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一、矿井通风(一)矿井通风的目的供给矿井新鲜风量，冲淡并排出有毒、有害气体和矿尘，保证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准；创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故；保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。

(三)矿井供风标准矿井所需风量按下列要求分别计算并选取其中最大值：(1)井下同时工作的最多人数乘以单位时间内每人所需风量；(2)井下采煤、掘进、硐室和其他地点需风量的总和。

(四)矿井反风为防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施。

1．矿井反风方式(1)全矿性反风。

井下各主要风道的风流全部反向的反风。

在矿井进风井、井底车场、主要进风大巷或中央石门发生火灾时常采用全矿性反风，避免火灾烟流进入人员密集的采掘工作面。

(2)局部反风。

在采区内部发生灾害时，维持主要通风机正常运转，主要进风风道风向不变，利用风门开启或关闭造成采区内部风流反向的反风。

2．矿井反风注意事项(1)遵守《煤矿安全规程》对于矿井反风设施、主要通风机管理必须满足风流方向改变时间(10min)、反风后主要风机供风量(不少于正常供风量40％)、反风设施检查(至少每季度1次)和反风演习(每年1次)的规定。

(2)反风演习应注意井下各区域的供风量变化、瓦斯浓度以及对火区和采空区气体的影响。

(3)注意反风后影响区域人员的通讯联系和撤退。

(4)平常对井下人员进行反风知识的教育。

(五)矿井风流呈现压力及测定仪表1．静压单位体积空气具有的对外做功的机械能所呈现的压力，是风流质点热运动撞压器壁面而呈现的压力。

绝对静压：单位体积空气的压能，以真空零压力为计量基准的静压值。

常用空盒气压计、水银气压计或精密气压计等仪器测定。

相对静压：井巷某点的绝对静压与该点同标高大气压力之差。

常用皮托管和压差计配合测定。

2．位压单位体积内空气在地球引力作用下，相对于某一基准面产生的重力位能所呈现的压力。

水平巷道的风流流动无位压差，在非水平巷道，风流的位压差就是该区段垂直空气柱的重力压强。

3．动压单位体积空气风流定向流动具有的动能所呈现的压力，又称为速压。

风流动压通常用皮托管配合压差计测定。

4．全压单位体积风流具有的(静)压能与动能所呈现的压力之和。

5．总机械能(总压力)矿井风流在井巷某断面具有的总机械能等于其具有的(静)压能、位能和动能的总和。

6．风流总能量矿井风流在井巷某断面具有的流动能量为其总机械能及内能之和。

(六)矿井通风阻力矿井风流流动过程中，在各种阻滞力作用下，风流的部分机械能不可逆地转换为热能而引起的机械能损失。

1．摩擦阻力(沿程阻力)矿井风流沿程流动过程中因与井巷壁面摩擦及风流内摩擦而产生的能量损失。

2．局部阻力因井巷边壁条件变化，风流的均匀流动在局部地区因阻碍物(巷道断面突变、巷道弯曲、风流分合、断面阻塞等)的影响而被破坏，风流流速大小、方向或分布发生变化，产生涡流而造成的能量损失。

3．通风阻力定律表示井巷通风阻力与风阻、风量之间的关系，其阻力与风量的平方成正比。

4．降低通风阻力的措施扩大巷道断面、开掘关联风路、减少风路长度、使矿井总进风早分开和总回风晚汇合，选用摩擦阻力系数小的支护方式，尽量避免巷道急拐弯和风道断面突然变化、主要风道内禁止堆放木材等障碍物，等等。

