《通风安全学》
通风课后习题
《通风安全学》课程复习思考题与习题安徽理工大学能源与安全学院安全工程系编二00六年三月《通风安全学》复习思考题与习题第一章矿井空气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区别？1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。
1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。
1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。
1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。
第二章矿井空气流动基本理论2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。
2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。
2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？2-5 试述能量方程中各项的物理意义。
2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎样反映的？2-9 为什么风道入口断面的绝对全压可认为等于入口外面的大气压（或绝对静压），风道出口断面的绝对静压等于出口外面的大气压（或绝对静压）？2-10 抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器？扩散器安装有效的条件是什么？2-11 作为通风动力的通风机全压在克服风道通风阻力中起什么作用？已知通风机的进出口断面上的全压如何求算通风机全压？2-12 用压差计法测定通风阻力时，如果胶皮管中的空气温度大于井巷中的空气温度，测出的压差是否等于通风阻力？偏大还是偏小？=12.1324N/m3）γ=1.2380kg/m3，v=0.8078m3/kg，ρ为75%，求空气的密度、比容和重率。
通风安全学作业
通风安全学作业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区别？N2(78%) O2(20.96%) CO2(0.03%) Ar(1%) 其他稀有气体（0.01%）地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分浓度改变1-2 氧气有哪些性质?造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些？物理性质：氧是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，比重为1.105，是人和其他动物呼吸所必需的物质化学性质：氧是很活跃的元素，易使其他物质氧化，并能助燃主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破1-5 什么是矿井气候?简述井下空气温度的变化规律。
矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件在金进风路线上：冬季，冷空气进入井下，冷气温与地温进行热交换，风流吸热，地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季，与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等，致使产生较大热量，对风流起着加热的作用，气温逐渐上升，而且常年变化不大2-1说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比那种空气的密度大，问什么？一般条件下，气温是随着高度的增加而降低的，平均每上升100米，温度约降低0．6摄氏度，这样，大气低层温度高，空气密度小；高层温度低，空气密度相对较大，造成了“头重脚轻”的现象，大气层结就不稳定，容易上下翻滚而形成对流，这样就会使低层特别是近地面层空气中的污染物和粉尘向高空移散，从而减轻在大气低层污染程度。
可是，在某些特定条件下，比如一场冷空气过后，却会出现气温随高度增加而升高的现象，导致空气“脚重头轻”，大气科学中称这种现象叫“逆温”。
发生逆温的大气层叫“逆温层”。
逆温层的厚度可从几十米到几百米，它就像一层厚厚的被子盖在地面上空，空气不能向上扩散，“无路可走”后又向下蔓延，从而加重了大气污染。
通风课后习题
《通风安全学》课程复习思考题与习题安徽理工大学能源与安全学院安全工程系编二00六年三月《通风安全学》复习思考题与习题第一章矿井空气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区别？1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。
1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。
1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。
1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。
第二章矿井空气流动基本理论2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。
