矿井通风第4章矿井通风动力

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《矿井通风》习题集.

《矿井通风》习题集绪论思考题1、矿井通风的任务主要有哪些？2、我国煤矿安全生产的指导方针是什么？第一章矿井空气思考题1-1 地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何不同？1-2 什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？1-3 氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧气减少的原因有哪些？1-4 矿井空气中常见的有害气体有哪些？它们的来源和对人体的影响如何？《规程》对这些有害气体的最高允许浓度是如何规定的？1-5 用比长式检测管法检测有害气体浓度的原理是什么？可用来检测哪些气体？1-6 防止有害气体危害的措施有哪些？1-7 什么叫矿井气候条件？气候条件对人体热平衡有何影响？1-8 什么叫空气的绝对湿度和相对湿度？矿井空气的湿度一般有何变化规律？1-9 为什么在矿井的进风路线中冬暖夏凉、冬干夏湿？1-10 《规程》对矿井气候条件的安全标准有何规定？1-11 矿井的预热和降温主要有哪些方面的措施？1-12 风表按原理和测风范围分为几类？机械叶轮式风表的优缺点各是什么？1-13 风表测风时为什么要校正其读数？迎面法与侧身法测风的校正系数为何不同？1-14 风表校正曲线的含义是什么？为什么风表要定期校正？1-15 对测风站有哪些要求？1-16 测风的步骤有哪些？应注意哪些问题？习题1-1 井下某采煤工作面的回风巷道中，已知CO2的绝对涌出量为6.5m3/min，回风量为520 m3/min，问该工作面回风流中的CO2浓度是多少？是否符合安全浓度标准？（1.25%；符合标准）1-2 测得井下某一工作面风流的干球温度为22℃，湿球温度为20℃，风速为1.5m/s，求其相对湿度和等效温度分别是多少？（83%；14℃）1-3 井下某测风地点为半圆拱型断面，净高2.8m，净宽3m，用侧身法测得三次的风表读数分别为286、282、288，测定时间均为1min，该风表的校正曲线表达式为v真=0.23+1.002v表（m/s），试求该处的风速和通过的风量各为多少？（4.74 m/s；35.12 m3/s）第二章风流的能量与能量方程思考题2-1 什么是空气的密度？压力和温度相同时，为什么湿空气比干空气轻？2-2 什么叫空气的压力？单位是什么？地面的大气压力与哪些因素有关？2-3 什么叫空气的粘性？用什么参数表示粘性大小？粘性对空气流动起什么作用？2-4 何谓空气的静压、动压、位压？各有何特点？2-5 什么叫绝对压力？相对压力？正压通风？负压通风？2-6 什么叫全压、势压和总压力？2-7 在同一通风断面上，各点的静压、动压、位压是否相同？通常哪一点的总压力最大？2-8 为什么在压入式通风中某点的相对全压大于相对静压；而在抽出式通风中某点的相对全压小于相对静压？2-9 矿井通风中的能量方程是什么？从能量和压力观点讲，分别代表什么含义？2-10 为什么从单位质量不可压缩流体的能量方程可以推导出矿井通风中的能量方程？矿井风流应满足什么条件？2-11 为什么说风流在有高差变化的井巷中流动时，其静压和位压之间可以相互转化？2-12 能量方程式中动压和位压项中空气密度是否一样？如何确定？2-13 通风系统中风流压力坡线图有何作用？如何绘制？如何从图上了解某段通风阻力的大小？2-14 在抽出式和压入式通风矿井中，主通风机房内的U型水柱计读数与矿井通风总阻力各有何关系？2-15 为什么说主通风机房内安装压差计是通风管理中不可缺少的监测手段？习题2-1 井下某地点有两道单扇风门，测得每道风门内外压差为800Pa，风门门扇的尺寸高为1.5m，宽为0.8m，门扇把手距门轴0.7m，问至少用多大的力才能把门扇拉开？（548.6N）2-2 测得某回风巷的温度为20℃，相对湿度为90%，绝对静压为102500Pa，求该回风巷空气的密度和比容。

