礦井通風(fēng)與瓦斯防治技術(shù)

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1、礦井通風(fēng)與瓦斯防治技術(shù)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)安全工程學(xué)院陳開(kāi)巖教授聯(lián)系電話：13951355580Email:kychen109@126.com內(nèi)容提要1、概述2、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)3、采煤工作面通風(fēng)與瓦斯防治技術(shù)4、掘進(jìn)工作面通風(fēng)與瓦斯防治技術(shù)5、礦井通風(fēng)系統(tǒng)可視化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)一、概述礦井通風(fēng)：依靠通風(fēng)動(dòng)力，不間斷地將地面新鮮空氣沿礦井進(jìn)風(fēng)路線輸送到井下各個(gè)作業(yè)地點(diǎn)，沖洗后的污濁空氣沿礦井回風(fēng)路線排出地面的過(guò)程。礦井通風(fēng)的基本任務(wù)：采用安全、經(jīng)濟(jì)、有效的通風(fēng)方法，向井下作業(yè)場(chǎng)所供給足夠的新鮮空氣，稀釋和排除有毒有害氣體和粉塵

2、，改善氣候條件，創(chuàng)造適宜的勞動(dòng)環(huán)境，保證井下空氣的質(zhì)量和數(shù)量符合國(guó)家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。以防止礦井各種災(zāi)害事故的發(fā)生和擴(kuò)大，保護(hù)作業(yè)人員的安全、健康，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。通風(fēng)方法防治各種災(zāi)害礦井通風(fēng)系統(tǒng)的定義礦井通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)井巷網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)設(shè)施通風(fēng)動(dòng)力裝置礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各用風(fēng)點(diǎn)供給新鮮空氣，排出污濁空氣的通風(fēng)方式（中央式，對(duì)角式，混合式），通風(fēng)方法（抽出式，壓入式，抽壓混合式），通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的意義礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)的第一生命線從許多重特大事故原因分析來(lái)看，事故的發(fā)生和發(fā)展都與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)構(gòu)建安全高

3、效的通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)最重要的基礎(chǔ)工程之一。瓦斯爆炸事故區(qū)域通風(fēng)系統(tǒng)圖山西某高產(chǎn)高效集約生產(chǎn)礦井（500萬(wàn)t/a），2009年2月22日發(fā)生特別重大瓦斯爆炸事故，造成78人死亡。局部通風(fēng)機(jī)安裝位置不合理。局部通風(fēng)距離延長(zhǎng)，聯(lián)巷兩端壓差逐漸變小，導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)量減少，處于微風(fēng)狀態(tài)，造成瓦斯積聚；聯(lián)巷沒(méi)有及時(shí)調(diào)風(fēng)消除隱患。礦井通風(fēng)方式為并列式，主、副斜井進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)斜井回風(fēng)，主扇型號(hào)為FBCDZ-8-№27(2×450kW)。主斜井進(jìn)風(fēng)量為3564m3/min，供6個(gè)掘進(jìn)工作面(12回風(fēng)石門、12集中運(yùn)輸石門、主斜井井底車場(chǎng)、井底

4、車場(chǎng)聯(lián)絡(luò)巷、13302底板瓦斯抽采巷、13302底板瓦斯抽采巷專用回風(fēng)巷)的用風(fēng)；副斜井進(jìn)風(fēng)量為2880m3/min，供4個(gè)掘進(jìn)工作面（水倉(cāng)通道、炸藥庫(kù)通道、13301底板瓦斯巷進(jìn)風(fēng)巷、13302回風(fēng)順槽聯(lián)絡(luò)巷）的用風(fēng)。礦井總進(jìn)風(fēng)量為6444m3/min，礦井總回風(fēng)量為6552m3/min。安設(shè)了KJ90NA礦井監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，1臺(tái)主機(jī)，設(shè)有6個(gè)分站，安有甲烷和風(fēng)速傳感器。事故地點(diǎn)：13302底板瓦斯抽采巷，底板標(biāo)高+1100m，埋深673m。該巷開(kāi)口于副斜井井底車場(chǎng)距35b煤層底板約27m，52.6m平巷后起坡15°掘進(jìn)，至事故發(fā)