2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。
2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？2-5 试述能量方程中各项的物理意义。
2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎样反映的？2-9 为什么风道入口断面的绝对全压可认为等于入口外面的大气压（或绝对静压），风道出口断面的绝对静压等于出口外面的大气压（或绝对静压）？2-10 抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器？扩散器安装有效的条件是什么？2-11 作为通风动力的通风机全压在克服风道通风阻力中起什么作用？已知通风机的进出口断面上的全压如何求算通风机全压？2-12 用压差计法测定通风阻力时，如果胶皮管中的空气温度大于井巷中的空气温度，测出的压差是否等于通风阻力？偏大还是偏小？=12.1324N/m3）γ=1.2380kg/m3，v=0.8078m3/kg，ρ为75%，求空气的密度、比容和重率。
第194篇 通风安全学,张国枢版,考试要点,第3章井巷通风阻力2022
第194篇通风安全学，张国枢版，考试要点，第3章井巷通风阻力1.层流：也叫滞流，同一流体在同一管道中流动时，当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向做层状运动。
2.紊流，也叫湍流，当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流。
3.雷诺数：一个无因次准数，用来判断流体的流动状态，用re表示。
Re=vd/粘性系数，v是平均流速，d是管理直径。
4.流体在直圆管内流动时，当re<2320时，流动状态为层流，当re>4000,流动状态为紊流。
当re在2320-4000区域内时，流动状态是不固定的。
5.在非圆形断面的井巷，re数中的管道直径d应以井巷断面的当量直径de表示。
De= 4s/U，所以re= vd/粘性系数=4vs/(粘性系数*U)v是井巷断面上的平均风速。
空气运动的粘性系数，s是井巷断面积。
U是井巷断面周长。
6.对于不同开关的井巷断面，周长U和断面积S的关系为U=c*s1/2, c是断面的形状系数，梯形c=4.16,心拱c=3.85，半圆拱c=3.907.风速脉动现象：井巷中某点的瞬时速度v，虽然不断变化，但是在足够长的时间段t 内，流速v总是围绕着某一平均值上下波动，这种现象称为脉动现象。
8.风速分布系数：断面上平均风速与最大风速的比值。
9.摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦，所形成的阻力。
矿井通风中，克服沿程阻力的能量损失，常用单位体积风流的能量损失hf表示。
Hf=沿和阻力系数*L*密度*v2/(2d)L是风道长度，d是圆形风道直径，非圆形风道的当量直径。
v断面平均风速。
沿程阻力系数，又称无因次系数。
通过实验求得。
10.绝对糙度：管壁上小突起的高度。
相对糙度：绝对糙度与管道半径的比值。
11.尼古拉兹实验，5个区：1区，层流区。
Re<2320,沿程阻力系数与与相对糙度无关。
通风安全学
1.矿井通风目的：为提供充足的空气(供人呼吸)；稀释、排除有害气体；创造良好的气候条件。
2.矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量流动，最后将污浊空气排出全矿井的过程。
3.矿内采掘工作面的进风流中氧含量不得低于20%。
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4.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。
5.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；煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。
此外，有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。
《规程》规定：进风流中二氧化碳不超过0.5%；总回风流中，二氧化碳不超过1%。
6.空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破；矿井火灾；煤炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。
《规程》规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024%。
7.《规程》规定：空气中二氧化硫含量不得超过0.0005%。
《规程》规定氮氧化合物不得超过0.00025%。
《规程》规定硫化氢的允许浓度为0.00066%。
《规程》氨气允许浓度为0.004%。
8.矿内空气温度的变化规律：冬暖夏凉；井下空气湿度的变化规律：冬干夏湿。
9.矿井气候：矿井空气的温度，湿度和流速这三个参数的综合作用结果。
10.《矿山安全条例》第53条规定，矿井空气最高容许干球温度为28℃。
11.雷诺数：用来判别流体的流动状态的无因次准数称为雷诺数。
12.矿井内所有井巷中的风流均呈紊流状态。
13.14.等积孔：假定在无限的空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口。