矿井通风4矿井通风动力

二、自然风压的影响因素及变化规律
自然风压影响因素
HN=f (ρZ）=f [ρ(T,P,R,φ)，Z ]
1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，
但影响较小。
HN
月份 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B D K 65 8 №24
防爆型对旋结构表示用途，K为矿用
叶轮直径（24dm) 电机为8极（740r/min）轮毂比0. 65的100倍化整
4、对旋风机的特点
一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反；机翼形叶片的扭曲方向也相反，两级叶片安装角一般相差3º；电机为防爆型安装在主风筒中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气流隔离，密闭罩中有扁管与大气相通，以达到散热目的。
静压功率：用风机静压计算输出功率，称为静压功率NS。计算式：
NS=HSQ×10—3
KW
风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）。计算式：
N Nt H tQ
或
t 1000t
N Ns HSQ
s 1000s
式中 t、 S分别为风机的全压和静压效率。
电动机的输入功率（ Nm ）：
设电动机的效率为m,传动效率为tr时,则
第三节通风机附属装置
一、风硐
风硐是连接风机和井筒的一段巷道。通过风量大、内外压差较大，应尽量降低其风阻，并减少漏风。
二、扩散器(扩散塔)
作用：是降低出口速压以提高风机静压。扩散器四面张角的大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。总的原则是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流。
三、防爆门(防爆井盖)
2、工作原理

矿井通风总结

第一章矿井空气1地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。

地面空气：O2 20.96% N2 79.0% CO2 0.04% 2矿井空气的主要成分（生成）及基本性质物理变化：气体混入-CH4,CO2,H2S等气体从地层涌出到井下空气中，固体混入-岩尘，煤尘和其他杂尘浮游于空气中。

气象变化-温度、气压和温度的变化引起井下空气的体积和浓度变化化学变化：物质的缓慢氧化、爆破工作、火区氧化和人员呼吸3新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，其成分与地面大气基本相同。

4污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

A．氧气(O2)矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。

B．二氧化碳(CO2)矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸等。

C．氮气(N2)矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出,灭火为注氮。

4矿井空气主要成分的质量（浓度）标准采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20％；二氧化碳浓度不得超过0.5％；总回风流中不得超过0.75％；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5％或采区、•采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5％时，必须停工处理。

《规程》规定CO最高允许浓度为0.0024%。

CH4 ：可燃3%--16%CO：可燃，13%-75%可以爆炸。

0.0024%H2S：臭鸡蛋味，0.0001%可嗅，剧毒，可燃，4.3%-45.5%可以爆炸。

0.00066%NO2：刺激性，易溶，会中毒。

0.00025%SO2：0.0005%可嗅，有刺激性，0.05%致命。

0.0005%NH3：易溶，浓度30%时会爆炸，有刺激性作用。

0.004%H2：可自然，4%-74%可以爆炸。

通风工程教案教材

流的相对全压总是等于相对静压与动压的代数和，动压恒为正值，且不分绝对与相对，对于抽出式通风，由于相对静压、相对全压都为负数，所以又写成： ht= h- hv • 例题：P14
第三节通风能量方程
• 一、空气流动连续性方程 • 二、可压缩流体能量方程
第四节能量方程在矿井通风中的应用
• 能量方程是通风工程的理论基础，应用极广。 • 了解水平风道的通风能量（压力）坡度线 • 习题：2-13、2-14
第三章井巷通风阻力
• 当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力（也称沿程阻力）和局部阻力。本章主要内容：通风阻力产生原因、计算方法及降阻措施。
• 3、氮气（N2） • 它是一种惰性气体，是新鲜空气的主要成分，
本身无毒，不助燃也不供呼吸。
• 三、矿井空气的主要成分浓度标准
害气体有哪些？及其基本性质 CO、H2S、NO2、SO2、NH3、H2，对CO和NO2性质和危害作较详细说明
二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准防治井下有害气体的措施：a、加强通风，冲淡各种有害气体；b、对局部地点采取针对性的抽放和稀释；c、喷雾洒水（如NO2 ）；d、加强检测与检查；e、及时设置栅栏；f、确保密闭工程质量；g、对中毒人员要施救得当。
• 第一节、矿井空气成分 • 一、地面空气的组成，干空气与湿空气的含义与区别 • 二、矿井空气的主要成分及基本性质：地面空气与矿井空气的区
别，新鲜空气与污浊空气的界定 • 1、氧气（O2） • 缺氧窒息是造成矿井人员伤亡的原因之一，我省煤矿是主要原因
之一。
• 我省1997、1998、1999三年间瓦斯事故大部分都是缺氧窒息事故，这三年统计情况如下：

轴流式离心式通风机理论知识

第四章通风动力本章重点和难点1、自然风压的产生、计算、利用和控制2、轴流式和离心式主要通风机特性3、主要通风机的联合运转4、主要通风机的合理工作范围欲使空气在矿井中源源不断地流动，就必须克服空气沿井巷流动时所受到的阻力。

