地下礦山災(zāi)害及防治技術(shù)

　　地下礦山通風(fēng)技術(shù)

　　(一)地下礦山通風(fēng)系統(tǒng)

　　1.地下礦山通風(fēng)的目的

　　礦井通風(fēng)的目的有兩個：在正常生產(chǎn)時期，保證向礦井各用風(fēng)地點輸送足夠數(shù)量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環(huán)境，確保礦井安全生產(chǎn);在發(fā)生災(zāi)變時，能有效、及時地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并與其他措施結(jié)合，防止災(zāi)害擴大。

　　2.地下礦山通風(fēng)系統(tǒng)

　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣，排除污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力及其裝置和通風(fēng)控制設(shè)施(通風(fēng)構(gòu)筑物)的總稱。

　　(1)通風(fēng)方式。根據(jù)進風(fēng)井和出風(fēng)井的布置方式，地下礦山通風(fēng)系統(tǒng)的類型可以分為中央式(中央并列式和中央分列式)、對角式(兩翼對角式和分區(qū)對角式)和混合式3類。

　　(2)通風(fēng)方法。根據(jù)主要通風(fēng)機的工作方法，地下礦山通風(fēng)方式分為抽出式、壓入式和壓抽混合式。

　　3.地下礦山漏風(fēng)

　　地下礦山漏風(fēng)是指通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流沿某些細小通道與回風(fēng)巷或地面發(fā)生滲漏的短路現(xiàn)象。產(chǎn)生漏風(fēng)的條件是有漏風(fēng)通道并在其兩端有壓力差存在。礦井漏風(fēng)按其地點可分為外部漏風(fēng)和內(nèi)部漏風(fēng)，前者是指地表與井下之間的漏風(fēng)，后者是指井下各處的漏風(fēng)。

　　地下礦山漏風(fēng)會造成動力的額外消耗;使礦井、采區(qū)和工作面的有效風(fēng)量(送達用風(fēng)地點的風(fēng)量)減少，造成瓦斯積聚、氣溫升高等，影響生產(chǎn)和工人身體健康;大量的漏風(fēng)會使通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低，風(fēng)流易紊亂，調(diào)風(fēng)困難，易發(fā)生瓦斯事故;會使采空區(qū)、被壓碎的煤柱和封閉區(qū)內(nèi)的煤炭及可燃物發(fā)生氧化自燃，易發(fā)生火災(zāi);當(dāng)?shù)乇碛兴�陷區(qū)時，老窯裂隙的漏風(fēng)會將采空區(qū)的有害氣體帶入井下，使井下環(huán)境條件惡化而威脅安全生產(chǎn)。

　　4.地下礦山反風(fēng)

　　地下礦山反風(fēng)是為防止災(zāi)害擴大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉(zhuǎn)風(fēng)流方向的措施。

　　(1)全礦性反風(fēng)。全礦反風(fēng)是指井下各主要風(fēng)道的風(fēng)流全部反向的反風(fēng)。

　　在礦井進風(fēng)井、井底車場、主要進風(fēng)大巷或中央石門發(fā)生火災(zāi)時常采用全礦性反風(fēng)，避免火災(zāi)煙流進入人員密集的采掘工作面�！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定：礦井主要通風(fēng)機必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在10min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向，當(dāng)風(fēng)流方向改變后主要風(fēng)機的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量40%。每年應(yīng)進行1次反風(fēng)演習(xí)，反風(fēng)設(shè)施至少每季度檢查1次礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時，應(yīng)進行1次反風(fēng)演習(xí)。

　　(2)局部反風(fēng)。在采區(qū)內(nèi)部發(fā)生災(zāi)害時，維持主要通風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)，主要進風(fēng)風(fēng)道風(fēng)向不變，利用風(fēng)門開啟或關(guān)閉造成采區(qū)內(nèi)部風(fēng)流反向的反風(fēng)。

　　(二)地下礦山風(fēng)量計算及通風(fēng)參數(shù)測定

　　1.煤礦礦井風(fēng)量計算

　　煤礦礦井風(fēng)量按下列要求分別計算，并選取其中的最大值：

　　(1)按井下同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3;

　　(2)按采煤、掘進、硐室和其他地點實際需要風(fēng)量的總和進行計算。各地點的實際需要風(fēng)量，必須使該地點的風(fēng)流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風(fēng)速以及溫度，每人供風(fēng)量符合礦山安全規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。

　　2.金屬非金屬地下礦山風(fēng)量計算

　　金屬非金屬地下礦山風(fēng)量按下列要求分別計算，并選取其中的最大值：

　　(1)按井下同時工作的最多人數(shù)計算，每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3;

　　(2)按排塵風(fēng)速計算。峒室型采場最低風(fēng)速不小于0.15m/s，巷道型采場和掘進巷遣不小于0.25m/s;電耙道和二次破碎峒室巷道不小于0.5m/s;箕斗峒室、破碎峒室等作業(yè)地點，可根據(jù)具體條件.在保證作業(yè)地點空氣中有害物質(zhì)的接觸限值符合《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》(GBZ2一2002)的前提下，分別采用計算風(fēng)量的排塵風(fēng)速;

　　(3)有柴油設(shè)備運行的礦井，按同時作業(yè)機臺數(shù)每千瓦每分鐘供風(fēng)量4m3計算。

　　3.通風(fēng)參數(shù)測定

　　(1)壓力。靜壓是單位體積空氣具有的對外做功的機械能所呈現(xiàn)的壓力，是風(fēng)流質(zhì)點熱運動撞壓器壁面而呈現(xiàn)的壓力，包括絕對靜壓和相對靜壓。

　　位壓是單位體積內(nèi)空氣在地球引力作用下，相對于某一基準面產(chǎn)生的重力位能所呈現(xiàn)的壓力。水平巷道的風(fēng)流流動無位壓差，在非水平巷道，風(fēng)流的位壓差就是該區(qū)段垂直空氣柱的重力壓強。

　　動壓是單位體積空氣風(fēng)流定向流動具有的動能所呈現(xiàn)的壓力，又稱為速壓。風(fēng)流動壓通常用皮托管配合壓差計測定。

　　全壓是單位體積風(fēng)流具有的(靜)壓能與動能所呈現(xiàn)的壓力之和。

　　總機械能(總壓力)是礦井風(fēng)流在井巷某斷面具有的(靜)壓能、位能和動能的總和。

　　(2)風(fēng)速。風(fēng)速的測定采用風(fēng)表，風(fēng)表一般分為高速風(fēng)表(≥10m/s)、中速風(fēng)表(0.5～10m/s)和微速風(fēng)表(0.3～0.5m/s)。

　　(三)地下礦山通風(fēng)設(shè)備和通風(fēng)構(gòu)筑物

　　1.礦用通風(fēng)設(shè)備

　　礦用通風(fēng)設(shè)備中最主要的是通風(fēng)機。通風(fēng)機按其服務(wù)范圍的不同，可分為主要通風(fēng)機、輔助通風(fēng)機、局部通風(fēng)機;按通風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理，可分為離心式通風(fēng)機和軸流式通風(fēng)機。

　　主要通風(fēng)機是用于全礦井或礦井某一翼(區(qū))的通風(fēng);輔助通風(fēng)機是用于礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的某些分支風(fēng)路中借以調(diào)節(jié)其風(fēng)量、幫助主要通風(fēng)機工作;局部通風(fēng)機是用于礦井局部地點通風(fēng)的，它產(chǎn)生的風(fēng)壓幾乎全部用于克服它所連接的風(fēng)筒阻力。