当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。
15.降低井巷摩擦阻力的措施：降低α;扩大巷道断面S;减少周界长U;减少巷道长L;避免巷道内风量过于集中。
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
《通风安全》考试重点
《通风安全学》考试重点1、已知某矿相对瓦斯涌出量是8m3/t，绝对瓦斯涌出量是45m3/min，在采掘过程中曾发生过一次煤与瓦斯突出事故，则该矿属于C。
A、低瓦斯矿井B、高瓦斯矿井C、煤与瓦斯突出矿井解析：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可分为三个等级（1）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40（2）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40（3）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井：矿井在采掘过程中，只要发生一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井2、预防煤与瓦斯突出最经济，最有效的区域性防治措施是BA、煤层注水B、开采保护层C、瓦斯抽放解析：防突措施按作用范围可分为：区域性和局部性两大类。
区域性防突措施包括：开采保护层和大面积预抽煤层瓦斯。
开采保护层是预防煤与瓦斯突出最经济，最有效的措施。
局部防突措施：○1、松动爆破○2、钻孔排放瓦斯○3、水力冲孔○4、金属骨架○5、超前钻孔○6、超前支架○7、泄压槽○8、煤体固化3、为了提高爆破效果和保证安全爆破，炮眼装药后必须装填CA、岩石碎块B、小木块C、水炮泥解析：水炮泥就是将装水的塑料袋代替一部分炮泥，填于炮眼内。
爆破时水袋破裂，水在高温高压下汽化，与尘粒凝结，达到降尘目的。
此外，水炮泥还能降低爆破产生的有害气体，缩短通风时间，并能防止爆破引燃瓦斯。
4、爆破地点附近B以内风流中的瓦斯浓度达到1%，严禁爆破。
A、15米B、20米C、25米5、回采工作面容易引起瓦斯积聚的地点AA、上隅角与采煤机切割部B、下隅角与采空区C、采空区D、回风顺槽与采空区解析：瓦斯积聚是指瓦斯浓度超过2%，其体积超过0.5m3的现象。
有效地通风是防止瓦斯积聚的最有效最基本的方法。
6、高瓦斯矿井采掘工作面瓦斯检查次数每班至少A次A、3B、2C、17、《规程》规定，瓦斯喷出区域或突出矿井的掘进工作面严禁采用AA、抽出式B、压入式C、混合式8、当空气中混入可爆炸性煤尘或可燃气体时，瓦斯爆炸的下限将会A。
通风安全学课后题答案
一、矿井通风的目的：将源源不断的地面空气输送到井下各个作业点，以供人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下工作人员的身体健康和劳动安全。
矿井通风的首要任务就是要保证矿井质量符合要求。
矿井通风：就是利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向定量的流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程称为矿井通风。
二、矿井空气和地面空气的区别和联系？区别;地面空气进入矿井以后称为矿井空气地面空气：是由干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。
联系：地面空气进入矿井以后，由于受到污染，其成分和性质发生一系列的变化。
三、简述造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么。
《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有何规定。
答:造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是: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。
(4分) 《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有如下规定:采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%，二氧化碳不得超过0.5%。
(1分)四、矿井气候的指标？1.干球温度干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。
特点：在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。
指标比较简单，使用方便。
但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用。
2.湿球温度湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。
但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。
3.等效温度等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。
它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。
4 .同感温度同感温度（也称有效温度）是1923年由美国采暖工程师协会提出的。