这种克服通风阻力的能量或压力叫通风动力。

由第二章可知，通风机风压和自然风压均是矿井通风的动力。

本章将就。

对这两种压力对矿井通风的作用、影响因素、特性进行分析研究，以便合理地使用通风动力，从而使矿井通风达到技术先进、经济合理，安全可靠。

第一节自然风压一、自然风压及其形成和计算自然风压和自然通风图4-1-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。

如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。

在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致Array两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。

其重力之差就是该系统的自然风压。

它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。

在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向和冬季相反。

地面空气从井口5流入，从井口1流出。

这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。

图4—1—1 简化矿井通风系统由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。

根据自然风压定义，图4—1—1所示系统的自然风压H N 可用下式计算：gdZ gdZ H N ⎰⎰-=532201ρρ 4-1-1 式中 Z —矿井最高点至最低水平间的距离，m ；g —重力加速度，m/s 2；ρ1、ρ2—分别为0-1-2和5-4-3井巷中dZ 段空气密度，kg/m 3。

由于空气密度受多种因素影响，和高度Z 成复杂的函数关系。

因此利用式4-2-1计算自然风压较为困难。

为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替式4—1—1中的ρ1和ρ2，则(4-1-1)可写为：H Zg N m m =-()ρρ12 4-1-2二、自然风压的影响因素及变化规律自然风压影响因素由式4-1-1可见，自然风压的影响因素可用下式表示：H N =f (ρZ ）=f [ρ(T,P ,R ，φ)Z ] 4-1-3影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而影响空气密度又由温度T 、大气压力P 、气体常数R 和相对湿度φ等因素影响。

通风安全学1通风安全学

惰性稀有气体氦、惰性稀有气体氦、氖、氩、氪、氙等计在氮气中
二、矿井空气的主要成分及基本性质
新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气， 1．氧气(O2) 氧气(O 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体, 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。人体输氧量与劳动强度的关系劳动强度休息轻劳动中度劳动重劳动极重劳动呼吸空气量（L/min）氧气消耗量（L/min）呼吸空气量（L/min）氧气消耗量（L/min） 6-15 2020-25 3030-40 4040-60 4040-80 0.2－ 0.2－0.4 0.60.6-1.0 1.21.2-2.6 1.81.8-2.4 2.52.5-3.1
第 11 章矿尘防治
矿尘及其性质、 §1 矿尘及其性质、尘肺病 §2 煤尘爆炸及其预防 §3 综合防尘措施
第12 章
矿山防水
地面防水、地面防水、井下防水及其处理
第 13 章矿山救护
§1 矿山救护队 §2 矿工自救 §3 现场急救
第一章矿井空气
本章重点：本章重点： 1、空气成分；、空气成分； 2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度；、矿井有害气体、来源及最高允许浓度； 3、矿井气候条件、
第一节
一、地面空气的组成
矿井空气成份
定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。矿井空气地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。干空气组成的混合气体湿空气干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微是指完全不含有水蒸汽的空气二氧化碳、量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下。量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下。湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。气体成分氧气（O2）氧气（O2）氮气（N2）氮气（N2）二氧化碳（CO2）二氧化碳（CO2）按体积计／％按体积计／％ 20.96 79.0 0.04 按质量计／％按质量计／％ 23.32 76.71 0.06 备注

矿井通风理论

第二节空气物理性质与状态参数
井下空气由干空气、水蒸气和有害气体组成的混合气体。有害气体的含量小，成分复杂，变化大，在工程上将井下气体当作空气和有害气体的混合气体来分析。
空气物理性质：空气在受到力和热的作用下所表现出来的不同与其他物质的特性。
表征空气物理性质的物理量有两类：
– 一是空气物性参数，包括气体常数、比热容和黏度等，这些物性参数随空气中水蒸气的含量变化而变化；
– 有些情况下，根据具体条件采取其他措施，如抽放瓦斯，煤体注入石灰水以减少H2S和SO2 ，防止煤炭自燃等。
– 爆破后空气中CO、CO2、NO2等气体浓度往往超过安全浓度，除了采取水炮泥、喷雾洒水等措施外，必须等炮烟吹散后方可进入掘进工作面。当发生爆炸、火灾、煤与瓦斯突出等事故时，空气中有害气体的浓度通常是致命的，空中氧气浓度低于安全浓度应佩带自救器。
矿井通风理论
中国矿业大学(北京)安全工程系
目录
第一章井下空气第一节井下空气的成分第二节空气的物理性质与状态参数第三节井下气候条件
第二章通风系统第一节矿井通风系统第二节采区通风系统
第三章通风动力第一节矿用通风机的原理和构造第二节主要通风机的附属装置第三节通风机的实际特性曲线第四节自然风压及其利用
–（2）氮气
无色、无味、无臭气体，相对密度0.97，微溶于水，不助燃，无毒。地层中涌出的氮气可增加空气中的含量。
–（3）井下空气中常见有毒、有害气体
一氧化碳(C0)、二氧化氮(NO2)、硫化氢(H2S)、甲烷 (CH4)等。来源是爆破生成的炮烟、矿物氧化、火灾、爆炸以及柴油机工作产生的废气等。
(六)含湿量
– 通风工程中，湿度变化，总质量也变化。在含有1kg干

