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煤矿瓦斯检查员安全基础知识第一节煤矿地质基础知识1。煤层的埋藏特征煤层是指夹在顶底板岩石之间的一层煤及其矸石。煤层是煤系的主要组成部分，煤层的数量、厚度及其变化是评价煤田经济价值的主要因素。因此，了解煤层的成因、产状、厚度及其变化对煤矿生产极为重要。(1)煤层的形成煤层是地壳运动的产物。它是在地壳缓慢下降过程中，由泥炭层经煤化作用转化而成的。1.当沼泽中植物残体积累的泥炭形成速率和地壳沉降速率大致相同时，泥炭层会不断增厚(即两者都保持平衡状态)，长期的平衡状态会导致厚煤层或极厚煤层的形成，如图2-1a所示。2.当局部地壳的沉降速率大于植物残体的堆积速率时，泥炭的堆积就会在植物少量到来和补给时停止，在原有的泥炭层上沉积出泥质碎屑沉积物，成为煤层的顶板或煤层中的矸石，如图2-1B和C. 3所示。当局部地壳的沉降速度小于植物残体的堆积速度时，沼泽的供水条件逐渐困难，植物残体的堆积停止，已经堆积的泥炭层也可以风化剥蚀，从而形成薄煤层，如图2-D所示，在地壳沉降过程中，会有许多小的振荡运动，因此可以发生多煤层沉积。总之，地壳运动的性质与煤层的形成、煤层的数量和厚度等直接相关。(2)煤层的顶底板位于煤层的上覆和下伏岩层中，称为煤层顶底板。煤层顶底板岩石的性质、强度和含水量对煤矿开采有直接影响。它是确定巷道支护方式和选择采空区处理方法的重要依据。1.屋顶：覆盖在上面的地层。煤层，即所谓的煤层顶板。根据煤层开采过程中的岩性、厚度和冒落难易程度，顶板可分为三种类型，如图2-2所示。(1)伪顶：位于煤层正上方，多为厚度几厘米至十几厘米的炭质泥岩或泥岩，富含植物化石。在煤炭开采过程中，经常随采随倒，不易维护。(2)直接顶：覆盖假顶的岩层，通常为粉砂岩、页岩、泥岩等。几米厚。比伪稳定更稳定。在煤炭开采过程中，往往开采一段时间后就会塌陷，少数砂岩层需要人工放顶。(3)老顶(又称基本顶):位于直接顶之上的岩层称为老顶。通常为粗砂岩、砾岩或石灰岩的厚层。被开采出来后，长时间不容易塌陷，只发生缓慢变形。2.底板：煤层下面的岩层，称为煤层底板。分为直接底和老底两种。(4)直接底板：煤层正下方的岩层，称为直接底板。厚达几十厘米，多为富含植物根化石的泥岩和泥质页岩。因为这种岩石遇水膨胀，容易引起底鼓，造成运输线路或巷道支护的破坏。(5)老底：位于直接底之下，常为厚层状砂砾岩或石灰岩。煤层顶底板的发育程度受当时沉积作用和后期构造运动的影响，因此不同地区煤层顶底板的性质和发育程度不同。有些煤层顶底板发育良好，有几种顶底板类型；有些煤层缺少某种顶板或底板。(3)煤层的赋存因素岩层在地壳中的空间位置和赋存状态称为岩层的产状。岩层的产状是由岩层的空间方位及其与水平面的关系决定的，通常用岩层的走向、倾向、倾角等三个因素来表示。倾斜岩层的水平面与水平面的交线称为走向

当它是一个平面时，它的趋势线是一条直线，每个点的趋势是不变的；当岩面弯曲时，其走向线是一条曲线，各点走向变化。2.与倾斜岩层上的走向线垂直并沿斜面向下引出的直线AD称为真斜线。真倾角线在水平面上的投影线OD是指岩层向下倾斜的方向，也称真倾角。在层位上，由倾斜地层走向引出的任何一条直线AB或AC称为视倾角线，如图2-8所示。3.倾角真斜面线AD与其在水平面上的投影线所成的角度称为岩层的倾角，也称为真倾角。即倾斜岩面与水平面的最大锐角。视倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角称为视倾斜角，也称为伪倾斜角，如角。表观倾角总是小于真实倾角。4.岩层产状因素在煤矿生产中的意义根据岩层产状因素的概念，可以快速掌握巷道系统。因为地下隧道多，所以基本都是按照岩层产状来布置的。其中，沿走向布置的巷道有：集中运输大巷、水平大巷、工作面顺槽、回风大巷等。沿倾斜方向布置的巷道有石门、上坡、下坡、明挖等。煤层倾角对采煤方法的选择有很大影响。如倾斜和缓倾斜煤层，一般采用长壁采煤法；倾斜长壁采煤法一般用于近水平煤层；倾斜煤层可采用倒台阶开采。此外，许多井下巷道的布置和坡度一般是根据需要和煤层倾角的关系确定的。二、煤矿地质构造及其对瓦斯涌出的影响。沉积岩层和煤层形成时，一般是水平或近水平的，在一定范围内是连续完整的。由于地壳运动的影响，岩层的形状发生了变化，甚至出现了裂缝和错位，使岩层失去了完整性。