礦井通風基本知識一、 礦井通風概述（一）礦內空氣礦內空氣是礦井井巷內氣體的總稱。它包括地面進入井下的新鮮空氣和井下的有毒有害氣體、浮塵。礦內空氣的主要來源是地面空氣，但地面空氣進入井下后，化學成分和物理狀態會發生一系列的變化，因而礦內空氣與地面空氣在性質上和成分上均有較大差別。地面空氣進入井下后，由于煤巖中涌出各種氣體以及可燃物的氧化，其成分發生變化。風流在經過采掘面等用風地點之前，氣成分變化不大，稱為新鮮空氣或新風；風流經過采掘工作面等用風地點后，其成分發生較大的變化，稱為污濁空氣或乏風。1. 礦內空氣主要成分礦內空氣與地面空氣的成分盡管不同，但其成分仍是以氧氣和氮氣為主，另外包含少量其它氣體。 2.礦內空氣中的有毒有害氣體（1）一氧化碳：一氧化碳是無色、無味、無臭的氣體。一氧化碳毒性很強，吸入人體后會引起中毒、窒息，濃度為04就可使人致命中毒。一氧化碳的主要來源是：火災、爆破工作、瓦斯和煤塵爆炸。（2）硫化氫：硫化氫是一種無色、微甜、帶有臭雞蛋味的氣體，能燃燒，有強烈的毒性。對人的眼睛、黏膜及呼吸系統有強烈刺激作用。濃度為0.05%時，半小時內人失去知覺、痙攣、死亡。硫化氫的主要來源：有機物腐爛、硫化礦物水解、老空積水中釋放、煤巖中放出。（3）二氧化硫：二氧化硫是一種無色、具有強硫磺臭味的氣體，易溶于水，易積聚在巷道底部。二氧化硫對人體影響較大，能強烈刺激眼和呼吸器官，使喉嚨和支氣管發炎，呼吸麻痹，嚴重時會引起肺水腫。二氧化硫的主要來源：含硫礦物氧化、燃燒、在含硫礦體中爆破，以及從含硫礦層中涌出。（4）二氧化氮：二氧化氮是一種紅褐色氣體，極易溶于水，它與水結合形成硝酸，對眼睛、鼻腔呼吸及肺部組織起破壞作用，引起肺水腫，但起初只感覺到呼吸道受刺激、咳嗽，經過624小時后才出現中毒征兆。俗稱的炮煙熏人，其實質就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要來源是井下爆破。（5）氨氣：氨氣是一種無色、具有強烈的刺激臭味的氣體，易溶于水，毒性很強。氨氣對人體上呼吸道黏膜有較大刺激作用，引起咳嗽，使人流淚、頭暈，嚴重時可至肺水腫。氨氣主要來源是井下爆破。（二）礦井氣候條件要求煤礦作業人員在井下工作時，需要一個適宜的氣候條件，包括適宜的溫度、濕度、風速。 （1） 采掘工作面的進風流中，氧氣濃度不低于20，二氧化碳濃度不超過0.5。（2） 礦井有害氣體的最高允許濃度如表3-1所示。瓦斯、二氧化碳和氫氣的允許濃度按煤礦安全規程的有關規定執行。（3） 采掘工作面的空氣溫度不得超過26 ，機電硐室的空氣溫度不得超過30 。采掘工作面的空氣溫度超過30 、機電設備硐室的空氣溫度超過34 時，必須停止作業。（4） 采煤工作面、掘進中的煤巷和半煤巖巷最低允許風速為0.25 m/s，掘進中的巖巷最低允許風速為0.15 m/s，最高允許風速均為4 m/s。（三）礦井通風的基本任務1.供給井下人員呼吸所需要的氧氣；2.稀釋和排除井下的各種有害氣體和礦塵；3.調節井下氣候條件，創造良好的作業環境；4.提高礦井的抗災能力。二、 礦井通風系統礦井通風系統是指向礦井輸送空氣的通風方法、通風方式、礦井通風網絡、通風構筑物的統稱。1.礦井通風方法礦井通風方法是指礦井主要通風機對井下供風的工作方法。煤礦安全規程規定每一礦井必須采用機械通風。機械通風就是利用通風機產生的風壓，對礦井和井巷進行通風的方法。礦井主要通風機對井下供風的工作方式可分為抽出式、壓入式和抽壓混合式3種。礦井必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，1套工作另1套作備用，備用通風機必須能在10 min內開動。生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10 min內改變巷道中的風流方向；當風流方向改變后，主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40。 2.礦井通風方式根據進風井與回風井之間的相互位置關系不同，礦井通風方式可分為中央式、對角式和混合式3類。（1）中央式通風。中央式通風是指進風井與回風井大致位于井田走向的中央。按進、回風井在井田傾斜方向位置的不同又分為中央并列式和中央邊界式2種。（2） 對角式通風。對角式通風是指進風井大致位于井田中央，回風井位于井田淺部走向上方的通風系統。根據回風井在走向位置的不同又可分為兩翼對角式、分區對角式2種。（3） 混合式通風。混合式通風即中央式與對角式的混合布置，常見的混合式有中央并列與雙翼對角混合、中央邊界與雙翼對角混合及中央并列與中央邊界混合等。3.