第二節 地下礦山災害及防治技術
一、地下礦山通風技術
(一)地下礦山通風系統
1．地下礦山通風的目的
礦井通風的目的有兩個：在正常生產時期，保證向礦井各用風地點輸送足夠數量的新鮮空氣，用以稀釋有毒有害氣體，排除礦塵和保持良好的工作環境，確保礦井安全生產；在發生災變時，能有效、及時地控制風向及風量，并與其他措施結合，防止災害擴大。
2．地下礦山通風系統
礦井通風系統是向礦井各作業地點供給新鮮空氣，排除污濁空氣的通風網絡、通風動力及其裝置和通風控制設施(通風構筑物)的總稱。
(1)通風方式。根據進風井和出風井的布置方式，地下礦山通風系統的類型可以分為中央式(中央并列式和中央分列式)、對角式(兩翼對角式和分區對角式)和混合式3類。
(2)通風方法。根據主要通風機的工作方法，地下礦山通風方式分為抽出式、壓入式和壓抽混合式。
3．地下礦山漏風
地下礦山漏風是指通風系統中風流沿某些細小通道與回風巷或地面發生滲漏的短路現象。產生漏風的條件是有漏風通道并在其兩端有壓力差存在。礦井漏風按其地點可分為外部漏風和內部漏風，前者是指地表與井下之間的漏風，后者是指井下各處的漏風。
地下礦山漏風會造成動力的額外消耗；使礦井、采區和工作面的有效風量(送達用風地點的風量)減少，造成瓦斯積聚、氣溫升高等，影響生產和工人身體健康；大量的漏風會使通風系統穩定性降低，風流易紊亂，調風困難，易發生瓦斯事故；會使采空區、被壓碎的煤柱和封閉區內的煤炭及可燃物發生氧化自燃，易發生火災；當地表有塌陷區時，老窯裂隙的漏風會將采空區的有害氣體帶入井下，使井下環境條件惡化而威脅安全生產。
4．地下礦山反風
地下礦山反風是為防止災害擴大和搶救人員的需要而采取的迅速倒轉風流方向的措施。
(1)全礦性反風。全礦反風是指井下各主要風道的風流全部反向的反風。
在礦井進風井、井底車場、主要進風大巷或中央石門發生火災時常采用全礦性反風，避免火災煙流進入人員密集的采掘工作面?！睹旱V安全規程》規定：礦井主要通風機必須裝有反風設施，并能在10min內改變巷道中風流方向，當風流方向改變后主要風機的供給風量不應小于正常供風量40％。每年應進行1次反風演習，反風設施至少每季度檢查1次礦井通風系統有較大變化時，應進行1次反風演習。
(2)局部反風。在采區內部發生災害時，維持主要通風機正常運轉，主要進風風道風向不變，利用風門開啟或關閉造成采區內部風流反向的反風。
(二)地下礦山風量計算及通風參數測定
1．煤礦礦井風量計算
煤礦礦井風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計算，每人每分鐘供風量不少于4m3；
(2)按采煤、掘進、硐室和其他地點實際需要風量的總和進行計算。各地點的實際需要風量，必須使該地點的風流中的瓦斯、二氧化碳、氫氣和其他有害氣體的濃度，風速以及溫度，每人供風量符合礦山安全規程的有關規定。
2．金屬非金屬地下礦山風量計算
金屬非金屬地下礦山風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計算，每人每分鐘供風量不少于4m3；
(2)按排塵風速計算。峒室型采場最低風速不小于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、破碎峒室等作業地點，可根據具體條件．在保證作業地點空氣中有害物質的接觸限值符合《工作場所有害因素職業接觸限值》(GBZ2一2002)的前提下，分別采用計算風量的排塵風速；
(3)有柴油設備運行的礦井，按同時作業機臺數每千瓦每分鐘供風量4m3計算。
3．通風參數測定
(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的壓力，是風流質點熱運動撞壓器壁面而呈現的壓力，包括絕對靜壓和相對靜壓。
位壓是單位體積內空氣在地球引力作用下，相對于某一基準面產生的重力位能所呈現的壓力。水平巷道的風流流動無位壓差，在非水平巷道，風流的位壓差就是該區段垂直空氣柱的重力壓強。
動壓是單位體積空氣風流定向流動具有的動能所呈現的壓力，又稱為速壓。風流動壓通常用皮托管配合壓差計測定。
全壓是單位體積風流具有的(靜)壓能與動能所呈現的壓力之和。
總機械能(總壓力)是礦井風流在井巷某斷面具有的(靜)壓能、位能和動能的總和。
(2)風速。風速的測定采用風表，風表一般分為高速風表(≥10m／s)、中速風表(0．5～10m／s)和微速風表(0．3～0．5m／s)。
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