这些由地壳运动引起的岩层的空间形态称为地质构造。地质构造多种多样，可分为单斜构造、褶皱构造和断层构造。1.单斜构造由于地壳运动的影响，地壳表层的地层大部分是倾斜的，少数是水平或近水平的。在一定范围内，煤层或岩层大致向一个方向倾斜，这种构造形态称为单斜构造。单斜构造往往是其他构造形态的一部分，或是褶皱的一翼，或是断层的一盘。2.褶皱构造地层在地壳运动的水平力作用下发生变形，呈波状弯曲，但仍保持地层连续性和完整性的构造形态称为褶皱。如图3-2所示。褶皱构造中的每一个弯折都称为褶皱，褶皱是褶皱的基本单位。弯曲有两种基本形式：背斜和向斜。(1)背斜：一般为中部向上隆起的弧形岩层，从中部向两侧倾斜。(2)向斜：一般是中间向下凹陷的弧形岩层，从两侧向中间倾斜。背斜或向斜凸凹部的顶部称为褶皱轴部，两侧称为褶皱翼部。背斜和向斜往往在位置上相互联系。3.断裂构造称断裂构造，断裂构造的地层受力后受到破坏，形成裂隙，失去连续性和完整性。根据岩石破裂后两侧岩块是否有显著位移，断裂构造可分为裂隙和断层两大类。1)裂隙及其分类(1)裂隙。断层面两侧岩层无明显位移。多条组合规格的裂隙将岩石切割成具有一定几何形状的岩块，统称为节理。(2)裂缝的分类。根据裂缝产生的原因，裂缝可分为三类：原发性裂缝。在沉积岩的成岩阶段，

在巷道和采煤工作面附近，原有的应力平衡状态被破坏，这是由矿压引起的，也叫地压裂缝。该裂隙与工作面平行，略向采空区倾斜，并与其他裂隙相交。压力与埋深密切相关，埋深越大，裂缝分布越广。2)断层及其要素(1)断层。断层是指断层面两侧岩层发生明显位移的构造变化。断层地层的完整性和连续性被破坏，是一种常见的主要地质构造现象。断层在地壳中分布广泛，形态和类型多种多样，规模和分布因地而异。因此，在煤田地质勘探和煤矿生产中，查明断层的特征和分布规律，对于查明破碎煤层、合理安排巷道布置和预防灾害具有重要意义。(2)故障要素。如图3-3所示。故障的组成部分称为故障元素。主要有：断层面，即岩层发生位移时相对滑动的断层面。少数断层面为规则面，大部分为波状面。断层面的空间位置也可用产状要素——的走向、倾向和倾角来描述；断层线，即断层面与地面的交点，是断层面在地面上的出露线，反映了断层的延伸方向。断层随断层面的产状和地形起伏而变化，有时是直线，有时是曲线。断层面与水平面的交线也叫断层线，表示断层在水平剖面上的真实走向。断层是指被断层面分隔的两侧岩体。如果断层面是倾斜的，根据相对位置，断层面上面的断层面通常称为上壁，下面的断层面称为下壁。根据断层板块与断层面的相对运动，沿断层面相对上升的断层板块称为上升板块，相对下降的断层板块称为下降板块。上盘可以是上升盘也可以是下降盘，下盘也一样。如果断层面是直立的，那么上壁和下壁没有区别。此时可以按方位命名，如东墙、西墙、北东墙、南西墙等。方向，即断层面与煤层的交汇处，也称断层交汇和痕迹；在水平、水平或斜切层的剖面中，同一岩层的上下壁与断层线有交点。两个交点之间的高度差称为水平落差，两个交点之间的水平距离称为水平偏移量。落差仅表示上下壁同一岩层的高差，不考虑两个面的相对错动方向。同一断层在不同区段的落差是不相等的。3)断层分类(1)根据断层两板块相对位移方向的不同，断层可分为三种基本类型，如图3-4所示。正断层：上盘相对较低，下盘相对较高，两盘垂向和水平投影分离的断层。断层倾角一般大于45；逆断层：上盘相对上升，下盘相对下降，两盘垂直和水平投影重叠的断层；平移断层：两个板块沿断层面走向相对运动，其抬升位移远小于水平位移的断层，通常倾角较大，甚至垂直，其断层线往往是直的。它是在压应力作用下沿垂直剪切面产生的。正断层和逆断层是煤矿生产中最常见的断层。在地质构造复杂的地区，断层往往组合出现，成为阶梯状断层、地垒或地堑，如图3-5所示。(2)根据断层走向与岩层走向的相对关系，可分为：走向断层，与岩层走向完全一致或接近一致，可使同一岩层反复出现或消失。倾斜剖面，断层走向与地层倾角一致或接近一致