第4章通风动力

15
叶片的安装角θ可以根据需要来调整，国产轴流式通风机的叶片安装角一般可调为15°、25°、30°、 35°、40°和45°七种，使用时可以每隔2.5°调一次。
叶片按等间距t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此一压一吸便造成空气流动。
31
离心式通风机的风压曲线比较平缓，当风量变化时，风压变化不大；离心式通风机的功率曲线，在其稳定工作区内，功率随风量的增加而增加，为避免启动负荷大引起的电流过大烧毁电动机，所以离心式通风机启动时，应将闸门关闭，待通风机启动正常后再逐渐打开闸门。
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轴流式通风机的风压曲线比较陡，并有一个类似“马鞍形”的驼峰区，当风量变化时，风压变化较大。轴流式通风机的功率曲线，在其稳定工作区内 ( 图中所示的 GF 区 ) ，功率随着风量的增加而减少，为减少启动负荷，故轴流式通风机启动时，不能关闭闸门。
19
离心式通风机的反风情况如图4-12所示，正常通风时，反风门 1 和 2 为实线位置，反风时，反风门 1 提起，而将反风门 2 放下，风流自反风门 2 进入通风机，再从反风门 1 进入反风道 3 ，经风井压入井下。
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2.防爆门
《规程》规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。
3
0 1 2
6 5
4
3
4
通风动力的基本概念
• 机械风压

矿井通风复习总结

矿井通风复习总结第一章矿井空气矿井通风:利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程。

安全健康作业环境的需求，灾害事故控制的需求.矿井通风的任务是：满足人的生理需要；稀释并排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候由通风动力及其装置、通风井巷网络、风流监测与控制设施组成地面空气进入矿井以后即称为矿内空气。

地面空气则是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。

一般来说，将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气称为新鲜空气（新风）；经过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气（乏风）。

O2不少于20%，进风流中CO2不超过0.5%；总回风流中， CO2不超过0.75%；当采掘工作面风流中CO2 浓度达到1.5%或采区、采掘工作面回风道风流CO2浓度超过1.5%时，需要停工处理。

矿井瓦斯是指矿井内释放出的90%以上的甲烷及少量的乙烷等气体的总称，因此，瓦斯的主要成分是甲烷（CH4），甲烷是一种无色、无味、无臭的无毒气体，对空气的相对密度为0.55，难溶于水，扩散性较空气高1.6倍。

浓度高时，引起窒息。

不助燃，但在空气中具有一定浓度（5%~16%）并遇到高温（650°C~750°C）引起爆炸。

q g ≤10 m3/t ，且Q g ≤40 m3/min，为低瓦斯矿井；q g ＞10 m3/t ，且Q g ＞40 m3/min，为高瓦斯矿井采掘进风中CH4浓度不得大于0.5%，矿井总回风和一翼回风中CH4浓度不得大于0.75%；采掘回风中CH4浓度不得大于1.0%。

矿井气候是矿井空气温度、湿度和流速三个参数的综合作用状态，其对井下作业人员身体健康和劳动安全又重要的影响。

人体散热方式与影响因素：包括对流、蒸发和辐射三类散热方式，空气温度对人体散热方式有重要的影响，空气温度、湿度和风速是影响人体散热情况的三种主要因素。

矿井通风习题

第一章矿井空气复习思考与习题1、地面空气的主要成分是什么?矿井空气与地面空气有何区别?2、《规程》对矿井空气主要成分的浓度标准有哪些具体规定?3、造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些?4、矿井空气中的主要有害气体有哪些？其性质、来源、危害有哪些？《规程》规定的最高允许浓度为多少？5、防止有害气体的措施有哪些？6、什么叫矿井气候条件?评价矿井气候条件的主要指标有哪些？7、影响矿井空气温度的因素和矿井空气温度的变化规律是什么？8、设置测风站必须符合哪些要求？9、测风仪表按其工作原理、构造以及测风范围各分为几类？10、用风表测风为什么要校正其读数？用迎面法与侧身法测风时其校正系数为什么不同？11、用风表测风时应注意哪些事项？12、改善矿井气候条件应采取哪些措施？13、某矿井冬季总进风流的温度为5℃，相对湿度为70%。

