井氣溫的主要因素為：（1）地表入風(fēng)的狀態(tài)參數(shù)（溫度、濕度和氣壓） ；（ 2）井下風(fēng)流位能變化引起的壓縮或膨脹； （3）圍巖與風(fēng)流間的熱交換； （4）機 電設(shè)備的散熱； （5）其它熱源，如煤和其它有機質(zhì)氧化發(fā)熱、人體散、散濕、地下水散熱等。二、礦井降溫措施（一）通風(fēng)降溫1、選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)，縮短工作面的入風(fēng)流程2、加大風(fēng)速和風(fēng)量3、在條件適宜的工作面采用下行風(fēng)4、 對采空區(qū)產(chǎn)熱量大的回采面采用兩進(jìn)一回的“Y”型通風(fēng)（二）減少熱源（三）選擇適宜的開采順序（四）礦井制冷設(shè)備降溫 礦井空調(diào)系統(tǒng)按其各子系統(tǒng)的分布狀況可分為六種基本類型：1、全部放在地面，冷卻礦井入

40、風(fēng)，稱為地面集中式2、制冷機和排熱系統(tǒng)在地面，空冷器在井下3、制冷機和空冷器在井下，排熱系統(tǒng)在地面4、在井下排除冷凝熱的系統(tǒng)5、混合式制冷空調(diào)系統(tǒng) 同時采用以上兩種以上制冷系統(tǒng)。6、礦用移動式空調(diào)機組礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會第二章 礦井瓦斯基礎(chǔ)知識第一節(jié) 礦井瓦斯的賦存與含量1 、礦井瓦斯的概念與性質(zhì) 甲烷是無色、無味、無嗅、可以燃燒或爆炸的氣體。它對人呼吸的影響同氮相似，可使人窒息，擴(kuò)散速 度是空氣的 1.34 倍，它會很快地擴(kuò)散到巷道空間。甲烷的密度為0.716kg/m 3（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下） ，為空氣密度的0.554 倍。在自然條件下，由于烷在空氣中表現(xiàn)強擴(kuò)散性，所以它一經(jīng)與空氣均勻混合，就不

41、會因其比重較 空氣輕而上浮、聚積，所以當(dāng)無瓦斯涌出時，巷道斷面內(nèi)甲烷的濃度是均勻分布的，當(dāng)有瓦斯涌出時，甲烷 濃度則呈不均勻分布。在有瓦斯涌出的側(cè)壁附近甲烷的濃度高，有時見到在巷道頂板、冒落區(qū)頂板附近積存 瓦斯，這并不是由于甲烷的密度比空氣小，而是說明這里的頂板附近有瓦斯（源）在涌出。甲烷的化學(xué)性質(zhì) 不活潑。微溶于水。2、煤層瓦斯的賦存 煤層瓦斯沿垂向一般可分為兩個帶：瓦斯風(fēng)化帶與甲烷帶。3、煤層瓦斯含量（1）瓦斯在煤層內(nèi)存在的狀態(tài) 游離瓦斯，吸附瓦斯。（2）煤的瓦斯含量 煤的瓦斯含量是指單位重量或體積的煤中含有的瓦斯量，以m3/m3 或 m3/t 表示。其直接測定方法見后面介紹以下介紹（間接

42、測定）計算法。4、影響煤層瓦斯含量的主要因素 影響煤層瓦斯含量的主要因素分述如下：（1）煤層埋藏深度（2）煤層和圍巖的透氣性（3）煤層傾角（4）煤層露頭（5）地質(zhì)構(gòu)造 褶曲構(gòu)造斷裂構(gòu)造 斷層對煤層瓦斯含量的影響比較復(fù)雜，一方面要看斷層（帶）的封閉性；另一方面還要看與煤層接觸 的對盤巖層的透氣性。開放性斷層不論其與地表是否直接相通，都會引起斷層附近的煤層瓦斯含量降低，當(dāng) 與煤層接觸的對盤巖層透氣性大時，瓦斯含量降低的幅度更大（如圖1-11a、b）o封閉性斷層而且與煤層接觸的對盤巖層透氣性低時，可以阻止煤層瓦斯的排放，在這種條件下，煤層具有較高的瓦斯含量。如果斷層 規(guī)模很大，斷距很長時，一般與煤層