4.地质构造对煤层瓦斯含量和涌出量的影响。地质构造是影响煤层瓦斯含量和涌出量的最重要因素之一。封闭的地质构造有利于储气，开放的地质构造有利于瓦斯涌出。开断层两侧分开，断层为煤层瓦斯涌出提供R通道。在这种断层附近，煤层瓦斯含量降低，其涌出量也相对减少。闭合断层，由于两个板块的相互挤压，渗透性差，切断了煤层与地表的联系，使煤层中瓦斯含量更高，瓦斯压力增大，瓦斯涌出量相应增加。背斜构造轴部的含气量通常高于相同深度的两翼，特别是当背斜第七部地层渗透性差或含水量充足时，高压气体容易聚集，形成“气顶”。当背斜轴部的上覆岩层由于张力形成与地面相连的裂缝时，瓦斯会大量散失，但轴部瓦斯含量较小。向斜构造中，由于轴内岩层受到挤压，瓦斯含量一般高于两翼。而当开采透气性好的煤层时，向斜井筒瓦斯涌出量较低，这是因为当采煤工作面靠近向斜井筒时，供气区域越来越窄，供气量减少。第二节矿井开拓方式1、矿井开拓方式n bsp井田内矿井开拓巷道的布置形式称为矿井开拓方式，包括：确定井的形式、数量和位置，确定开采水平；划分矿区；布置井底车场和大巷；确定开采程序和矿井深度等。通常，矿井开拓方式以竖井的形式表示。因此，矿井开拓方式有四种：斜井开拓、立井开拓、平井开拓和综合开拓。(1)摇轴发展。斜井开拓是利用倾斜巷道从地面进人，通过一系列巷道到达煤层的一种开拓方式。主要有两种形式：带盘斜井和分区斜井。1.分层斜井分层斜井是最简单的斜井开拓形式，多用于煤田的浅部。斜井的基本特征是井田不是沿走向划分采区，而是按一定标高沿倾斜方向划分成上千个区段(称为斜井)，在斜井两侧各布置一个工作面，以井田边界为界向后连续开采。图3-7显示了斜井的发展。井田沿倾斜方向分为四个圆盘，圆盘倾斜长度约等于工作面长度。斜井的掘进程序是沿井田中部煤层开挖主井和副井，两个斜井平行，相距30-40m。挖至第一斜井下边界时，挖斜井停车场，再挖斜井运输巷和辅助巷至两翼，在斜井上边界挖斜井回风巷至井田边界，沿煤层倾斜方向贯通运输巷和回风巷。工作面从明挖开始，不断向竖井方向推进。当到达井筒附近30-40m时，停止开采，留作井筒保护煤柱。在第一盘结束前，为保证采掘工作的正常继续，应提前延长深立井，布置第二盘工作面，最后一盘运输巷可作为下一盘的回风巷。第四章矿井通风技术矿井通风是煤矿的一项重要工作。其基本任务是：向井下工作场所持续供应适宜的新鲜空气，供人们呼吸。(2)将有毒有害气体和矿井粉尘稀释到安全浓度，排出矿井。提供适宜的气候条件，创造良好的生产环境，以确保员工的健康和生命安全以及机械设备的正常运转

(1)地面空气的组成。地面空气主要由氧气组成(20。96%)、氮气(79.0%)和二氧化碳(0.04%)。此外，地面空气中还有一些水蒸气、微生物和灰尘。空气进入地下后，其成分和性质会发生一系列变化。如果氧含量降低，有害气体和固体颗粒(岩尘、煤尘等。)混合，气体不会膨胀压缩。虽然矿井空气和地面空气在性质上有很多不同，但新鲜空气的主要成分仍然是氧气、氮气和二氧化碳。1.氧气。氧气是一种无色无味无嗅的气体，它与空气的相对密度为l 105，在人呼吸的气体中是不可或缺的。人体的耗氧量在休息时约为0.25 L/min，工作时约为L ~ 3 L/min。浓度低于17%时，呼吸困难，心跳加快；当浓度低于15%时，你无法工作；浓度低于12%时，会有生命危险；浓度低于3%就会立刻死亡。氧气可以支持燃烧，容易氧化许多元素。055-79000规定采掘工作面进风中的氧气浓度不得低于20%。2.二氧化碳。二氧化碳微毒，微酸，不支持燃烧，不能被人呼吸。它与空气的相对密度是1.52。在风速较低的巷道中，靠近底板的浓度较高。在风速较高的巷道中，一般能与空气均匀混合。新鲜空气中微量的二氧化碳对人体无害。二氧化碳能刺激人体的呼吸中枢神经系统。如果空气中完全不含二氧化碳，人体正常的呼吸功能就无法维持。因此，在人工输氧抢救遇难者时，往往需要在氧气中加入5%的二氧化碳，以刺激遇难者的呼吸功能。但二氧化碳过高时，空气中的氧气浓度会相对降低，使人的呼吸能力增加。严重时可引起酸中毒或窒息。055-79000规定采掘工作面进风中二氧化碳浓度不得超过0.5%。煤矿二氧化碳的主要来源有：煤层涌出、煤和有机物氧化、人的呼吸、爆炸、煤自燃和瓦斯煤尘爆炸等。个别岩层可持续释放二氧化碳，甚至发生岩石和二氧化碳突出事故。例如，吉林省应城煤矿于1975年6月13日发生了一起事故，岩石中涌出1005吨二氧化碳和14000立方米二氧化碳，14人死亡。10年后，1985年11月29日，发生第二次突出事故，岩石突出800t，二氧化碳40000m3，死亡14人。3.氮气(NO2)氮气是一种惰性气体。它无毒，不支持燃烧，不能呼吸。当空气中氮气含量过高时，会造成“高氮窒息”事故。比如河南平煤集团一矿各种有害气体的来源和性质。