矿井总回风流的温度为20℃，相对湿度为90%。

矿井总进、回风量平均值为2500 m 3/min 。

试求风流在全天之内从井下带出多少水分？（答：f a =4.76g/m 3，f a ′=15.48g/m 3，G△＝38t/d ） 14、某矿井地表年平均温度为t c ＝7.5℃，恒温带的深度为Z c ＝30m ，地温率为g ＝30m/℃。

求矿井深度为450m 处的岩石温度？（答：t r ＝21.5℃）15、半圆拱巷道，拱墙高1.55m,巷宽2.8m ，用侧身法测得的表速为3m/s ，该风表的校正曲线表达式为s υ= 2+c υ，计算该巷道通过的风量。

（答：Q ＝33.3m 3/s ）第二章矿井通风压力复习思考与习题1、何谓绝对压力、相对压力、大气压力、正压和负压？用坐标图来说明它们之间的相互关系。

2、空气从静压大的地点流向静压小的地点，其条件是什么？空气从全压大的地点流向全压小的地点，其条件是什么？3、如何理解绝对全压是绝对静压与速压之和？相对全压是相对静压与速压之和？速压有无绝对值与相对值的含义？4、“静压和速压可以相互转换”是指一个断面而言，还是指两个断面而言？同一断面上静压大的地点是否速压就小，速压大的地点是否静压就小？5、某矿采用抽出式通风如图2—23所示，用仪器测得风硐4断面的风量Q 4=40m/s ，净断面积S 4=4m 2，空气密度ρ=1.19kg/m 3，扇风机房U 形压差计的读数h=200mmH 2O ，风硐外与4断面同标高的大气压P0=101 332Pa，矿井自然风压h自=10mmH2O，自然风流方向与扇风机作用风流方向相同，试求P静4、P全4、h速4、h全4以及矿井通风阻力h阻各为多少？6、已知空气的压力为101 332Pa，温度为15℃，相对湿度为60%，试求该空气的密度。

矿井通风与空气调节基础知识

当氧气浓度低于3%时，可燃物失燃。
7
（1）氧气（O2）
• 矿内空气中氧浓度降低的主要原因 ✓ 人员呼吸 ✓ 煤岩和其他有机物的缓慢氧化 ✓ 煤炭自燃 ✓ 瓦斯、煤尘爆炸 ✓ 煤岩和生产过程中产生的各种有害气体
在井下通风不良的地点，如果不经检查而贸然进入，就可能引起人员的缺氧窒息。
8
• 《煤矿安全规程》规定，采掘工作面的进风流中氧气浓度（按体积百分比计算）不得低于20%。
应，出现种种不适症状，严重时可能导致缺氧死亡。
氧浓度（体积）/%
主要症状
17
静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难
15
呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉和判断能力降低，失去劳动能力
10～12 失去理智，时间稍长有生命危险
6～9
失去知觉，呼吸停止，如不及时抢救几分钟内
可能导致死亡
6
研究表明：当氧气浓度低于12%时，可燃物失爆；
• 《规程》规定，工作面进风流中CH4的浓度不能大于0.5 %，采掘工作面和采区的回风流中CH4的浓度不能大于1.0 %，矿井和一翼的总回风流中， CH4最高容许浓度为0.75 %。
28
第2章矿井通风阻力
• 风流必须具有一定的能量，用以克服井巷对风流所呈现的通风阻力。通常矿井通风阻力分为摩擦阻力与局部阻力两类，它们与风流的流动状态有关。一般情况下，摩擦阻力是矿井通风总阻力的主要组成部分。
10
矿内空气的主要成分
• （3）二氧化碳（CO2） • 二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，比重为
1.52，是一种较重的气体，很难与空气均匀混合，故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有明显的分界。二氧化碳不助燃也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。 • 在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的，但如果空气中完全不含有二氧化碳，则人体的正常呼吸功能就不能维持。