这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图。
五、摩擦阻力和局部阻力怎么样产生？怎么样减小？由于风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。
《通风安全学》共234页
设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时， 必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保 健待遇。
采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室 的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
第一章 矿井空气
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目录
张建云
影响矿井温度的因素： （1）岩石温度的影响。 （2）地面空气温度对井下气温的影响。 （3）井下生成热和吸热对矿井气温的影响。 （4）空气压缩产生热。 （5）通风强度对矿井温度有较大的影响。
第一章 矿井空气
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张建云
地表
t夏=30℃ t冬=2℃
进风井口
地表
变温层20～30m来自t恒 ≈ 20℃恒温层
老塘和旧巷水放出。
第一章 矿井空气
10
目录
张建云
3．二氧化氮（NO2） （1）褐红色，有强烈刺激气味。
（2）易溶于水：NO2＋H2O →HNO3。（硝酸） （3）中毒有潜伏期。
（4）中毒者指头出现黄色斑点。中毒与浓度的关 系见P6表1-2-3。
（5）主要来源：井下爆破。
第一章 矿井空气
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张建云
用。使用的仪器包括抽气唧筒、秒表、温度计及一次 性检定管。
（3）遥测
第一章 矿井空气
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目录
张建云
取样唧筒
1—气体入口；2 —检定管插孔； 3 —三通阀阀把；
4 —活塞柱； 5—比色板；
6—温度计
第一章 矿井空气
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张建云
2．比长式CO检定管的使用（带实物）：
123 45
6
图1-1 比长式CO检定管
通风安全学
一、名词解释。
1、矿井瓦斯：矿井瓦斯是煤矿生产过程中，从煤、岩内涌出的各种气体的总称。
2、瓦斯喷出：指大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象。
3、煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤和瓦斯，并伴有巨响及气浪等现象，称为煤与瓦斯突出。
4、自然发火：是指有自燃倾向性的煤层被开采破坏后在常温下与空气接触，发生氧化，产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象叫自然发火。
5、阻化剂：在化学上，凡是能减少化学反应速度的物质皆称为阻化剂。
6、火风压：火灾时高温烟流流过巷道所在的回路中的自然风压发生变化，这种因火灾而产生的自然风压变化量，在灾变通风中称之为火风压。
7、矿尘：是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。
8、呼吸性粉尘：主要指粒径在5μm以下的微细尘粒。
9、尘肺病：是工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。
10、矿山综合防尘：是指采用各种技术手段减少粉尘的产生量，降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。
11、通风除尘：指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出，降低作业场所的矿尘浓度。
12、最低排尘风速：能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速。
13、最优排尘风速：能最大限度排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称最优排尘风速。
14、应急预案：针对具体设备、设施、场所和环境，在安全评价的基础上，为降低事故造成的人身财产与环境损失，就事故发生后的应急救援机构和人员，应急救援的设备、设施、条件和环境，行动的步骤和纲领，控制事故发展的方法和程序等，预先做出的科学而有效的计划和安排。
15、绝对瓦斯涌出量：单位时间涌出的瓦斯体积。
16、相对瓦斯涌出量：平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量。
二、填空。
1、瓦斯在煤体内存在状态有（吸附）和（游离）两种。
2、煤层中瓦斯垂直分带，从露头垂直向下分为四个带，（CO2~N2带、N2带、N2~CH4带、CH4带）。
通风安全学
通风网络图：是指用直观的单线条有向几何图形所表示的通风网络。
导风板：引风导风板、降阻导风板、汇流导风板。
漏风：未经用风地点而经过采空区、地面塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流入回风巷或排除地表的风量称为漏风。