43、接觸的對盤巖層屬致密不透氣的概率會減少，所以大斷層往往會岀現(xiàn)一定寬度的瓦斯排放帶，在這個帶內(nèi)瓦斯含量降低，（見圖2-3c、d）o由于斷層集中應(yīng)力帶的影響，距斷層一定距離的巖層與煤層的透氣性因受擠壓而降低，故出現(xiàn)瓦斯含量增高區(qū)（見圖2-3 ）。圖2-3d 表示煤層被二條封閉性逆斷層分割成三個段塊時瓦斯含量分布的情況，段塊 I 煤層有露頭直通地面， 下方無深部瓦斯補給，煤層的瓦斯含量低；段塊H上下被封閉性斷層圈閉，其上方流失瓦斯不多，下方無深部 瓦斯補給，所以煤層的瓦斯含量較I高；段塊皿，上部被斷層封閉，下部有深部瓦斯補給，和其它段塊同一標(biāo)高處的瓦斯含量相比，它最大。（ 6）煤化程度煤是天然吸附體

44、，煤層的煤化程度越高，其存貯瓦斯的能力越強。（ 7）地層的地質(zhì)史（ 8 ）水文地質(zhì)條件礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會4、瓦斯涌出量及其主要影響因素(1)瓦斯涌岀量概念瓦斯涌岀量定義瓦斯涌岀量是指在礦井建設(shè)和生產(chǎn)過程中從煤與巖石內(nèi)涌岀的瓦斯量。其表達(dá)方法有兩種：絕對瓦斯涌 岀量一一系指在單位時間內(nèi)涌岀的瓦斯量，單位為m/min或m3/d ;相對(噸煤)瓦斯涌岀量一一系指平均日產(chǎn)一噸煤同期所涌岀的瓦斯量，單位是(m/d)/(t/d)即m/t ,兩者的關(guān)系是：qCH4QcH 4A式中 qCH 4相對瓦斯(CH)涌岀量，m/t ；A 日產(chǎn)煤量，t/d ;Q CH4 絕對瓦斯涌岀量，m/d。 瓦斯涌岀形式瓦斯

45、涌岀形式系指瓦斯涌岀在時間上與空間上的分布形式，對此，可以分為普通(一般)涌岀與特殊(異常)涌岀。普通涌岀是在時間與空間上比較均勻、普遍發(fā)生的不間斷涌岀，它決定了礦井的瓦斯平衡與風(fēng)量 分配；特殊瓦斯涌岀是在時間與空間上突然、集中發(fā)生，涌岀量很不均勻的間斷涌岀，后者包括瓦斯噴岀與 煤和瓦斯突出。(3) 瓦斯積聚層在瓦斯?jié)舛炔痪鶆蚍植紖^(qū)，有時在巷道頂板岀現(xiàn)瓦斯?jié)舛壬醺叩膶訝罘e聚，稱為瓦斯積聚層。(4) 回采工作面的瓦斯涌岀回采工作面瓦斯涌岀構(gòu)成及變化 由于工作面回采而涌岀的瓦斯，一部分來自于本開采層(煤壁與采落的煤炭)，另一部分來自于受采動影響的鄰近煤層與圍巖。(5) 影響瓦斯涌出量的主要因素 自

46、然因素?煤層和圍巖的瓦斯含量。(ii)開采濃度。(iii)地面大氣壓力變化。 開采技術(shù)因素?開采順序與回采方法。(ii) 回采速度與產(chǎn)量。(iii) 落煤工藝與老頂來壓步距。(iv) 通風(fēng)壓力與采空區(qū)封閉質(zhì)量。通風(fēng)壓力與采空區(qū)密閉質(zhì)量都對老采區(qū)的瓦斯涌岀有一定影響。通 風(fēng)壓力小，采空區(qū)密閉質(zhì)量好，可減小老采區(qū)瓦斯涌岀不均勻系數(shù)及涌岀量，這對老礦井具有很大意義。表 2-4給岀了遼源太信一井通風(fēng)負(fù)壓與礦井瓦斯涌岀量的關(guān)系，從中可知，低負(fù)壓減少了礦井的瓦斯涌岀。(v) 米場通風(fēng)系統(tǒng)。第二節(jié) 瓦斯在煤層中運移的基本規(guī)律1、瓦斯在煤層中運移的基本參數(shù)(1) 煤層瓦斯壓力煤層瓦斯壓力是指煤層中瓦斯所具有的

47、氣體壓力，由游離瓦斯形成。大多數(shù)礦井瓦斯壓力隨垂深成線性增加；在煤層正常賦存條件下，處于同一深度的煤層各測點瓦斯壓力基本 上趨于一致。(2)煤層透氣系數(shù)礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會 煤層透氣系數(shù)是煤層瓦斯流動難易程度的標(biāo)志，原始煤層透氣系數(shù)一般很低，瓦斯在煤層中的流速也很小，在軟煤帶中進(jìn)行采掘工作時，由于在采動地壓作用下煤壁附近的軟煤產(chǎn)生卸壓，且煤層易破碎，煤壁附 近卸壓帶寬，因而煤體透氣系數(shù)會增大，往往感到瓦斯涌出量大；在地質(zhì)破壞帶的煤層中打鉆時，也經(jīng)常會 發(fā)生噴瓦斯的現(xiàn)象。卸壓作用可增大煤層透氣系數(shù)、加速煤層中的瓦斯流動，這就是“卸壓增流效應(yīng)” 。這一效應(yīng)已被廣泛 用于鄰近煤層和本煤層的瓦斯抽