煤矿生产过程中产生的或煤层中散发的有害气体主要有甲烷、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢和氨气。1.甲烷(CH4)(详见本书第6章)。2.一氧化碳(CO)。一氧化碳是一种无色、无味、无嗅的气体，相对密度为0。97，微溶于水。浓度为13% ~ 75%时，遇火可引起爆炸。一氧化碳有很强的毒性，对人体有害。主要原因是人体内血红素与一氧化碳的亲和力比氧气大250-300倍，导致人体血液中毒。一氧化碳中毒患者嘴唇发红，双颊有斑。人体一氧化碳中毒的程度取决于一氧化碳浓度、暴露时间、呼吸频率和呼吸深度。详见表4-1。空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破、矿井火灾、煤炭自燃和瓦斯煤尘爆炸等。3.硫化氢(H2S)。硫化氢是一种剧毒、无色、有臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.10，易溶于水，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用。煤矿中硫化氢的主要来源有：有机质腐烂、含硫矿物的水解、挥发和氧化

要注意：在采空区附近作业时，有水涌出，并伴有硫化氢气味，这往往是老空渗水事故的先兆。4.二氧化氮。二氧化氮呈红褐色，相对密度为1.57，易溶于水。二氧化氮对人的眼睛、呼吸道和肺组织有强烈的腐蚀作用。当二氧化氮遇到水时，它会形成硝酸，硝酸会损害肺部和所有呼吸系统组织，导致血液中毒。6 ~ 24h后肺部肿胀发展，表现为剧烈咳嗽、痰黄、剧烈头痛、呕吐，人很快就会死亡。当二氧化氮浓度达到0.004%时，会出现咽喉刺激、咳嗽、胸痛等症状。达到0.01%时，短时间内会出现剧烈咳嗽、声带痉挛、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等症状；当达到0.025%时，人会在短时间内迅速死亡。煤矿二氧化氮的主要来源是井下爆破。5.二氧化硫(SO2)。二氧化硫是一种无色气体，有强烈的硫磺味和酸味。其相对密度为2.22，易溶于水。二氧化硫与呼吸道潮湿的表皮接触时，可产生硫酸，硫酸可刺激和麻痹上呼吸道的细胞组织，引起肺部和支气管的炎症。当空气中二氧化硫浓度为0.0002%时，可引起红眼、流泪、咳嗽和头痛。当达到0.05%时，可引起急性支气管炎和肺水肿，短时间内致命。煤矿中二氧化硫的主要来源是含硫矿物的缓慢氧化或自燃，煤岩释放，含硫矿物中的爆炸。6.氨气(NH3)。氨是一种无色气体，相对密度为0.69，有类似氨的强烈气味。易溶于水，能溶解700升氨。氨气毒性很大，会刺激皮肤和上呼吸道，严重的会伤害眼睛。煤矿井下氨气的主要来源是：硝酸铵炸药的分解、有机物的氧化和腐烂。(三)井下有害气体防治措施1。加强通风，排除或稀释井下各种有害气体或粉尘，使其浓度低于《规程》规定的浓度。详见表4-2。2.加强检查，掌握矿井涌出的各种有害气体，防止事故发生。进入一些老旧巷道和通风不良的巷道时，应先检查瓦斯、二氧化碳等有害气体的浓度，确认对人无害后，方可进入。3.采取排水措施。对于高瓦斯矿井，瓦斯抽放是治本之策。4.未使用的车道或者废弃的车道应当及时封闭，并设置警示标志和标牌。5.加强个体防护，如携带自救器等。三。矿井气候条件矿井气候条件是指矿井内空气的温度、湿度、风速的综合作用。(一)矿井内空气的温度空气的温度是影响矿井内气候条件的主要因素。温度过高影响人体散热，破坏身体热平衡，使人感到不适；温度过低，人体散热过多，容易导致感冒，严重时井筒结冰，引发事故。如1995年2月5日，内蒙古某矿主副井开拓。主井进煤量少，无加热设施，副井进风有暖风，温度符合要求。春节假期后，主轴没有吊装任务，副轴检修。在没有安全措施的情况下，人员从主井提升，12人进入箕斗。当箕斗提升到50m高度时，竖井上方的大冰块坍塌，其中3人被冰块砸死。055-79000规定：1。生产矿井采掘工作面的气温不得超过26；机电酮室的空气温度不得超过30。当气温超过时，要缩短超温场所工作人员的工作时间，给予高温保健待遇。采掘工作面气温超过30；机电设备室内空气温度超过34，必须停止运行。当und