矿井通风

矿井通风矿井通风的概念及目的矿井通风概念：这种利用机械或者自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量地流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程就称为矿井通风。

矿井通风的目的：（1）供给井下人员足够的新鲜的空气，满足人员呼吸的需要。

（2）稀释和排除井下有害气体、矿尘，使之符合《规程》规定。

（3）调节井下气体条件，保障职工身体健康，提高生产效率。

矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一，因此，矿井通风的首要任务就是要保证矿井空气的质量符合要求。

第一章矿井空气成分及安全标准概念：一般来说，将井巷中经过用风地点以前、受污染程度比较轻的进风巷道内的空气，称为新鲜空气（新风）；经过用风地点以后、受污染程度比较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气（乏风）。

矿井空气和地面空气主要成分基本一致，主要有氧、氮。

地面空气进入井下后，就称为矿井空气，由于煤岩中各种气体的涌出以及可燃物的氧化和采掘作业的进行，使其成分将产生变化，(1)氧气含量减少，二氧化碳浓度增加；(2)混入各种有毒有害气体；(3)混入煤尘和岩尘； 3. 井下空气中主要成分及性质 (1)氧气(O 2)它能助燃，易与其他物质发生氧化反应，是井下人员呼吸和物质燃烧必需的气体。

因此，井下应阻止空气进入采空区和火区，以防止采空区煤炭自燃及火区复燃；在人员通过的井巷中要保证充足的氧气。

①造成氧气浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸。

在井下通风不良的地点，空气中的氧浓度可能显著降低，如果不经常检查而冒然进入，就可能引起人员的缺氧窒息。

所以井下必须杜绝微风、无风巷道，在设置有栅栏的巷道门口不得冒然进入。

采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20%；①氧气检查一般用“两用仪”，《煤矿安全规程》规定：矿长、矿技术负责人、爆破工、采掘区队长、通风区队长、工程技术人员、班长、流动电钳工下井时，必须佩戴便携式甲烷监测仪。

通风安全学复习资料以及考题

通风平安学期末考试复习资料第一章矿井空气矿井通风：利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。

矿井通风目的〔作用〕：〔1〕以供应人员的呼吸，〔2〕稀释和排除井下有毒有害气体和粉尘，〔3〕创造适宜的井下气候条件。

地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。

新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。

污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

矿井空气中常见有害气体：一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、氢气。

矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。

这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。

人体散热主要是通过人体皮肤外表与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种根本形式进展的。

对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。

干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。

矿井空气最高容许干球温度为28℃。

矿井下氧气的浓度必须在20%以上。

第二章矿井空气流动根本理论空气比容：是指单位质量空气所占有的体积，是密度的倒数。

当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的黏性。

其大小主要取决于温度。

表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。

每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。

含有极限值水蒸汽的湿空气中所含的水蒸汽量叫饱和湿度。

单位体积空气中实际含有的水蒸汽量与其同温度下的饱和水蒸汽含量之比称为空气的相对湿度。

不饱和空气随温度的下降其相对湿度逐渐增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。

干、湿温度差愈大，空气的相对湿度愈小。

含有1kg 干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的含湿量。

风流能量的三种形式：〔1〕静压能，〔2〕位能，〔3〕动能。

静压特点：a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；c.风流静压的大小〔可以用仪表测量〕反映了单位体积风流所具有的能够对外作功的静压能的多少。

5月通风培训矿井通风系统

• （一）、掘进通风管理的一般要求和措施 • 1、巷道掘进之前必须编制有关局部通风机和风筒的选择、安装及使用等的专门通风设计，报矿总工程师批准。不得使用扩散通风。
• 2、在高瓦斯矿井、煤与瓦斯突出矿井，局部通风机必须装设“三专两闭锁”设施。 • 3、一台局扇严禁同时向2个掘进工作面供风。 • 4、局部通风机安设距回风口不得小于10m，局部通风机的吸入风量要小于该处全风压供给的风量Q矿≥1.43Q局，以免发生循环风。
• 矿井通风总阻力=摩擦阻力+局部阻力
• 2、摩擦阻力计算：
hm
L U
3
S hm Rm Q 2
Q2
式中： — 摩擦阻力系数； L — 井巷长度； U — 井巷周长；S — 井巷断面积巷 Q — 通过的风风量R m — 井巷摩擦风巷摩
• 3、降低摩擦阻力的措施：扩大井巷断面；尽量缩短井巷长度；尽可能采用等面积下周长较小的圆形或拱形断面；尽量采用粗糙度较小的支护方式，如砌碹支护。
风机无人管，谁想开就开，想关就关，管什么安全不安全。
是谁关了风机？沼气达到5%了。
检修电气设备前，必须检查瓦斯，不能有任何侥幸心理。
• （二）、特殊情况下的通风管理
• 1、巷道贯通时的通风管理。贯通前通风区要编制调整通风系统计划，做好调风的准备工作；贯通时主管通风人员统一指挥；贯通后立即调整通风系统，待通风系统稳定后，瓦斯浓度不超过1%时，方可恢复其它工作。 • 2、短时间停工不得停风，长时间停工的巷道要及时封闭。
• 3、抽压混合式通风抽压混合式如图所示
• （三）通风网络 • 通风网络是指各类井巷、硐室、工作面的连接形式。 • 1、串联； 2、并联； 3、角联。