矿井有效风量：是指送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之和。
水灾：不同形式不同水源的水通过某种途径进入矿井，并给矿井建设和生产带来不利影响和灾害的过程和结果。
矿井突水：凡是井巷掘进及工作面回采过程中，接近或沟通含水层、被淹巷道、地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然产生的突水事故。
瓦斯电闭锁：指当工作地点的瓦斯浓度低于规定浓度时能正常供电，但超过规定浓度时，瓦斯传感器控制断电。
瓦斯爆炸：一定浓度的甲烷和空气中氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程瓦斯涌出的不均衡系数：正常生产过程中矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值是经常变化的，但在一段时间内只在一个平均值附近上下波动，其峰值与平均值的比值称为不均衡系数。
瓦斯涌出量预测方法：分源法和统计法。
瓦斯喷出：指大量承压状态的瓦斯从煤体或岩体裂隙中快速喷出的现象。
局部防突措施：松动爆破钻孔排放瓦斯水力冲击金属骨架超前钻孔超前支架卸压槽震动爆破。
矿井通风网络：是一种由点、线及其属性（分支风阻、风量、压能等）组成的复杂网络系统。
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路、通风动力和通风控制设施的总称。
CO性质：无色无味无臭的气体，相对密度为0.97微溶于水，能与空气均匀混合，能燃烧，当浓度在13%-75%时有爆炸危险，它进入人体后首先与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能从而造成人体血液窒息。
来源：井下爆破，矿井火灾，煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。
防止有害气体的措施：加强通风冲淡瓦斯坚持检察争取主动喷雾洒水减少生成进入危险区避免窒息及时抢救减少死亡抽放瓦斯变坏为宝。
通风安全学
通风安全学
通风安全学是一个涉及研究和实践通风和空气质量管理的学科。
通风安全学主要关注如何保证室内空气的质量和流通，以避免空气污染和有害物质的积累，从而保障室内环境的健康和安全。
通风安全学涉及以下几个方面：
1. 空气质量监测和评估：通过测量和分析室内空气中的污染物，判断空气质量的好坏，评估其对人体健康和环境的影响。
2. 通风系统设计与运行：设计和运行适当的通风系统，以确保室内空气的流通和质量。
这包括通风设备的选择、布置和控制，以及通风系统的维护和管理。
3. 气流模拟和风场分析：通过数学模型和计算机模拟，研究和分析气流在室内的分布和传递，优化通风系统的设计和效果。
4. 空气污染控制和净化技术：研究和开发各种空气污染控制和净化技术，包括过滤、吸附、化学处理等，以降低室内空气的污染水平。
5. 室内环境健康和安全管理：制定和执行相关的室内环境健康和安全管理措施，包括建立室内空气质量标准、开展室内环境调查、培训和宣传等。
通风安全学的研究和实践对于保障室内环境的健康和安全至关重要，尤其在公共场所、工厂和医疗机构等需要高质量空气的场所。
同时，通风安全学也在建筑设计、能源管理和环境保护等领域发挥着重要作用。
通风安全学
h 1 h 2 ... h n Qs
2
R1 R 2 R n
R
i 1
n
i
二、网络图及网络特性
4)串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系
As 1 1 A1
2
1 A2
2
1 An
2
Ai
As
1 . 19
2
1 . 19
1 R1
2
...
1
Qs
1 R1
1 Rn
R2
2
二、网络图及网络特性
4)并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即
As
1 . 19 Rs
1 . 19 (
1 R1
1 R2
...
1 Rn
)
A s A1 A 2 A n
时，各分支阻力的代数和为零，即：
6 2 3
5 4
h Ri
0
hR 6 hR 3 hR 4 hR 2 0
如图，对回路２－３－４－6中有：
一、风量分配基本定律
（2）有动力源 设风机风压Hf，自然风压HN。如图， 对回路１－2－3－4 － 5 － 1中有：
H
f
5
6
2 3 4
H
二、网络图及网络特性
2.并联风网 由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成 的通风网络，称为并联风网。如图所示并联风网由5条分支 并联 4 （1）并联风路特性： 5 2 1)总风量等于各分支的风量之和，即
M
s
M
安全工程通风安全学
02
通风基本原理与方法
通风的定义及其目的
通风是指通过自然或机械手段，为室内或密闭空间 提供新鲜空气并排除污染空气的过程
• 自然通风：利用室内外空气的温差和 气压差，通过窗户、门等自然通道进行 空气交换 • 机械通风：通过通风设备（如风机、 空调等）强制空气流动，实现室内外空 气的交换
通风的目的在于维持室内空气质量和温 度，保障人们的舒适度和健康
• 新型通风设备研发：研究和开发具有高性能、低能耗、环保的 新型通风设备
• 智能化管理：利用人工智能和大数据技术，实现通风系统的智 能化管理和运行
• 通风安全学的研究将为工业生产的安全和环保提供有力支持，推 动行业的可持续发展
谢谢观看
THANK YOU FOR WATCHING
通风设备的维护与管理