礦井通風網絡礦井風流按照生產要求在巷道流動時，風流分岔、匯合線路的結構形式稱為礦井通風網絡。礦井通風網絡有串聯通風、并聯通風和角聯通風三種基本形式。串聯通風是指兩條或兩條以上的巷道循序底首尾連接在一起的通風網絡，又稱一條龍通風；并聯通風是指兩條或兩條以上的通風巷道在某一點分開，又在另一點匯合，中間沒有交叉的通風網絡；角聯通風是指在并聯的兩條風路之間，還有一條或數條風路連通的通風網絡。3. 礦井通風構筑物在礦井通風系統中，用以隔斷引導和控制風流的設施和裝置，叫做通風構筑物。它們的作用是保證風流按計劃的方向和風量流動，以保證井下人員在進行正常作業時所需要的風量風速。通風構筑物主要有風門、風橋、風墻、風窗和風硐等。如圖3-20所示。（1） 風門。在井下平時行人、行車的巷道內設置的能夠隔斷風流和對風量進行調節的通風構筑物稱為風門。（2） 風橋。在進、回風巷道的交叉點，為避免風流短路而建造的通風構筑物稱為風橋。根據風橋的服務年限，可分為永久性風橋和臨時性風橋兩大類。永久性風橋有繞道式風橋和混凝土（或磚石）風橋；臨時性風橋一般用木板或鐵風筒構成。（3） 風墻。風墻又稱“密閉”，是為截斷風流而在巷道中設置的隔墻。凡是不運輸、不行人，又需遮斷風流的井巷都應設有風墻，可用它來封閉采空區、火區和廢棄的舊巷等。（4） 風窗。風窗又稱“調節風門”，是安裝在風門或其他通風設施上可調節風量的窗口。在并聯網絡中，若一個風路中風量需要增加，則可在另一風路中安設風窗，使并聯風網中的風量按需供應，達到風量調節的目的。（5） 風硐。風硐是聯接主要通風機裝置和回風井之間的一段巷道，斷面形狀通常是圓形或拱形，以引導風流，減少通風阻力。（a）（b）（c）（d）圖3-20 通風構筑物示意圖a風門、風窗 b風橋 c風墻 d風硐 三、 礦井通風基本要求1.采區通風采區通風系統是礦井通風系統的基本組成部分，是指礦井風流從主要進風巷進入采區，流經有關巷道，清洗采掘工作面、硐室和其他用風巷道后，排到礦井主要回風巷的整個風流路線。（1） 每一個生產水平和采區，必須布置單獨的回風巷，實行分區通風。采區進、回風巷必須貫穿整個采區的長度或高度。嚴禁一段為進風巷，一段為回風巷。采掘工作面、硐室都要采用獨立通風。采用串聯通風時，必須符合煤礦安全規程的要求。（2） 井下各地點按煤礦安全規程對風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風速以及溫度，每人供風量的規定合理配風。按井下同時工作的最多人數計算，每人每分鐘供給風量不得少于4 m3。要盡量減少采區漏風。（3） 有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。（4） 凡長度超過6 m而又不通風或通風不良的獨頭巷道，按盲巷管理。2.采煤工作面通風采煤工作面通風主要采取全風壓通風方式，即利用礦井主要通風機產生的風壓和通風設施向工作面供風的通風方法。采煤工作面常用的通風方式主要有U形、W形、Y形、Z形等，如圖3-21所示為常見的U形、Z形通風方式。 （a）（b）圖3-21采煤工作面通風方式aU形通風方式 b -Z形通風方式3.掘進通風掘進通風又稱局部通風，其方法主要有全風壓通風和局部通風機通風。其中，局部通風機通風是目前廣泛采用的一種掘進通風方法，它有壓入式、抽出式和混合式3種，如圖3-22所示。瓦斯噴出區域和煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出煤層的掘進通風必須采用壓入式。 （1） 壓入式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距掘進巷道回風口不得小于10 m；全風壓供給該處的風量必須大于局部通風機的吸入風量。（2） 高瓦斯礦井、煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出礦井、瓦斯礦井中高瓦斯區的煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷掘進工作面正常工作的局部通風機必須配備安裝同等能力的備用局部通風機，并能自動切換。（3） 嚴禁使用3臺以上（含3臺）的局部通風機同時向1個掘進工作面供風。不得使用1臺局部通風機同時向2個作業的掘進工作面供風。圖3-22掘進通風方式a壓入式 b抽出式 c混合式（4） 使用局部通風機通風的掘進工作面，不得停風；因檢修、停電等原因停風時，必須撤出人員，切斷電源。恢復通風前，必須檢查瓦斯。只有在局部通風機及其開關附近10 m以內風流中的瓦斯濃度都不超過0.5時，方可人工開啟局部通風機。（5） 掘進工作面的局部通風要實現“三專