第195篇通风安全考试要点课后习题答案第4章通风动力2021

第195篇通风安全考试要点课后习题答案第4章通风动力4.1自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压。

在一个有高差的闭合回路中，水平底平面承受的空气高度是一样的，两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。

进、排风井井口标高相同，如果空气密度相同，则不会产生自然风压，如果空气密度不相同，则会产生自然风压。

4.2影响自然风压大小和方向的主要因素是什么？是否用人为的方法产生或增加自然风压。

影响自然风压的决定因素是两侧空气柱的密度差。

而密度又受到温度T、大气压力P、气体常数R和相对湿度等因素影响。

矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同影响自然风压的大小。

空气成分和湿度影响密度，但影响较小。

矿井回路中最高点与最低点间的高差与自然风压成正比。

主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。

4.3如图4-1-1所示井巷系统，当井巷中空气流动时，2、3两点的绝对静压力之差是否等于自然风压。

为什么。

4-4如图（4-4）所示的井巷系统，各点空气的物理参数如下表，求该系统的自然风压。

风流流动用能量方程分析Ht2=ht3Ht2=hv2+F2+密度g2Ht3=hv3+f3+密度g2+200所以两点的绝对静压力不同。

4-5主要通风机附属装置各有什么作用。

设计和施工时应符合哪些要求。

1.风硐：是连接风机和井筒的一段巷道。

要求：1.断面适当增大。

2.转弯平缓，成圆弧形。

3.风井与风硐的连接处应精心设计，风硐的长度尽量缩短，减少局部阻力。

4.风硐直线部分要有一定坡度，以利流水T。

5.风硐应安装测定风流压力的测压管。

6.施工时应使其壁面光滑，风门要严密，使漏风量小。

2.扩散器：风机出口外接一定长度、断面逐渐扩大的构筑物。

作用：降低出口速压以提高风机静压。

要求：1.小型离心式通风机的扩散器由金属板焊接而成。

扩散器扩散角不宜扩大，阻止脱。

2.出口处断面与入口处断面之比约为3-4.3.扩散器四面张角大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。

矿井通风动力

矿井通风动力矿井通风动力是指矿井内空气流动的力学过程，它是矿井安全生产的重要保障。

好的通风能够有效降低矿井的温度、降低空气中的有害气体浓度，提高工作环境中的氧气含量，保持矿井内处于良好的通风状态，从而保障矿工的身体健康和生产的安全。

矿井通风动力主要是由风机设备提供动力，通过矿井内的空气流动来实现通风。

而矿井内的空气流动则是由两种气体压力带动的。

一种是矿井内的自然气流，另一种是人工驱动的风机气流。

矿井通风动力中，风机是不可或缺的关键设备。

现代化的煤矿往往配备了很多种类型的风机，主要有离心式风机、轴流式风机、混流式风机等等。

其中，离心式风机在矿井通风中应用最为广泛。

它的优点是结构紧凑、效率高、噪声少，且能适应各种不同的气流条件。

而轴流式风机则常用于需要大量风量的情况下，如隧道、地下车库等。

在矿井通风动力的设计中，一般需要考虑到矿井的形状、大小、开采方法、施工困难程度以及通风需求等多种因素。

通常使用CFD（Computational Fluid Dynamics）计算机模拟技术进行矿井通风动力的研究与设计，通过数学模型和数值模拟方法，能够更加精确地预测矿井内的气流情况，及时发现风量不足、氧气含量过低等问题。

