矿井通风与安全;第一节矿井空气;2.地面空气进入矿井后成分和性质的变化
(1)混入各种有害气体:如瓦斯CH4、二氧化碳CO2、硫化氢H2S、二氧化硫SO2、等从煤层、岩层中涌出,混入井下空气中。
(2)混入煤尘和岩尘:井下各种作业所产生的嬉笑岩尘、煤尘和其他杂尘悬浮在井下空气中。
(3)氧含量减少:井下一切物质(煤、岩石、支架等)的缓慢氧化;井下火灾、瓦斯或煤尘爆炸;爆破工作,火区氧化以及人员呼吸等都要消耗氧气,产生二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮等气体,使井下空气中氧气含量减少。
(4)矿井空气的温度、湿度和压力也发生变化。由于地热、氧化及水分蒸发等原因,使井下空气的温度增高、湿度增加,空气压力随之发生相应变化。;3.矿井空气的主要成分
(1)氧气(O2)
1)性质。空气中的氧气是一种无色、无味、无臭、化学性质很活泼的气体,易使其他物质氧化,
2)对人体的影响。;(2)氮气(N2)
1)性质。氮是一种无色、无味、无臭的气体,相对空气的密度为0.97,不助燃,也不供人呼吸。在正常情况下,氮对人体是无害的,但是在井下有限空间里,当空气中氮气含量过多时,将相对地减少氧含量,而是人缺氧窒息。
2)氮气含量增大的原因。有机物质的腐烂;爆破工作;从煤、岩层中涌出。在通风正常的井巷中氮气含量一般变化不大。;1)性质。二氧化碳是无色、略带酸味的气体,相对空气的密度为1.52。二氧化碳已溶于水,不助燃,也不能供人呼吸,略有毒性。
2)对人体的危害。;4.矿井空气中的有害气体
矿井空气中所含有的对人体健康及生命安全有威胁的一切气体,均称为有害气体。常见的有害气体有一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、瓦斯等,;二、防止有害气体危害的措施
1.加强通风,冲淡瓦斯
2.坚持检查,争取主动
3.喷雾洒水,减少生成
4.禁入险区,避免窒息
6.抽放瓦斯,变害为宝
5.及时抢救,减少伤亡;第二节矿井通风;2.空气压力的单位及换算
(1)用单位面积上的作用力来表示
工程单位制:kgf/m2或kgf/cm2
物理单位制:bar(巴):1cm2的面积上作用106达因的力叫1bar;mbar(毫巴):1mbar=10-3bar。
国际单位制:Pa(帕斯卡)——1m2的面积上作用1N的力叫1Pa。1Pa=1N/m2;1kPa=1000Pa=103Pa;1Mpa=1000kPa=106Pa
(2)用液柱高度来表示
1mmH2O(毫米水柱)=9.81Pa;1mmHg(毫米汞柱)=13.6mmH2O=133.3Pa。
(3)用大气压力来表示
1标准大气压=760mmHg=1.0332工程大气压;1工程大气压=1kgf/cm2。
;3.空气压力的分类
(1)绝对压力
绝对压力是以真空为基准测算的压力。
(2)相对压力
相对压力是以与当地同标高的大气压力为基准测算的压力,实际上就是一种压差,其数值大小是表示某一空间的压力高于或低于当地大气压力的差值。
;4.矿井通风压力(压力差)与通风阻力
(1)任何两点之间的空气压力之差,称为压力差。在矿井通风中,进风井与出风井之间存在着压力差,它是由于主要通风机(或自然因素)造成的。这个压力差是用来克服巷道通风阻力的,习惯上称之为矿井通风压力。
(2)矿井内的空气在巷道中流动时,巷道四壁与空气分子之间、空气分子与分子之间会产生磨擦,阻碍空气流动,于是产生磨擦阻力;在巷道拐弯和断面突然变化(变大、变小、分叉、汇合、以及有堆积物等)都会使风流方向和速度发生突然变化而产生局部阻力。摩擦阻力与局部阻力统称矿井通风阻力(摩擦阻力所占比例约为80%~85%)。
;二、矿井通风动力
1.自然通风
井下巷道中空气流动的压力是由矿井自然条件所产生的,则为自然风压;而靠自然风压进行通风的称为自然通风。;2.机械通风
井下巷道中空气流动的压力差是由通风机械造成的称为机械风压,靠机械风压进行通风。
(1)离心式通风机
当通风机的动轮转动时,动轮叶片之间的空气随着旋转而产生的离心作用,被动轮甩到螺旋形外壳,并从扩散器排出通风机。动轮中心形成低压区,外界的空气在大气压的作用下,由通风机的进风口进入动轮。
(2)轴流式通风机
轴流式通风机运转时,空气沿着通风机轴方向进入集风口,由于动轮的旋转把空气向前推进,并造成压力,然后经扩散器排出。;三、矿井通风系统
1.矿井通风方法
(1)抽出式通风
(2)压入式通风
(3)抽出和压入混合式通风;2.矿井通风方式
矿井通风方式是指矿井进、出风井的布置方式。
(1)中央式
中央式是指进风井和出风均布置在井田走向中央的一种通风方式。根据出风井沿煤层倾斜方向位置的不同,又可分为中央并列式和中央边界式两种。;(2)对角式
对角式是指进风井位于井田中央,出风井分别