巷道中的风速应符合《规程》的规定。详见表4-3。气候条件是气温、湿度和风速的综合结果。所以，气候条件的好坏，不能只通过衡量某一个因子的值来评价，必须衡量综合的结果。目前，气象仪一般用于测量矿井气候条件。第二节矿井通风系统一矿通风系统是指矿井通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。它包括从进风到回风的所有路线。可靠的通风系统是矿井安全的保证。055-79000矿井通风系统的基本要求是：1。进气井口必须布置在无灰尘、无灰土、无有害高温气体的地方，并能防洪防冻。矿井排气和主扇噪声不得造成公害。2.箕斗提升井或装有带式输送机的井兼作进风井时，必须满足《规程》对风速、防尘和消防的要求。箕斗提升井兼作回风井时，必须有完善的防尘和密封设施。漏风率不得超过15%。装有带式输送机的竖井兼作回风竖井。井内风速不得超过6m/s，必须安装甲烷破碎器。3.矿井必须采用机械通风。主要通风机或分区主要通风机必须安装在地面上，主要通风机应配有防爆门(罩)、防风设施和专用供电线路。4.禁止将两个独立通风的矿井合并为一个通风系统。如果矿井有几个出风口，每个通风子系统都需要独立。每个水平和采区的风流应保持独立，进风流和回风应严格分开。5.多台风机联合运行应稳定可靠，总进风和总回风巷的截面积不能过小，以尽量减小公共风路的风阻，防止多台风机相互影响。6.尽可能采用并联通风系统，并使各风路阻力接近相等。避免在通风系统中设置过多的通风结构，如风桥、风门、调节窗等。一、矿井通风的方法根据风力来源的不同，矿井通风方法可分为自然通风和机械通风。根据矿井通风的压力状态，可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，使空气在井下巷道中流动的通风方式称为自然通风。自然风压的大小和风向主要受地面气温、高差、井口风速等变化的影响。本质上是进风口和回风口的空气密度差造成的。矿井自然风压HN计算公式：HN=Hg ( 1- 2) (4-33)为H——进回风井高度差，m；1、2分别为进风井和回风井的空气密度，kg/m3。例如，在一个矿井中，大气压力p=700mmHg，进风井温度t1=8，回风井温度T2=18，井口高差H=100m。求矿井的自然风压HN。解：根据空气密度计算公式：=0.465p/(273十t)进风井空气密度：1=1.163kg/m3，2=1.119kg/m3自然风压HN=Hg ( 1- 2)=35.2pa在有机械通风的矿井中，自然风压也是一直存在的，每个矿井中都有。对于自然风压较大的深井，自然风压在矿井通风中起着重要作用，夏季可能会导致风流反向，在通风管理中应引起充分重视，尤其是高瓦斯矿井。(2)机械通气。利用通风机运转产生的通风动力，使井下巷道中的空气流动的通风方法称为机械通风。根据通风机工作方式的不同，强制通风有抽出式通风(负压通风)和强制通风(正压通风)两种，多用于开采煤层

(2)对角式通风系统：进风井大致位于井田中央，出风井位于井田浅部至通风系统上部。根据出风井走向位置的不同，可分为：1。两翼对角式：进风井大致位于井田走向中心，出风井位于井田浅走向两河北部附近。3.分段对角式：进风井大致位于井田中央，每个采区有一个出风井。(3)混合式通风系统的进风轴和出风轴由三个以上的轴组成，由一个中心轴和一个对角轴组成。选择矿井通风方式的基本原则是：根据煤层赋存条件、煤层埋深、矿井面积、走向长度、地形条件、矿井瓦斯水平、煤层自燃情况等因素，在确保安全可靠、经济合理、技术可行的基础上，通过比较确定。三。矿井通风网络矿井通风系统的连接关系一般比较复杂。为了便于分析通风系统中各矿井、各巷道的联系关系和特点，通风网络图通常称为通风网络图，其中矿井或采区内风流分叉、汇流线的结构形式和控制风流的通风构筑物用不按比例、不反映空间关系的单线示意图表示。通风网络的连接形式有串联网络、并联网络和转角网络。(1)串联网络。如果前一条巷道的出风口与后一条巷道的进风口相连，这样的通风网络称为串联网络。串联网络的特点：串联的井巷越多，通风阻力越大；如果入口端发生灾难，将会影响返回端。每个隧道的风量等于串联风路中的风量，所以总风量不能随意改变。(2)并联网络。如果两个或两个以上通风井巷的进风端在同一点分开，出风端在同一点汇合，这样的通风网络称为并联网络。其特点是：并联的通风井巷越多，每个井巷的风量越少，通风阻力越小；并联网络总风量等于所有风路分量之和，所有轴巷互不干扰，安全性好。(3)角网。在由两个分支组成的平行系统中，如果有一个或多个井巷跨越两条平行巷道，则该系统称为角形系统，其网络图称为角形网络。