48、放以及預(yù)防煤與瓦斯突出的措施中。 計算透氣性系數(shù)時，公式較多，究竟用哪個公式進(jìn)行計算？可采用試算法，2、瓦斯在煤層中的運移(I) 線性滲透(2) 非線性滲透3、煤層中瓦斯流動狀態(tài)的分類 單向流動。 徑向流動。指在 x、y、z三維空間內(nèi)，在兩個方向有分速度。 球向流動。指在x、y、z三維空間內(nèi)，在三個方向都有分速度的流動。其所形成的流場為球向流場。(3) 煤層中瓦斯壓力的分布及其對瓦斯場和突出的影響瓦斯壓力的分布不僅決定了煤層中的瓦斯流場，而且決定著發(fā)生瓦斯突出的可能性。 在掘進(jìn)巷道的前方，受地應(yīng)力的作用，能夠產(chǎn)生卸壓帶、集中應(yīng)力帶和常壓帶。在卸壓帶中煤體透氣系 數(shù)增大，在集中應(yīng)力帶煤體透氣系數(shù)

49、降低，這對于巷道前方煤體中瓦斯壓力的分布將產(chǎn)生重大的影響。第三節(jié) 瓦斯涌出的治理1、治理原則 治理原則有三：一是分源治理；二是按瓦斯危險程度進(jìn)行分級和分類治理；三是綜合防治。1) 分源治理。? 掘進(jìn)瓦斯涌出的治理。控制掘進(jìn)巷道在瓦斯涌出的主要方法有：掘前預(yù)抽瓦斯；邊掘邊抽瓦斯；井巷 周壁隔絕封堵引排瓦斯或抽放瓦斯， 濕潤煤體與灑水； 減少一次爆破量與爆破深度； 間歇掘進(jìn)但不停風(fēng)； 雙巷掘進(jìn)；縮短獨頭掘進(jìn)巷道長度；加強通風(fēng)嚴(yán)格通風(fēng)管理；專職瓦斯檢查員與瓦斯監(jiān)測；限制掘進(jìn)速 度等。i )回采瓦斯涌出的治理?？刂苹夭晒ぷ髅媾c鄰近層瓦斯涌出的主要方法有：本煤層采前預(yù)抽瓦斯；工 作面煤壁淺孔注水；采落碎

50、煤灑水快運(采煤機裝型煤板)；減少一次爆破煤量；限制工作面推進(jìn)速度；抽放上、下鄰近層卸壓瓦斯；抽放采空區(qū)瓦斯；針對瓦斯來源選用符合分源治理瓦斯原則的通風(fēng)系統(tǒng)，加強通 風(fēng)管理，維護(hù)好通風(fēng)系統(tǒng)，增加風(fēng)量；設(shè)專職瓦斯檢查員與瓦斯監(jiān)測等。根據(jù)回采要求與條件、選用適用的 優(yōu)良綜合治理瓦斯方案。(ii) U型通風(fēng)系統(tǒng)回采工作面的上隅角，瓦斯?jié)舛茸罡?，往往超過規(guī)程規(guī)定的濃度。解決的方法 有：抽放鄰近層或采空區(qū)瓦斯，采用尾巷排放(見圖 2-13 )；礦井通風(fēng)負(fù)壓引排上隅角瓦斯，礦井通風(fēng)負(fù)壓 引排與局扇向上隅角供風(fēng)相結(jié)合，這種方法由于受礦井通風(fēng)負(fù)壓與局扇能力的限制，其處理的瓦斯量一般不超過 3.0m3/min

51、；采用特制風(fēng)機抽放上隅角瓦斯。它適用于處理采煤工作面上隅角瓦斯涌出量大的場合。(iii) 老空區(qū)瓦斯涌岀的治理。首先要及時封閉老空區(qū)，并保證密閉質(zhì)量，以控制其瓦斯涌岀。(N)獨頭巷道排放其積存瓦斯的方法 局扇直接排放法。風(fēng)筒增阻排放法。風(fēng)筒接頭斷開調(diào)風(fēng)排放法。風(fēng)筒三通調(diào)風(fēng)排放法。逐段 通風(fēng)排放法。鉆孔超前貫通利用局扇與礦井主扇負(fù)壓排放法。使用調(diào)風(fēng)裝置排放法。礦井通風(fēng)安全技師應(yīng)知應(yīng)會第三章礦井瓦斯抽采正常生產(chǎn)情況下，如果按沼氣涌岀量計算的風(fēng)量，超過井巷的極限風(fēng)速，而采用一般的控制瓦斯涌岀的 措施又不能達(dá)到要求時，就應(yīng)該抽采瓦斯。第一節(jié)抽采瓦斯的基本方法抽采瓦斯的方法，按瓦斯的來源分為開采煤層的抽