5、生時(shí)該巷道共掘進(jìn)67m。半圓拱形斷面，U型棚錨噴聯(lián)合支護(hù)，寬4m，高3.5m，12.28m2。采用炮掘工藝，耙斗機(jī)裝巖。壓入式局部通風(fēng)，F(xiàn)BDNO7.1(2×45kW)，吸風(fēng)量為439m3/min;800風(fēng)筒鋪設(shè)長(zhǎng)度約390m,出口風(fēng)量為386m3/min。無(wú)壓風(fēng)自救系統(tǒng)。突出煤量2051t，突出堆積長(zhǎng)度188m。瓦斯涌出量35.2×104m3事故原因：K33煤層具有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)，事故地點(diǎn)附近地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜，巷道掘進(jìn)過(guò)程中未進(jìn)行層位探測(cè)，在已揭露煤層的情況下未采取防突措施，導(dǎo)致發(fā)生煤與瓦斯突出事故。事故擴(kuò)大原因：掘進(jìn)通風(fēng)

6、不獨(dú)立，無(wú)專用回風(fēng)，通風(fēng)系統(tǒng)不完善。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)動(dòng)態(tài)性通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨時(shí)間的變化通風(fēng)巷道和通風(fēng)構(gòu)筑物的空氣動(dòng)力學(xué)性能老化通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力學(xué)性能老化非穩(wěn)定性通風(fēng)機(jī)設(shè)備維修倒臺(tái)井巷運(yùn)輸提升設(shè)備活動(dòng)風(fēng)門的啟閉風(fēng)窗的調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)理論與技術(shù)研究通風(fēng)模擬通風(fēng)預(yù)測(cè)風(fēng)量調(diào)節(jié)通風(fēng)管理信息系統(tǒng)通風(fēng)斷面優(yōu)化系統(tǒng)改造礦井需風(fēng)量計(jì)算通風(fēng)規(guī)劃設(shè)計(jì)采掘接替規(guī)劃通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)通風(fēng)能力核定基本應(yīng)用層6個(gè)方面基本理論層6個(gè)方面可視化技術(shù)礦井通風(fēng)阻力測(cè)定通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定過(guò)渡層3個(gè)方面礦井通風(fēng)理論的分類穩(wěn)定通風(fēng)理論非穩(wěn)定通風(fēng)理論礦井穩(wěn)定通風(fēng)理論與應(yīng)用穩(wěn)定通風(fēng)模擬通

7、風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量?jī)?yōu)化調(diào)節(jié)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性與敏感性分析多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性分析通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)瓦斯流動(dòng)模擬井巷氣候條件模擬井巷大氣污染（粉塵）擴(kuò)散模擬可靠性與有效性模擬礦井非穩(wěn)定通風(fēng)理論與應(yīng)用瓦斯集聚排除過(guò)程模擬災(zāi)變時(shí)期通風(fēng)模擬風(fēng)機(jī)開(kāi)停過(guò)程模擬礦井反風(fēng)過(guò)程模擬非穩(wěn)定通風(fēng)模擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、分析與控制通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)模擬與分析通風(fēng)系統(tǒng)可視化通風(fēng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)工況消除故障系統(tǒng)是否存在故障二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、主要通風(fēng)機(jī)裝置和通風(fēng)設(shè)施組成。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流結(jié)構(gòu)、主要通風(fēng)機(jī)工作方法、通風(fēng)設(shè)施布置與風(fēng)流控制的合理性對(duì)通

8、風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有重大的影響。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)很大程度上取決于礦井開(kāi)拓開(kāi)采巷道布置，而礦井通風(fēng)能力又影響著礦井生產(chǎn)能力。由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)隨礦井開(kāi)采布局和開(kāi)采條件的變化而變化，因此優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)不僅要做到設(shè)計(jì)優(yōu)化而且還要做到運(yùn)行優(yōu)化。二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)1）礦