浅谈煤矿井下通风

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  摘 要:本文简单的阐述了矿井通风方面的问题,为了创造良好的煤矿生产作业环境,必须对瓦斯、煤尘和火灾得到切实可行的防治,最经济、最基础的解决方法,就是搞好矿井通风工作。
  关键词:矿井通风、矿内空气、矿井气候
  (一)矿井通风的基本任务
  1、供给井下人员呼吸所需要的氧气。
  2、稀释和排除井下的各种有害气体和矿尘。
  3、调节井下气候条件,创造良好的作业环境。
  (二)矿内空气
  1、矿内空气的主要成分
  矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气,但地面空气进入井下以后,化学成分和物理状态会发生一系列变化,因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。
  地面空气进入井下后,由于煤炭中涌出各种气体以及可燃物的氧化,其成分发生变化。风流在经过采掘工作面等用风地点之前,其成分发生较大的变化,称为污浊空气或乏风。矿内空气与地面空气的成分尽管不同,但其成分仍是以氧气和氮气为主。
  2、矿内空气成分性质和安全标准
  (1)氧:氧是无色、无味、无臭的气体,相对密度为1.11。氧的化学性质活泼,能与大多数元素化合。氧能助燃和供人、动物呼吸。
  人体维持正常生命过程的需氧量,取决于人体的体质、精神状态和劳动强度等。如果空气中氧含量降低,就会影响人的身体健康,甚至造成死亡。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%。
  (2)氮:氮是无色、无味、无臭的惰性气体。不助燃,也不参与呼吸中的反应。在正常情况下,氮对人体无害,但当空气中氮含量过多时,就会使氧的浓度相对减少,使人缺氧窒息。
  (3)二氧化碳:二氧化碳是无色,略带酸钾味的气体。不助燃,也不参与呼吸的反应。该气体多积存在通风不良的呼吸的反应。该气体多积存在通风不良的巷道底部、下册等低矮地方,对人的眼鼻、口腔黏膜有刺激作用。
  (三)矿内空气中的有毒气体
  1、一氧化碳:一氧化碳是无色、无味、无臭的气体,一氧化碳毒性很强,它对人体血色素的亲和力比氧气大250~300倍。因此,一氧化碳吸入人体后,就阻碍了氧和血色素的结合,使人体各部分组织和细胞缺氧,引起中毒、窒息。一氧化碳中毒的明显特点是嘴唇呈桃红色,两颊有斑点。
  2、硫化氢:硫化氢是无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体,能燃烧,有强烈的毒性。
  3、二氧化硫:二氧化硫是一种无色、具有强硫黄臭味的气体,易溶于水,易积聚在巷道底部。
  二氧化硫对人体影响较大,能强烈刺激眼和呼吸器官,使喉咙和支气管发炎,呼吸麻痹,严重时会引起肺水肿。当空气中二氧化硫浓度达到目的0.002%时,能引起眼红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉咙;达到0.005%时,能引起急性支气管炎肺水肿,并在短时间内死亡。
  4、二氧化氮:二氧化氮是一种红褐色气体,极易溶于水,它与水结合成硝酸,对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用,引起肺水肿。
  二氧化氮中毒的特征是:开始无感觉,经过6小时或更长的时间才能出现中毒症状。即使在危险的浓度下中毒后,开始也只是感觉呼吸道刺激现时咳嗽,经过20~30小时后,才发生严重的支气管炎,呼吸困难,手指尖和头发出现黄斑,吐出淡黄色痰液,发生肺水肿,引起艾叶现象,甚至死亡。
  (四)矿井气候条件
  矿井气候条件是井下温度、湿度和风速三者的综合作用结果。人不论在休息或工作时,身体不断地产生热量和散失热量,保持身体热平衡,使体温保持在36.5~37.0℃。如果失去这种平衡,人体就会感到不舒服,这种热平衡受井下气候条件的影响,气候条件的好坏,对人体健康和劳动生产率有着重要影响。
  1、空气的温度:
  矿井空气的温度是影响井下气候条件的主要因素,温度过高或过低,对人体均有不良影响。最适宜的井下空气温度是15℃~20℃。
  2、空气的湿度:
  空气的湿度是指空气中含水蒸气的数量,表示湿度的方法有两种:
  (1)绝对湿度:是指每1m3或每1kg空气中所含水蒸气的百分数。
  (2)相对湿度:是指某体积空气中实际含有的水蒸气量与同温度同体积下饱和水蒸气量之比的百分数。
  3、风速
  井巷和采掘工作面的风速过低或过高都不好。风速过低了,汗水不易蒸发,人体多余热量不易散失掉,人就会感到不舒服,同时还容易积聚瓦斯和矿尘。风速过高时,容易使人感冒,矿尘飞扬,对安全生产和工人身体健康都不利。
  (五)矿井通风系统
  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,分为正压通风和负压通风。
  (1)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。
  (2)机械通风。利用主要通风机的运转产生通风核动力,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(正风通风)。
  2、矿井通风方式
  根据矿井进回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。
  (1)中央式。进风井和回风井大致位于井田走向的中央。根据回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、回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,回风井大致位于井田浅部沿走向的中央。
  (2)对角式。进风井大致位于井田中央,回风井位于井田浅部走向上方边界。按回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,回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回风井。
  (3)混合式。进风井与回风井有三个以上井筒,由中央式与对角式混合组成。
  (六)矿井通风设施
  矿井通风设施的作用是控制井下风流的方向和数量,使其按规定的路线流动,并满足用风地点的所需风量,防止采空区和旧巷中有害气体涌到井下风流中,保证矿井安全。
  1、礦井通风设施种类
  矿井通风设施按其作用不同分为以下几种类型。
  (1)风门:风门是在不允许风流通过,但需行人或车的巷道中设置。
  (2)风墙:风墙双叫密闭,是专门为隔断风流而在不行人或车的巷道中设置。
  (3)风桥:风桥是将两股平面交叉的进风流和回风流隔断成立体交叉的一种通风设施,它使新风与乏风互不干扰。
  (4)调节风窗:调节风窗安装在风门上,移动插板来调李窗口面积,以控制通过风量的大小。
  结语
  煤矿地下开采于地面相比环境条件变化很大,存在瓦斯及其他有害气体、煤尘、煤炭自燃等危险,严重地制约着煤矿安全生产。
  参考文献
  1、Ⅰ矿...Ⅱ...矿山通风、矿山安全 Ⅲ.TD7
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