【PPT】金属非金属矿井通风作业-矿井通风系统课程预览：
【PPT】金属非金属矿井通风作业-矿井通风系统内容介绍：
该培训文档围绕金属非金属矿井中特殊条件下的通风问题展开，系统阐述了四类特殊矿井的通风措施，旨在保障井下作业人员健康与矿井安全生产，具体内容如下：
一、使用柴油设备矿井的通风
（一）柴油设备排放物危害
柴油燃烧产生的废气含上千种化学物质，除水、二氧化碳、氮气等，还包含氮氧化物、一氧化碳、二氧化硫、醛类、油烟、碳氢化合物、多环芳香烃及 3,4 – 苯并芘等有毒有害成分。其中，35 种物质可损害人体 DNA，15 种为致癌物质，会对神经系统、血液循环系统、呼吸系统造成危害，如引发头痛、恶心、呼吸道疾病，甚至急性慢性中毒、癌症乃至死亡。且地下矿山巷道和采场空间狭小、通风不畅，会进一步加大污染物浓度，危害作业人员健康。
（二）通风措施
通风系统与方式选择：各作业地点需有独立风流，避免污风串联，无法实现贯穿风流时配局部通风机；编制采掘计划时，柴油设备分布需合理，相对稳定以利风量分配与管理；优先选抽出式或抽压式通风，柴油设备重载运行方向宜与风流方向相反，加快废气稀释。
特殊区域通风安排：检修硐室应靠近采掘工作面回风系统一侧，设独立分区通风系统，若在中段主要进风段，需将污风流排至回风天井或回风巷；建立完善中段通风网络，斜坡道与中段连接口布置需匹配中段通风网，避免主风流串联污染。
改善废气排放特性：可通过推迟喷油定时、提高喷油速度、增加柴油机 15%-20% 储备功率防过载、低增压器与直喷式柴油机配套使用、改进燃烧室形状促进完全燃烧等措施实现。
二、含铀金属矿山开采的通风及防氡措施
（一）氡及其子体特性
氡是无色、无味、透明的放射性惰性气体，半衰期 3.825 天，不参与化学反应，易溶于水、油类等溶剂，在脂肪中溶解度是水的 125 倍，还易被固体吸附，活性炭吸附力最强。其衰变会放出 α、β、γ 射线，α 射线电离强、穿透弱，主要致内照射，危害呼吸道尤其是肺部；β、γ 射线电离弱、穿透强，β 射线伤眼，γ 射线易引发神经和血液系统疾病，高剂量可致命。
（二）矿内氡来源
主要来自爆下矿石析出（爆破后矿石接触空气面积增大，留矿法采场氡析出主要源于此）和地下水析出（裂隙中高浓度氡溶于地下水，进入矿井后因空气中氡分压低而析出），部分老矿山采空区积累的氡也可能成为主要来源。
（三）防辐射技术措施
通风方式选择：需结合岩层裂隙发育情况，岩石致密、裂隙不发育、氡析出受气压影响小时选抽出式；岩石裂隙发育、氡析出受气压影响大时选压入式，核心是控制氡在岩层中的渗流方向，减少析出量。
通风系统拟定：进风巷道布于不含或少含放射性物质岩层；采矿工作面进风巷直连新鲜风流，回风直入回风道，避免串联通风，不用人员常活动场所作回风道；排风口选在常年风向下方，高于地面，远离生活生产区；矿区范围大时用分区通风；禁止自然通风作主要手段，主通风机需连续运转防氡气积聚。
防氡具体措施：供给充足新鲜空气稀释氡及其子体；从减少岩矿暴露面积（结合采矿工艺，合理安排工程，选暴露面小的采矿方法，及时密闭采空区）和降低氡析出率（高析出率进风道用混凝土砌碹、喷射混凝土等覆盖，作业面喷雾洒水）两方面减少氡析出；用过滤器清除氡子体或快速混合通风促进氡子体沉降实现局部净化；通过配戴高效防尘口罩、清除表面污染、井下不进食吸烟、定期健康检查做好个体保护。
三、矿井降温
深热矿井（深井及热水矿井）因地热、热水、空气绝热压缩、设备散热等，存在空气温度高、湿度大问题，主要降温措施如下：
（一）通风降温