(七)矿井风阻描述矿井或井巷通风难易程度的指标，包括摩擦风阻和局部风阻。

(1)井巷风阻：描述由一条或多条构成的通风网络的通风难易程度的指标。

(2)矿井总风阻：描述一个矿井通风难易程度的指标，其值取决于通风网络结构和各风路的风阻值。

(3)风阻特性曲线：表示矿井或井巷的通风阻力和风量关系特征的曲线，又称为阻力特性曲线。

(九)局部通风1．局部通风的技术管理和主要安全措施(1)保证工作面有足够的新鲜风量。

不准随意停风和减少风量；提高有效风量。

(2)保证局部通风机安全运转。

2．局部风量调节在采区内，采区之间和生产水平之间的风量调节称为局部风量调节。

3．风筒(导风筒)引导风流沿一定方向流动的管道。

(十)矿井漏风(1)漏风及产生原因。

矿井通风中漏风是普遍存在的现象，减少漏风是通风管理部门的基本任务，产生漏风的主要原因是有裂隙通道并有风压差的存在。

(2)漏风对矿井通风的不利影响。

大量漏风会造成动力的额外消耗；使矿井、采区和工作面的有效风量(送达用风地点的风量)减少，造成瓦斯积聚、气温升高等，影响生产和工人身体健康；大量的漏风会使通风系统稳定性降低，风流易紊乱，调风困难，易发生瓦斯事故；会使采空区、被压碎的煤柱和封闭区内的煤炭及可燃物发生氧化自燃，易发生火灾；当地表有塌陷区时，采空区裂隙的漏风会将采空区的有害气体带入井下，使井下环境条件恶化而威胁安全生产。

(3)漏风风流的流动状态。

漏风风流的流动状态有层流和紊流两种，与漏风介质的孔隙率有关，孔隙率小呈层流状态，孔隙率大呈紊流状态。

二、煤矿瓦斯(一)瓦斯的基本概念1．矿井气体的组成国内外对煤层瓦斯组分的大量测定表明，其中可能含有约20种气体：甲烷及其同系烃类气体(乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等)、二氧化碳、氮、二氧化硫、一氧化碳和稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙)等。

但最主要的成分为甲烷，按体积比例可达70％～99％，平均在90％以上；其次为氮气和二氧化碳，平均含量分别为3％～4％，而其他气体成分的含量通常都是非常低的。

2．煤层瓦斯赋存状态瓦斯在煤层中的赋存形式主要有以下两种状态：游离状态(也称自由状态)、吸附状态。

(二)煤层瓦斯含量及压力1．煤层瓦斯含量煤层瓦斯含量是指单位质量煤体中所含瓦斯的体积，一般用m3／t表示，煤层瓦斯含量是确定矿井瓦斯涌出量的基础数据，是矿井通风及瓦斯抽放设计的重要参数。

煤层在天然条件下，未受采动影响时的瓦斯含量称原始含量；受采动影响，已有部分瓦斯排出后而剩余在煤层中的瓦斯量，称残存瓦斯含量。

影响煤层原始瓦斯含量的因素很多，主要有煤化程度、煤层赋存条件、围岩性质、地质构造、水文地质条件。

2．瓦斯含量的测定方法煤层瓦斯含量测定方法目前主要有地勘钻孔测定法，实验室间接测定法和井下快速直接测定法3种。

3．煤层瓦斯压力及测定方法(1)煤层瓦斯压力存在于煤层孔隙中的游离瓦斯分子热运动对煤壁所表现的作用力。

煤层瓦斯压力是用间接法计算瓦斯含量的基础参数，也是衡量煤层瓦斯突出危险性的重要指标。

(2)测定方法。

直接测定法、间接测压法。

(三)矿井瓦斯涌出量1．矿井瓦斯涌出的形式煤层被开采时，煤体受到破坏或采动影响，贮存在煤体内的部分瓦斯就会离开煤体而涌入采掘空间，这种现象称为瓦斯涌出。

矿井瓦斯涌出形式可分普通涌出和特殊涌出两种。

2．影响瓦斯涌出量的主要因素影响矿井瓦斯涌出量的因素主要有煤层瓦斯含量、开采规模、开采程序、采煤方法与顶板管理方法、生产工序、地面大气压力的变化、通风方式、采空区管理方法。