除了风机设备，在矿井通风动力中还需要配备一些其他的辅助设备，如气流调节门、防爆器、断电器等等。

其中，气流调节门可以通过调整通风道口大小来控制通风气流的流量和流向；防爆器则能够保障矿井内的安全，防止起火爆炸所造成的伤害。

而断电器则是一种自动化设备，能够检测到风机或通风系统出现故障，并在发现故障时自动停机，避免了事故的发生。

总之，矿井通风动力是煤矿安全生产的重要环节。

通过合理的设计与配置，能够有效地保障矿工的身体健康和生产的安全。

未来，在高新技术领域的不断发展下，矿井通风动力将会更加精准、高效，为矿工带来更加安全、舒适的工作环境。

矿井通风与除尘(蒋仲安版) 4 矿井通风动力

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4． 2． 1
离心式通风机的工作原理
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4．2．2轴流式通风机的构造和工作原理

空气沿轴向流动的通风机称为轴流式通风机。一般通风机的结构如图4-7所示，主要由集风器、叶轮、导叶和扩散器等组成。叶轮安装在圆筒形机壳中，电动机与叶轮直接联接。
图4-7 轴流通风机
１－集风器；２－叶轮；３－导叶；4－扩散筒
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4．2．2轴流式通风机的构造和工作原理

由于风机叶轮的叶片具有一定的斜面形状，当叶轮在机壳中高速转动时，使叶轮周围气体一面随叶轮旋转；一面沿轴向推进，气体在通过叶轮时获得能量，压力升高，进入扩散管后一部分轴向气流的动能转变为静压能，最后以一定的压力从扩散管流出。
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Axial Flow Fans

（1）主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）；（2）辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主要通风机通风，以保证该分支风量；（3）局部通风机，服务于独头掘进井巷等局部地区。

按通风机的构造和工作原理可分为离心式通风机和轴流式通风机两种。
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4.2 矿用通风机的类型及构造

有些叶轮的叶片安装角是可以调整的，
通过调整叶片安装角可以改变风机的性能参数。
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对旋式轴流风机
屋顶风机
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4．2．2轴流式通风机的构造和工作原理
图4-8是矿用轴流式风机在矿井通风井口安装作抽出式通风的示意图。
1-集风器；2-前流线体；3-前导器；4-第一级工作轮；5-中间整流器； 6 -第二级工作轮；7- 后整流器；8-环行或水泥扩散器；9-机架；10-电动机； 11- 通风机房；12—风硐；13-导流板；14-基础；15-径向轴承； 16-止推轴承；17- 制动器；18-齿轮联轴节；19- 扩散器

第4章矿井主要通风机

图4-1-2和图4随季节变化的情形。由图可以看出，对于浅井，夏季的自然风压出现负值，而对于我国北部地区的一些深井，全年的自然风压都为正值。
图4-1-2浅井自然风压示意图图4-1-3深井自然风压示意图
2、自然风压的影响因素
由式（4-1-1）可见，影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度除了受温度T的影响，还受大气压力P、气体常数R和相对湿度等因素影响。因此，影响自然风压的因素可用下式表示：
第
矿用通风机按其服务范围和所起的作用分为三种。
（1）主要通风机担负整个矿井或矿井的一翼或一个较大区域通风的通风机，称为矿井的主要通风机。主要通风机必须昼夜运转，它对矿井安全生产和井下工作人员的身体健康、生命安全关系极大。主要通风机一般安装在地面上，也是矿井的重要耗电设备。所以对主要通风机的选用，必须从安全、技术、经济等方面进行综合考虑。
（2）辅助通风机用来帮助矿井主要通风机对一翼或一个较大区域克服通风阻力，增加风量的通风机，称为主要通风机的辅助通风机。辅助通风机大多安装在井下，目前已很少使用。
（3）局部通风机为满足井下某一局部地点通风需要而使用的通风机，称为局部通风机。局部通风机主要用作井巷掘进通风，将在后续章节中讨论。
本章重点讨论主要通风机。矿用主要通风机按其构造和工作原理不同，可分为离心式通风机和轴流式通风机两大类，其中轴流式通风机又可分为普通式和对旋式两种。
第四章通风动力
矿井中的空气之所以能在巷道中运动而形成风流，是由于风流的起末点间存在着能量差。这种能量差的产生，若是由通风机提供的，则称为机械风压；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然风压。机械风压和自然风压都是矿井通风的动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气流动。但自然风压一般较小且不稳定，难以满足矿井通风的要求，因此我国《煤矿安全规程》第121条规定：矿井必须采用机械通风。故我国煤矿已普遍使用主要通风机进行机械通风，使矿井通风条件得到了根本保证和改善。