第二节 地下矿山灾害及防治技术
一、地下矿山通风技术
(一)地下矿山通风系统
1．地下矿山通风的目的
矿井通风的目的有两个：在正常生产时期，保证向矿井各用风地点输送足够数量的新鲜空气，用以稀释有毒有害气体，排除矿尘和保持良好的工作环境，确保矿井安全生产；在发生灾变时，能有效、及时地控制风向及风量，并与其他措施结合，防止灾害扩大。
2．地下矿山通风系统
矿井通风系统是向矿井各作业地点供给新鲜空气，排除污浊空气的通风网络、通风动力及其装置和通风控制设施(通风构筑物)的总称。
(1)通风方式。根据进风井和出风井的布置方式，地下矿山通风系统的类型可以分为中央式(中央并列式和中央分列式)、对角式(两翼对角式和分区对角式)和混合式3类。
(2)通风方法。根据主要通风机的工作方法，地下矿山通风方式分为抽出式、压入式和压抽混合式。
3．地下矿山漏风
地下矿山漏风是指通风系统中风流沿某些细小通道与回风巷或地面发生渗漏的短路现象。产生漏风的条件是有漏风通道并在其两端有压力差存在。矿井漏风按其地点可分为外部漏风和内部漏风，前者是指地表与井下之间的漏风，后者是指井下各处的漏风。
地下矿山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，老窑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。
4．地下矿山反风
地下矿山反风是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)全矿性反风。全矿反风是指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。《煤矿安全规程》规定：矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中风流方向，当风流方向改变后主要风机的供给风量不应小于正常供风量40％。每年应进行1次反风演习，反风设施至少每季度检查1次矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。
(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。
(二)地下矿山风量计算及通风参数测定
1．煤矿矿井风量计算
煤矿矿井风量按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：
(1)按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不少于4m3；
(2)按采煤、掘进、硐室和其他地点实际需要风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量符合矿山安全规程的有关规定。
2．金属非金属地下矿山风量计算
金属非金属地下矿山风量按下列要求分别计算，并选取其中的最大值：
(1)按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供风量不少于4m3；
(2)按排尘风速计算。峒室型采场最低风速不小于0.15m／s，巷道型采场和掘进巷遣不小于0．25m/s；电耙道和二次破碎峒室巷道不小于0.5m/s；箕斗峒室、破碎峒室等作业地点，可根据具体条件．在保证作业地点空气中有害物质的接触限值符合《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2一2002)的前提下，分别采用计算风量的排尘风速；
(3)有柴油设备运行的矿井，按同时作业机台数每千瓦每分钟供风量4m3计算。
3．通风参数测定
(1)压力。静压是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，包括绝对静压和相对静压。
位压是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。
动压是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。
全压是单位体积风流具有的(静)压能与动能所呈现的压力之和。
总机械能(总压力)是矿井风流在井巷某断面具有的(静)压能、位能和动能的总和。
(2)风速。风速的测定采用风表，风表一般分为高速风表(≥10m／s)、中速风表(0．5～10m／s)和微速风表(0．3～0．5m／s)。
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