法。矿井主要通风机对井下供风的工作方式可分为抽出式、压入式和抽压混合式3种。
矿井必须安装2套同等能力的主要通风机装置，1套工作另1套作备用，备用通风机必须能在10 min内开动。生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10 min内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40％。 2.
根据进风井与回风井之间的相互位置关系不同，矿井通风方式可分为中央式、对角式和混合式3类。
（1）中央式通风。中央式通风是指进风井与回风井大致位于井田走向的中央。按进、回风井在井田倾斜方向位置的不同又分为中央并列式和中央边界式2种。
（2） 对角式通风。对角式通风是指进风井大致位于井田中央，回风井位于井田浅部走向上方的通风系统。根据回风井在走向位置的不同又可分为两翼对角式、分区对角式2种。 （3） 混合式通风。混合式通风即中央式与对角式的混合布置，常见的混合式有中央并列与双翼对角混合、中央边界与双翼对角混合及中央并列与中央边界混合等。
3.
矿井风流按照生产要求在巷道流动时，风流分岔、汇合线路的结构形式称为矿井通风网络。矿井通风网络有串联通风、并联通风和角联通风三种基本形式。
串联通风是指两条或两条以上的巷道循序底首尾连接在一起的通风网络，又称一条龙通风；并联通风是指两条或两条以上的通风巷道在某一点分开，又在另一点汇合，中间没有交叉的通风网络；角联通风是指在并联的两条风路之间，还有一条或数条风路连通的通风网络。
4. 矿井通风构筑物
在矿井通风系统中，用以隔断﹑引导和控制风流的设施和装置，叫做通风构筑物。它们的作用是保证风流按计划的方向和风量流动，以保证井下人员在进行正常作业时所需要的风量﹑风速。通风构筑物主要有风门、风桥、风墙、风窗和风硐等。如图3-20所示。
（1） 风门。在井下平时行人、行车的巷道内设置的能够隔断风流和对风量进行调节的通风构筑物称为风门。
（2） 风桥。在进、回风巷道的交叉点，为避免风流短路而建造的通风构筑物称为风桥。根据风桥的服务年限，可分为永久性风桥和临时性风桥两大类。永久性风桥有绕道式风桥和混凝土（或砖石）风桥；临时性风桥一般用木板或铁风筒构成。
（3） 风墙。风墙又称“密闭”，是为截断风流而在巷道中设置的隔墙。凡是不运输、不行人，又需遮断风流的井巷都应设有风墙，可用它来封闭采空区、火区和废弃的旧巷等。
（4） 风窗。风窗又称“调节风门”，是安装在风门或其他通风设施上可调节风量的窗口。在并联网络中，若一个风路中风量需要增加，则可在另一风路中安设风窗，使并联风网中的风量按需供应，达到风量调节的目的。
（5） 风硐。风硐是联接主要通风机装置和回风井之间的一段巷道，断面形状通常是圆形或拱形，以引导风流，减少通风阻力。
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（a）
（b）
（c）
（d）
图3-20 通风构筑物示意图
a—风门、风窗 b—风桥 c—风墙 d—风硐
三、 矿井通风基本要求
1.
采区通风系统是矿井通风系统的基本组成部分，是指矿井风流从主要进风巷进入采区，流经有关巷道，清洗采掘工作面、硐室和其他用风巷道后，排到矿井主要回风巷的整个风流路线。
（1） 每一个生产水平和采区，必须布置单独的回风巷，实行分区通风。采区进、回风
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巷必须贯穿整个采区的长度或高度。严禁一段为进风巷，一段为回风巷。采掘工作面、硐室都要采用独立通风。采用串联通风时，必须符合《煤矿安全规程》的要求。
（2） 井下各地点按《煤矿安全规程》对风流中的瓦斯、二氧化碳、氢气和其他有害气体的浓度，风速以及温度，每人供风量的规定合理配风。按井下同时工作的最多人数计算，
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每人每分钟供给风量不得少于4 m。要尽量减少采区漏风。
（3） 有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。 （4） 凡长度超过6 m而又不通风或通风不良的独头巷道，按盲巷管理。 2.
采煤工作面通风主要采取全风压通风方式，即利用矿井主要通风机产生的风压和通风设施向工作面供风的通风方法。采煤工作面常用的通风方式主要有U形、W形、Y形、Z形等， 如图3-21所示为常见的U形、Z形通风方式。
（a）
（b）
图3-21采煤工作面通风方式 a—U形通风方式 b --Z形通风方式
3.