井下温度低于 36℃时最经济有效，机械通风降温有效深度达 1700-2300m。
健全通风系统：进风巷道选在矿岩传热系数小、热源温度低、风路短区域，合理划分通风区域，多中段作业矿井各中段设独立进回风系统；混合式通风降温效果最优，对角式次之，中央式较差，局部通风宜选压入式（风筒隔热后送风温度低）；部分矿山利用废旧巷道或开凿小井形成并联进风，国外有矿山用大直径钻孔直接向工作面供风。
适当加大进风量：可降低单位风量吸热，改善气候，但需控制风量，避免风速过高、通风费用增加及粉尘二次飞扬。
（二）湿式及干式冷却降温
利用冷水冷却热空气，水热容量大且低温冷水易获取。
湿式冷却：冷水与空气直接热湿交换，我国应用较多，在进风井口、井筒等安设水管喷雾，冷却效果与温差、接触面积时间、雾粒大小速度相关，还能除尘，但会增加空气和巷道湿度。
干式冷却：冷水通过管道壁与空气热交换，多用于局部地区，常用水冷式表面空气散热器，有带喷水（干湿混合，热交换能力强但装置复杂）和不带喷水两种。
优选冷却水源：深井水（水温 8-10℃）冷却效果优于矿井循环水。
（三）冷冻机制冷降温
装置组成：含制冷机（压缩机、蒸发器、冷凝器）、空气冷却器、循环水冷却三部分。
工作原理：制冷剂经压缩机变高压高温气态，入冷凝器被冷水冷却液化，经膨胀阀降压降温，入蒸发器绝热膨胀，吸收冷媒热量完全汽化，冷媒降温后送空气冷却器冷却工作面高温空气。
装置分类：按压缩机构分活塞式（中小型矿井）和透平式（大中型矿井，容量超 30 万 – 40 万大卡）；按安装情况分移动式（小容量，用于掘进工作面或局部高热区）和固定式。
制冷剂与冷媒：常用制冷剂为氟 – 12、氟 – 22，冷媒为水、盐水等。
布置形式：全部装置地面布置冷却总风流；制冷机地面布置，冷媒经绝热管道送井下空气冷却器；全部装置设于井下需降温区域。
（四）防止热量扩散与个体防护
防热量扩散：井下机电硐室设独立通风系统或局部冷却装置；压气管道用隔热材料包扎；及时密闭火区；热水型矿井超前疏干热水、堵水、隔热引流热水；局部高温岩层地段用硬质氨基甲酸泡沫作隔热材料；改革回采工艺，缩短高温作业时间。
个体防护：恶劣气候地点，让矿工穿戴冷却背心或冷却帽，此外煤层注水预冷、进风巷道放冰块、调热圈巷道进风也有一定降温作用。设计时需结合矿井高温原因与热害程度，因地制宜采取措施。
四、矿井防冻
我国北方冬季寒冷，进风井巷易结冰，影响设备运转与安全生产，需预热冷空气，保证进风温度不低于 2℃，以下情况需预热：井筒壁水大；生产实践证明不预热影响生产；地表气温达特定值（竖井≤-6℃、斜井≤-8℃、平硐≤-10℃）。
（一）锅炉蒸气预热
冷空气经加热器加热至 70-80℃，由专用联络道送入进风井巷与冷空气混合，保证混合后温度达标。应用广泛，但需锅炉等装置，耗煤多、成本高。
（二）地温预热
冬季地表气温低，空气入井后，岩体放热预热空气至 2℃以上。
优点：利用废旧巷道或采空区，无需额外设备，基建投资少、经营费用低、不耗燃料、易管理、施工操作简单、安全可靠、温度稳定，东北金属矿山应用效果好。
注意事项：含铀、镭矿岩的矿山，废旧巷道和采空区氡含量高，不可用；新建矿山初期可临时预热，上部中段巷道采空区废弃后调整为预热巷道；预热井巷尽量成并联网路，并联分支风量不超 20m/s；预热巷道无积水防结冰堵塞；选距地表深、岩石温度高的巷道；压入式通风时主通风机可兼预热风机，风量需增 10%-20%；使用前清洗巷道粉尘；夏季封闭预热巷道与主风路联络道，通地表热空气提升岩体温度，保障冬季预热效果。
