第二節(jié) 地下礦山災(zāi)害及防治技術(shù)
一、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(gè)：在正常生產(chǎn)時(shí)期，保證向礦井各用風(fēng)地點(diǎn)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(shí)，能有效、及時(shí)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(kuò)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(diǎn)供給新鮮空氣，排除污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)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(jìn)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(jī)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(xì)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(diǎn)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(huì)造成動(dòng)力的額外消耗；使礦井、采區(qū)和工作面的有效風(fēng)量(送達(dá)用風(fēng)地點(diǎn)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(huì)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(huì)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)乇碛兴輩^(qū)時(shí)，老窯裂隙的漏風(fēng)會(huì)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(kuò)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(jìn)風(fēng)井、井底車場、主要進(jìn)風(fēng)大巷或中央石門發(fā)生火災(zāi)時(shí)常采用全礦性反風(fēng)，避免火災(zāi)煙流進(jìn)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(jī)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(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供風(fēng)量40％。每年應(yīng)進(jìn)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(shí)，應(yīng)進(jìn)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(shí)，維持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，主要進(jìn)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(jì)算及通風(fēng)參數(shù)測定
1．煤礦礦井風(fēng)量計(jì)算
煤礦礦井風(fēng)量按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值：
(1)按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3；
(2)按采煤、掘進(jìn)、硐室和其他地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和進(jìn)行計(jì)算。各地點(diǎn)的實(shí)際需要風(fēng)量，必須使該地點(diǎn)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(jì)算
金屬非金屬地下礦山風(fēng)量按下列要求分別計(jì)算，并選取其中的最大值：
(1)按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算，每人每分鐘供風(fēng)量不少于4m3；
(2)按排塵風(fēng)速計(jì)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(jìn)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(diǎn)，可根據(jù)具體條件．在保證作業(yè)地點(diǎn)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(jì)算風(fēng)量的排塵風(fēng)速；
(3)有柴油設(shè)備運(yùn)行的礦井，按同時(shí)作業(yè)機(jī)臺(tái)數(shù)每千瓦每分鐘供風(fēng)量4m3計(jì)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(jī)械能所呈現(xiàn)的壓力，是風(fēng)流質(zhì)點(diǎn)熱運(yùn)動(dòng)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(zhǔn)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(dòng)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(qiáng)。
動(dòng)壓是單位體積空氣風(fēng)流定向流動(dòng)具有的動(dòng)能所呈現(xiàn)的壓力，又稱為速壓。風(fēng)流動(dòng)壓通常用皮托管配合壓差計(jì)測定。
全壓是單位體積風(fēng)流具有的(靜)壓能與動(dòng)能所呈現(xiàn)的壓力之和。
總機(jī)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(dòng)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)。
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