横跨平行支路的车行道称为对角巷或对角风路。如果只有一条对角线风路，则称为简单对角线网络。如果对角线网络中有两条或多条对角线风路，则称为复杂对角线网络。对角线网络的特点：对角线网络中边缘风路的风向是稳定的，而对角线风路的风向是不稳定的，在边缘风路阻力的影响下可能是正向、反向或无风。由于这一特点，会给瓦斯涌出场所的通风管理带来很多困难和麻烦。在矿井设计中，应尽可能避免对角网络。四。采区通风系统采区通风系统是指矿井风流通过主要进风巷进入采区，流经采区进风巷，清扫采煤工作面、硐室及其他用风巷，并沿采区回风巷排至矿井主要回风巷的整个网络。采区通风系统主要取决于采区巷道布置和采煤方法，同时应满足采区通风的特殊要求。确定采区通风系统时，必须遵循安全、经济、技术合理等原则。(1)矿区通风系统的基本要求。1.采区必须有独立的风道，实行分区通风。矿区的进、回风巷必须穿过巷道

4.通风网络应简单，以便在发生事故时易于控制和疏散人员。因此，应尽可能减少通风建筑的数量，尽可能避免对角风路。当不可避免时，应采取措施保证风流的稳定。5.要有很强的抗灾防灾能力。因此，应设置防尘线、避灾线、避难室和灾害发生时的风流控制设施，必要时应设置瓦斯抽放、防尘和降温设施。6.采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。7.布置在采区的机电仓室和绞车房应有足够的风量。如果它们的通风采用回风，在瓦斯排放过程中，必须切断这些地方的电源，防止高浓度瓦斯流经这些地方引起瓦斯爆炸。如1987年12月9日，淮南某矿排放的瓦斯经过绞车房时产生火花，引发瓦斯爆炸，造成45人死亡。(2)壁式采煤工作面通风系统的类型采区通风系统由进风巷、回风巷和上部工作面组成。当矿井采用长壁后退式采煤法时，采区通风系统有U形、Z形、H形、Y形、W形和双Z形，如图4 -8所示。矿区内所有采掘工作面均应采用独立通风。如果工作面之间不能形成独立通风，经过批准，可以采用串联通风，但必须符合《煤矿安全规程》的有关规定。采煤工作面串联通风的有关规定：《煤矿安全规程》规定采煤工作面和掘进工作面均采用独立通风。在同一采区内，同一风路内的两个采煤工作面难以布置独立通风时，与采煤工作面相连的掘进工作面，以及相邻的两个掘进工作面，在采取措施后，可以采用串联通风，但串联通风的次数不得超过一次。055-79000中规定的串联通风，在进入串联工作面风流时，必须配备瓦斯自动检测报警断电装置。在此风流中，瓦斯和二氧化碳的浓度不得超过0.5%，其他有害气体的浓度应符合《规程》的有关规定。开采有瓦斯突出或煤与瓦斯突出的煤层。严禁任意两个工作面之间串联通风。(3)向上通风和向下通风1。向上通风。当采煤工作面进风巷的标高低于回风巷的标高时，采煤工作面的风流沿采煤工作面倾斜方向自下而上流动。这种通风方式称为向上通风。2.向下通风。当采煤工作面进风巷标高高于回风巷标高时，采煤工作面的风流沿采煤工作面倾斜方向自上而下流动，称为下向通风。向上风和向下风各有利弊，但一般认为向上风略胜于向下风。因此，对向下通风有如下规定：有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面，不准向下通风。(4)扩散通风和循环风1。扩散通风。利用空气中分子的自然扩散运动给局部地方通风的一种方式。由于没有动力装置进行扩散通风，空气分子的扩散运动范围相当有限。一般情况下很难满足规程要求，所以只允许选择性使用扩散通风。055-79000规定，如果煤仓深度不超过6m，入口宽度不小于1。且无瓦斯涌出。2.循环风。某一用风地点的部分或全部回风在同一地点重新进入进风的现象称为循环风。循环风一般发生在局部通风过程中。由于局部风反复返回同一局部地点，有毒有害气体和粉尘的浓度不断增加，不仅恶化了作业环境，而且由于瓦斯co