通风设备的维护与管理是保障通风系统正常运行的 重要环节
• 定期检查通风设备的运行状态，如风 量、风速、噪音等 • 定期对通风设备进行清洁和保养，如 清洁风机叶片、检查空调滤网等 • 及时处理通风设备的故障，如更换损 坏的零件、调整设备参数等
通风设备的维护与管理应建立完善的制 度和流程，确保通风系统的安全性和稳
定性
• 制定通风设备维护计划，明确维护周 期和内容 • 建立通风设备运行记录，记录设备运 行状态和故障处理情况 • 培训操作人员，提高通风设备的操作 技能和故障处理能力
通05风安全学的应用案例分
析
通风安全学在矿山安全中的应用
矿山生产过程中会产生大量的有毒、有害气体和粉 尘，通风安全学的研究有助于提高矿山的安全水平
通风安全学在工业厂房安全中的应用
工业生产过程中会产生大量的有毒、有害气体和粉 尘，通风安全学的研究有助于提高工业厂房的安全
通风安全学复习资料
1．空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2 、NH3 、H22．矿井空气中有害气体的最高容许浓度CO \0.002 4%、NO2 \0.000 25%、SO2 \0.000 5%、H2S \0.000 66%、NH3 \0.004%采掘工作面进风流中的O2 >20％；CO2<0.5％；总回风流中CO2<0.75％；当采掘工作面风流中CO2达到1.5％或采区、•采掘工作面回风道风流中CO2超过1.5％时，必须停工处理。
3．矿井气候：矿井空气的温度、湿度、流速空气温度：对人体对流散热起着主要作用。
相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。
风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。
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℃湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，4．矿井空气湿度变化规律：主要取决于地面温度，尤其是在进风路线上，夏季地面高温空气进入井下，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，水蒸气凝结成水珠。
冬季冷空气进入井下，温度升高，相对湿度逐渐减小，吸收巷道中的水分，故出现“冬干夏湿”的现象。
回采工作面的气温在整个风流路线上，一般是最高的区段。
在回风路线上，因通风强度大，水分蒸发吸热，气流向上流动而膨胀降温，使气温略有下降，但基本上常年变化不大。
5．矿井工作面温度不得超过26℃，机电硐室不得超过30℃2.1静压能：由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外作功的机械能叫静压能，J／m3，静压：当空气分子撞击到器壁上时就有力的效应，这种单位面积上力的效应称为静压力，N/m2（空气都具有静压力、垂直于作用面、风流静压的大小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）2.2绝对全压P ti＝P i＋h vi ＝P oi ＋h ti 相对全压h ti＝h i＋h vi ＝P ti －P oi 相对全压有正负之分负压时| h ti | = | h i | －h vi2.3皮托管（+）为静压孔，受绝对静压Pi ；（—）为全压孔，受绝对全压Pti，U型管连接（+）和（—）测动压hvi，断开一头测得相应相对压力2.5流入某空间的流体质量必然等于流出其的流体质量ρ１V1 S1＝ρ２V２S２对于不可压缩流体，通过任一断面的体积流量相等，即Q=v i S i2.6风流入口断面处的绝对全压P ti等于大气压P o，风流出口断面处的绝对静压P i等于大气压P o由于风道是水平的，故各断面间无位能差，且大气压相等。
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。
通风安全学复习资料
通风安全学复习资料一、名词解释1. 矿井等积孔：假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A 的孔口，当孔口通过的风量等于矿井风量，而且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A 称为该矿井的等积孔（作用：用来衡量矿井通风难易程度的指标；）计算公式:A =例题应用书上51页2. 衡量矿井气候条件的指标：干球温度（矿用，最高28℃）、湿球温度、等效温度、同感温度、卡他度（反应气温和风速对气候条件的影响）。
3. 矿井空气：地面空气进入矿井以后的空气4. 矿井气候：指矿井空气的温度、湿度和流速这三个参数的综合作用状态5. 摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力6. 黏性：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，便产生黏性阻力以阻止相对运动，流体具有的这一性质称为流体的黏性7. 矿井通风系统：指矿井通风方法、通风方式和通风网路的总称8. 摩擦风阻：是空气密度、巷道粗糙程度、断面、周长、沿程长度诸参数的函数9. 工况点：风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Q 、H 、N 和η等，一般指H 和Q10. 通风三大定律：风量平衡定律，风压平衡定律和通风阻力定律二、填空/选择1. 空气的状态参数：温度、湿度、压力等2. 