3．矿井瓦斯涌出量的表示方法矿井瓦斯涌出量是指开采过程中正常涌入采掘空间的瓦斯数量，通常用单位时间或单位质量的煤所放出的瓦斯数量来表示，瓦斯涌出量的表示与计算方法有以下两种：绝对瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量。

4．矿井瓦斯涌出量的测定《煤矿安全规程》规定，一个矿井中只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井，瓦斯矿井必须依照矿井瓦斯等级进行管理。

矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为：低瓦斯矿井、高瓦斯矿井、煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。

每年必须对矿井进行瓦斯等级和二氧化碳涌出量的鉴定工作。

5．矿井瓦斯涌出量预测新矿井、新水平和新采区投产前，都应进行矿井瓦斯涌出量预测，现有的矿井瓦斯涌出量预测方法可以概括为两大类：一是矿山统计预测法，二是根据煤层瓦斯含量进行预测的分源预测法。

(四)瓦斯燃烧与爆炸瓦斯的主要成分，甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，密度为0．714kg／m3，与空气的密度比为0．554，比空气轻，容易积聚在空气上层。

瓦斯无毒，但当浓度很高时，会引起窒息。

矿井瓦斯不助燃，但它与空气混合达一定浓度后，遇火能燃烧、爆炸。

矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸，瓦斯爆炸和瓦斯煤尘爆炸事故是恶性事故。

(五)矿井瓦斯的喷出矿井瓦斯喷出与突出是煤矿瓦斯特殊涌出的两种主要形式，都是由于瓦斯和地压所引起的一种动力现象，特别是突出对矿井安全生产的威胁最为严重。

瓦斯喷出的预兆：矿压活动显现激烈，煤壁片帮严重、底板突然鼓起、支架承载离加大甚至破坏，煤层变软、潮湿等。

预防瓦斯喷出的措施：加强矿井地质工作，摸清采掘地区的地质构造情况；在可能发生喷出的地区掘进巷道时，应打钻孔预先探放高压瓦斯气源；掌握喷出的预兆，及时撤离工作人员；掌握矿压规律，避免矿压集中，及时处理顶板，促使其随采随冒及时充填采空区。

(六)煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出是指在采掘过程中，大量瓦斯和煤炭(岩石)在短时间内(几秒或几分钟)突然从煤层(岩层)中冲出的现象。

它具有突发性、极大破坏性和瞬间携带大量瓦斯和煤(岩)冲出等特点。

1．煤与瓦斯突出的一般规律(1)突出危险性随采掘深度的增加而增加；(2)突出危险性随煤层厚度的增加而增加，尤其是软分层厚度；(3)石门揭煤工作面平均突出强度最大，煤巷掘进工作面突出次数最多，放炮作业最易引发突出，采煤工作面突出防治技术难度最大；(4)突出多数发生在构造带、煤层遭受严重破坏的地带、煤层产状发生显著变化的地带、煤层硬度系数小于0．5的软煤层中；(5)突出发生前通常有地层微破坏、瓦斯涌出变化、煤层层理紊乱、钻孔卡钻夹钻、煤壁温度降低、散发煤油气味、煤层产状发生变化等预兆；(6)突出按动力源作用特征可分为三种类型：突出、压出和倾出；按突出物分类可分为四种类型：煤与瓦斯突出、煤与二氧化碳突出、岩石与瓦斯突出、岩石与二氧化碳突出。

2．煤与瓦斯突出机理煤与瓦斯突出的机理有许多种假设，但基本公认的是综合假说，即煤与瓦斯突出是由地应力、瓦斯和煤的物理力学性质三者综合作用的结果。

3．煤与瓦斯突出预测矿井在采掘生产过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即确定为突出矿井，发生突出的煤层即定位突出危险煤层。

突出危险区域预测通常采用瓦斯地质统计法、物探法、综合指标法。

工作面突出预测主要通过向采掘工作面前方煤体中施工钻孔，利用钻孔测定与地应力、瓦斯、煤的物理力学性质有关的指标，根据这些指标判断采掘工作面前方是否具有突出危险性。