(5)巷道贯通时调整通风系统，事故隐患多，事故多发。因此，必须遵守《规程》的规定。1.在连接之前。当两个掘进工作面相距一定距离时(综掘50m，一般巷道20m)，必须停止其中一个工作面的掘进。此时，地质部门应做好地质调查工作，掌握贯通巷道附近的地质构造、顶底板岩性、水文地质等情况；通风部门要做好正常通风工作，做好竣工后通风系统调整的准备，预测竣工后风流方向、风量、瓦斯量的变化，明确调整风流设施的布局和要求。2.穿过去。必须有专人在现场指挥。只允许一个工作面掘进，另一个工作面必须停止工作，撤出工作面。车道入口处设置围栏和警示牌。并保持正常通风，风筒完好，瓦斯不超限。掘进工作面每次爆破前，必须有专人和检查员共同到回采工作面检查工作面及其回风的瓦斯浓度。如果瓦斯浓度超标，必须先停止掘进工作面的工作，然后进行瓦斯治理。只有当两个工作面及其回风中的瓦斯浓度低于1。0%，掘进面可以爆破。每次爆破前，必须有专人在两个工作面的入口处站岗。3.渗透后。采区内的一切工作必须停止，通风系统的风流立即稳定后，方可恢复工作。多个煤矿相连时，双方未能及时调整通风系统，检查瓦斯井，导致瓦斯爆炸事故。如1987年，贵州水城木冲沟煤矿东采区1111工作面，余云巷与工作面连通时，因为截割停止工作，风筒维护不好，截割面处于无风状态，瓦斯积聚；运输巷道向前连通时，炮眼和装药量不符合作业规程规定，最小抵抗线不足，造成放炮开炮，爆破火焰引爆掏槽孔内积聚的瓦斯，造成瓦斯爆炸。同时，矿区周边盲巷多，煤尘大，导致连续三次瓦斯煤尘爆炸，波及受损巷道2250m，死亡84人，给国家造成巨大损失。五、通风设施(1)矿井正常生产时，为了保证风流按设计路线流动，需要在通风系统中设置一系列构筑物，称为通风设施，以便在灾变时期维持正常通风或便于风流调度。通风设施按其功能可分为四类：切断风流的设施；引导风的设施；控制风量的设施。煤矿常见的通风设施有风门、风桥、密闭门、凤凰窗等。1.阻尼器。可以让人员和车辆通过并阻挡气流的通风设施。在有风门的巷道中，至少应有两个风门，它们之间的距离应大于运输设备的长度，以便当一个风门打开时，另一个风门关闭。风门分为普通风门和自动风门。普通风门靠人力打开，靠自重和风压差实现自动关闭。自动风门利用机械旋转、电动、气动和液压的原理来开启和关闭风门。2.挡风墙(关闭)。巷道中需要切断风流，同时又不需要通车的构筑物称为风墙或密闭。用于封闭采空区、火区和废弃旧巷道区域。根据使用寿命，密封结构可分为临时密封和永久密封两类；根据密闭的用途，可分为通风密闭、防火密闭、防水密闭和防爆密闭。3.风桥。在进风与回风平面的交汇处，必须建立一个空气桥

调节风窗就是在风门或风墙上方开一个面积可调的窗户，利用小窗户的面积调节来调节风量。(二)通风设施对安全生产的影响煤矿通风设施是否符合要求是影响漏风和有效风量的重要因素。质量不合格的通风设施对煤矿安全生产影响很大。由于通风设施损坏或不按规定使用，事故时有发生。比如2000年，某矿掘进工作面全风压通风。由于掘进工作面风量大、温度低，作业人员违规打开纵向风墙风门，导致掘进工作面风流短路、瓦斯积聚。瓦斯检查员漏检，放炮员违规放炮，致7人死亡。不及物动词矿井反风是矿井灾害发生时控制风流的一项重要救灾措施。井下发生火灾时，利用预设的防风设施，改变火灾产生的高温有害气体的流向，限制火灾影响区域，安全疏散受灾害威胁的人员。矿井生产中有全矿井反风和局部反风两种形式。全矿井反风，全矿井反风，是使全矿井总进回风巷和采区主要进回风巷完全反向的反风方式。当矿井进风井口、井筒、井下车场(包括井下车场主硐室)和与井下车场直接相连的大巷(如中央石门和运输大巷)附近发生火灾时，应采用全矿井反风。全矿井反风主要通过以下三种方法实现：1。防风洞和防大风。利用主通风机设置的专用反风道和控制风门，使通风机的排风口与反风道相连，风流被风硐压入回风道，使风流方向逆转。这种方法叫反风道反风。该方法可用于轴流式和离心式主通风机。图4-12是离心风机风道及风的换向方法示意图。这种反风方式要求在矿井建设期间要设置相应的反风装置。工程量大，矿井正常生产存在一定漏风，资金投入大，反风使用设备多，实施反风工作复杂。2.扭转风向。利用主要通风机使风流反向的方法称为反风。这种反风方法只能在使用轴流式主通风机时使用。这种抗风方式的优点是造价低，抗风方便，但抗风体积小。3.无反风道。利用备用主通风机本体作为反风道实现反风的方法称为无反风道反风。图4-13。这种反风方法可用于配备备用通风机的人员。这种方法基建追加投资小，但阻力大，不便于逆风。同时要保证备用风机在反风后能迅速恢复正常状态。矿井反风时，要注意采空区和封闭区各种有害气体和瓦斯的排放。由于反风作业时井下气压的显著变化，各种有害气体的排放也发生变化；反风作业时由抽出式通风改为压入式通风，大大增加了井下压力，使瓦斯和有害气体的排放量比正常通风少；当强制通风逆风工作时，它被改变为抽出式通风。井下气压大大降低，大大增加了瓦斯和有害气体的排放，对反风安全影响很大。为保证每个生产矿井具备全矿的反风能力，《规程》规定生产矿井的主要通风机必须有反风设施，并能在10分钟内改变巷道内的风向。改变气流方向时，主要通风机的供风量不应小于正常风量的40%。每季度至少检查一次防风设施；防风演习