52、采、鄰近層抽采和采空抽采三類； 按抽采的機理分為未卸壓抽采和卸壓抽采兩類；按匯集瓦斯的方法分鉆孔抽采、巷道抽采和巷道與鉆孔綜合法三類。1、開采煤層的瓦斯抽采開采煤層的瓦斯抽采，是在煤層開采之前或采掘的同時，用鉆孔或巷道進(jìn)行該煤層的抽采工作。1）未卸壓的鉆孔抽放本法適用于透氣系數(shù)較大的任何地質(zhì)條件下，預(yù)抽開采煤層的瓦斯。按鉆孔與煤層的關(guān)系分為穿層鉆孔和順層鉆孔；按鉆孔角度分為上向孔、下向孔和水平孔。我國多采用穿層上向鉆孔。穿層鉆孔是在開采煤層的頂板或底板巖巷（或煤巷），每隔一段距離開一長約10m的鉆場。從鉆場向煤層打35個鉆孔，順層鉆孔適用于賦存穩(wěn)定的中厚或厚煤層，由運輸平巷或回風(fēng)巷沿煤層傾斜打

53、鉆，或由煤層的上、下山 沿煤層走向打水平孔（仰角丨2）。用壓縮空氣將孔內(nèi)積水由鐵管排出。抽采效果的重要參數(shù)有孔間距抽放負(fù)壓和鉆孔直徑。它是決定。鉆孔進(jìn)人煤層抽采瓦斯后，鉆孔周圍的瓦斯含量和瓦斯壓力就逐漸降低，隨著時間的延長，這一范圍逐漸擴(kuò)大，達(dá)極限值。這時的半徑稱極限抽 采半徑。鉆孔的間距當(dāng)然要小于極限抽放半徑。通過試抽確定合理的一般情況下，鉆孔口負(fù)壓不超過 14kPa（約100mmHg為宜?？组g距。一般為30-50m。鉆孔直徑一般為 70 100mm2 ）卸壓的鉆孔抽采煤層在回采或掘進(jìn)巷道時，在采動影響下，透氣系數(shù)大大增加。如果在這個區(qū)域內(nèi)打鉆抽放瓦斯，可以 提高抽出量，并阻截瓦斯流向工作空

54、間。這類抽放方法現(xiàn)場叫隨掘隨抽和隨采隨抽。隨掘隨抽，在掘進(jìn)巷道的兩幫，隨掘巷道的推進(jìn)，每隔1015m開一鉆窩，在巷道周圍卸壓區(qū)內(nèi)打鉆孔12個，孔徑4560mm封孔深1.52.0m，封孔后連接于抽放系統(tǒng)進(jìn)行抽放，隨采隨抽是在回采工作面前方由運巷或風(fēng)巷每隔一段距離（2060m），沿煤層傾斜平行于工作面打鉆，封孔，抽放瓦斯。3）人工增加煤層透氣系數(shù)的措施透氣系數(shù)低的單一煤層，或者雖為煤層群，但是開采順序上必須先采瓦斯含量大的煤層。那末上述抽放 瓦斯的方法，就很難達(dá)到預(yù)期的目的。必須采用專門措施增加了煤層的透氣系數(shù)以后，才能抽岀瓦斯。國內(nèi) 外都已試驗過的措施有：煤層注水、水力壓裂、水力割縫、深孔爆破和煤層的酸液處理等。2、鄰近層的瓦斯抽放開采煤層群時，回采煤層的頂、底板圍巖將發(fā)生冒落、移動、龜裂和卸壓，透氣系數(shù)增加?；夭擅簩痈?近的煤層或夾層中的瓦斯，就能向回采煤層的采空區(qū)轉(zhuǎn)移。鄰近層的瓦斯抽放，是在有瓦斯賦存的鄰近層內(nèi)預(yù)先開鑿抽放瓦斯的巷道，或預(yù)先從開采煤層或圍巖大 巷內(nèi)向鄰近層打鉆，將鄰近層涌岀的瓦斯匯集抽岀。前一方法稱巷道法，后一方法稱鉆孔法。不論采用哪種 方法，都可以抽出瓦斯。至于抽出量、抽出瓦斯中的沼氣濃度、可抽放的時間等經(jīng)濟(jì)安全效益，則有