掘进通风又称局部通风，其方法主要有全风压通风和局部通风机通风。其中，局部通风机通风是目前广泛采用的一种掘进通风方法，它有压入式、抽出式和混合式3种，如图3-22所示。瓦斯喷出区域和煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出煤层的掘进通风必须采用压入式。 （1） 压入式局部通风机和启动装置，必须安装在进风巷道中，距掘进巷道回风口不得小于10 m；全风压供给该处的风量必须大于局部通风机的吸入风量。
（2） 高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。
（3） 严禁使用3台以上（含3台）的局部通风机同时向1个掘进工作面供风。不得使用1台局部通风机同时向2个作业的掘进工作面供风。
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图3-22掘进通风方式
a—压入式 b—抽出式 c—混合式
（4） 使用局部通风机通风的掘进工作面，不得停风；因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯。只有在局部通风机及其开关附近10 m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5％时，方可人工开启局部通风机。 （5） 掘进工作面的局部通风要实现“三专两闭锁”。“三专”即专用变压器、专用开关、专用电缆，“两闭锁”即风电闭锁和瓦斯电闭锁。
复习思考题
1. 地质构造对煤矿安全生产有什么影响？ 2. 煤矿井下生产系统有哪些？
3. 煤（岩）层产状三要素是什么？
4. 什么是地质构造?常见的构造形态有哪些？
5. 煤矿使用的爆破材料有哪些？如何实现安全爆破？ 6. 什么是矿山压力？矿山压力显现？ 7.矿井通风任务有哪些？ 8.
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第四章 矿井事故及其防治
安全生产事故是指生产经营单位在生产经营活动中发生的造成人身伤亡或者直接经济损失的事故。事故会造成生产活动的暂时中断或永久终止，并会引起人员伤亡或（和）财产损失。事故具有因果性、条件性和规律性，还具有偶然性、必然性和可预防性。认识事故的本质和发生规律，对于预防事故发生很有必要。矿井常见的事故包括瓦斯事故、煤尘爆炸事故、水害事故、顶板事故、火灾事故、机电运输事故和其他事故等。
第一节 瓦斯事故及其防治
瓦斯事故是指由于瓦斯的存在并失控而导致的事故。包括瓦斯爆炸事故、煤与瓦斯突出事故、瓦斯燃烧事故、窒息事故等。瓦斯爆炸事故是可以造成多人伤亡事故的“第一杀手”。
一、 矿井瓦斯
1.
矿井瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。甲烷是无色、无味、无臭的气体；不易溶于水；相对空气密度为0.554，比空气轻；它有很强的扩散性、渗透性；甲烷本身无毒，但不能供人呼吸；甲烷不助燃，但具有燃烧和爆炸性。
瓦斯在煤层及围岩中的赋存状态有以下2种：
（1） 游离状态。瓦斯以自由气体状态存在于煤层或围岩的空隙之中，其分子可自由运动，处于承压状态。
（2） 吸附状态。吸附状态的瓦斯按照结合形式的不同，又分为吸着状态和吸收状态。吸着状态是指瓦斯被吸着在煤体或岩体微孔表面，在表面形成瓦斯薄膜；吸收状态是指瓦斯被溶解于煤体中，与煤的分子相结合。
2.
矿井瓦斯的危害主要有以下3个方面：
（1） 当空气中瓦斯的含量达到一定值时，遇火就会燃烧或爆炸。瓦斯气体和氧气的量相匹配时，反应就充分、剧烈，表现为瓦斯爆炸；反之就表现为瓦斯燃烧。
（2） 当空气中瓦斯浓度很高时，空气中的氧含量相对降低，会使人窒息。 （3） 煤层及围岩中的瓦斯气体达到一定的压力，在冲击地压和采掘活动等诱因作用下，可以导致煤与瓦斯突出。
3.
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，划分为瓦斯矿井、高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。
二、 矿井瓦斯爆炸及其防治
矿井瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。其危害非常巨大：瓦斯爆炸时能产生1850 ℃以上的高温气体和强大冲击波，从而造成人员伤亡和设备、设施的损坏；如果爆炸源附近的沉积煤尘被扬起，还将导致煤尘爆炸；瓦斯爆炸将产生大量的有毒有害气体，会造成大量人员中毒而伤亡。 （一） 瓦斯爆炸的条件
瓦斯爆炸必须同时具备3个条件，即：一定浓度的瓦斯5%～16%；一定温度的引燃火源，瓦斯在空气中的引爆温度为650～750 ℃；足够的氧气含量，氧含量达到12％。三者缺一不可。
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