当井下采区因局部风引起火灾时，主要通风机保持正常运行。通过调整采区预设风门的开关状态，使采区内部部分巷道风流反向，将火灾烟流直接引向回风巷道。防止火烟侵入工作面，威胁人的健康，影响正常生产。在采区设计中，应考虑布置局部反风系统，包括局部反风联络巷和反风风门等设施。这些防风设施应该用不可燃材料制成。每组安装两个减震器。采区局部反风系统的巷道布置及反风风门如图4-14所示。这些反风设施应在矿区布局中预先设置。而且附近没人工作时，要有遥控装置，以免及时反风，或者因为火势大，温度高，救护人员无法靠近风门。七。矿井风速的确定和矿井风量的计算。空气流动的速度称为风速，简称风速，用单位时间内流动的距离来表示。常用单位为m/s，实际通过巷道的风量是指单位时间内通过巷道断面的风量，常用单位为m3/min或m3/s，巷道内的风速和风量是矿井通风的主要参数之一。(一)测量风速和风量的目的在井筒和巷道中测量风速和风量的主要目的是：1。检查各用风地点的实际风量是否满足设计要求。2.检查各矿井实际风速是否符合《规程》的规定。3.检查漏气情况。测量风速和计算风量是矿井通风的基本操作技能之一，也是检查、分析和改进矿井通风的重要手段。055-79000规定矿井必须建立测风系统，每10天进行一次全面测风。对于采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风的结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施调整风量。(2)井筒和巷道断面上的风速分布当空气在井筒和巷道中流动时，由于空气粘性和井筒与巷道壁摩擦的影响，井筒和巷道断面上的风速分布是不均匀的。一般来说，巷道轴向部分风速最高，而巷道外围壁附近风速最低，如图9-1所示。通常，巷道中的风速是指某一断面的平均风速。(三)测风仪器1。测风仪器的种类矿井中使用的测风仪有机械式风速计、电子风速计、风速传感器、压差计和皮托管。所有测风仪器必须经计量检定部门校准，取得合格证后才能在煤矿使用。机械式风速计分为叶片式风速计和杯型风速计，但叶片式风速计在煤矿中应用广泛。根据测量范围，风速计分为：高速风速计，测量10m/s以上的风速；中速风速计，测量0.5-10m/s的风速；低速风速计测量0.5-5m/s的风速，测量时可根据井筒和巷道的风速选择合适的风速计。2.无论用什么方法测量风速计校准曲线中的风速，得到的数值都不是实际风速。由于机械风速计有摩擦力的影响，测得的指针数与实际风速不一致。因此，任何一个风速计都有必要用实验的方法绘制出实测风速与实际风速的对比曲线表，称为风速计校准曲线，如图4-6所示。根据风速计的标定曲线，可以得到风速计标定方程(或者可以直接从风速计上读出巷道的实际风速)，即可以根据公式(4-6)得到巷道的实际风速：函数式vzhen=av table+B (9-23)其中VA—实际真实风速，参考

为了准确测量井筒和巷道中的平均风速，通常的方法有：1。线路法和网格定点法是根据风速计在井筒和巷道中运动的方式来划分的，测风方法又可分为线路法和网格定点法。(1)直线法。风沿着预定的路线匀速运动，全程用lmin覆盖。风的运动“线”有多种形式，其中一种如图9-6所示。(2)定点法。将整个巷道断面分成几个大致相等的方块，使风速计在每个方块停留的时间相等，所有方块都以lmin为单位进行测量。图9-7显示了九点法；此外，还有三种方法等。2.侧身法和迎面法是根据风速仪的工作姿态，即风速仪与巷道的相对位置关系和风流量来划分的。风速计法可分为侧身法和迎面法。(1)侧身法。测风者背对巷道壁站立，手持风速计，手臂伸直朝向风流垂直方向的测风方法，称为侧身法。Nb是一个提供个人知识管理的网络存储空间。所有内容均由用户发布，不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息，谨防诈骗。如发现有害或侵权内容，请一键举报。

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