矿井气候是指矿井空气的温度、湿度、流速3. 生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃, 机电硐室的空气温度不得超过30℃4. “三专两闭锁”装置：“三专”指专用变压器、专用开关、专用电缆；“两闭锁”指风、电闭锁和瓦斯、电闭锁5. “一炮三检”：装药前、爆破前、爆破后检查6. 矿用通风机按服务范围分类：主要通风机、辅助通风机、局部通风机；按工作原理分类：离心式通风机和轴流式通风机 7. 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%，总回风流中的二氧化碳浓度不得超过0.75%，超过1.5%停工处理8. 矿井空气中有害气体的最高容许浓度：CO:0.0024% NO 2：0.00025% SO2：0.0005% H2S:0.00066% NH 3：0.004% CO2：0.5%9. 气体的黏性随温度的升高而增大，液体的黏性随温度的升高而减小10. 绝对湿度：每立方米空气中所含水蒸气的质量叫空气的绝对湿度，用ρv表示，只能反应空气中实际所含水蒸气量的大小，不能反应空气的干湿程度11. 相对湿度（φ）：φ=0 干空气：φ=1 饱和空气。
通风安全学第二矿井空气流动的基本理论
应综合考虑矿井通风需求、通风网络阻力、地形地貌、气候条件等因 素，选择适合的通风机类型和型号。
矿井通风设备的维护与管理
日常维护
定期检修
包括检查通风机的运转情况、轴承温度、 润滑情况等，确保通风机正常运转。
根据使用情况和厂家推荐的检修周期，对 通风机进行全面的检查和维修。
运行管理
人员培训
建立完善的运行管理制度，对通风机的运 行参数进行监测和记录，及时发现和处理 异常情况。
矿井风流流动的压力与阻力
压力分布
风流在流动过程中，由于受到各种阻力作用，压 力会发生变化。
阻力损失
风流在流动过程中，由于受到各种阻碍作用，会 损失一部分能量。
阻力系数
表示风流受到阻碍作用的大小，与风流流动的介 质、流速、管道等因素有关。
矿井风流流动的能量平衡与转换
能量守恒
风流在流动过程中，能量 不会凭空产生或消失，只 会从一种形式转换为另一 种形式。
矿井风流流动的阻力
摩擦阻力
风流在流动过程中与巷道壁面摩擦产生的阻力。
局部阻力
风流经过巷道转弯、变径等局部区域时产生的阻力。
风流自身的黏滞性阻力
风流自身的黏滞性导致的阻力。
矿井风流流动的动力与阻力的平衡
01
当矿井风流流动的动力大于阻力 时，风流会顺畅流动；反之，风 流则会产生紊乱、停滞或逆流。
02
压力
矿井内空气压力随深度增加而增大， 一般比地面低10%-20%。
流速
矿井内空气流速较低，一般在0.10.3米/秒之间。
矿井空气中有害气体
一氧化碳
是矿井中最常见的有毒气体之 一，主要来源于煤的燃烧和有
机物的氧化。
硫化氢
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超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停止工
作，撤出人员，采取措施，进行处理。
第一章 矿井空气
5
目录
张建云
3．《规程》139条规定：
采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必 须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行 处理。
第一章 矿井空气
6
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张建云
五、体积浓度和质量浓度的换算： 任何气体的克分子量就是该气体在标准状态下 1mol即22.4L的质量。如CO2的克分子量为44g,故相当 于体积浓度0.5%的CO2的质量浓度为：
ep2.某地点干温度计读数为t=22℃,
湿温度计读数为t=20℃,求该空气的相对
第一章 矿井空气
张建云
第一章 矿井空气
张建云
第一章 矿井空气
张建云
第一章 矿井空气
张建云
四、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准 1．《规程》135条规定： 矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓
度超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。
2．《规程》136条规定：
采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度
用。使用的仪器包括抽气唧筒、秒表、温度计及一次 性检定管。
（3）遥测
第一章 矿井空气
14
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张建云
取样唧筒
1—气体入口；2 —检定管插孔； 3 —三通阀阀把；
4 —活塞柱； 5—比色板；
6—温度计
第一章 矿井空气
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张建云
2．比长式CO检定管的使用（带实物）：
123 45
6
图1-1 比长式CO检定管
第一章 矿井空气
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张建云
七、矿井空气中有害气体的安全浓度标准：
《规程》第100条规定：
名 称 最高允许浓度（%） 名 称 最高允许浓度（%）
一氧化碳
0.0024 %＝24ppm 硫化氢
0.00066
二氧化氮 二氧化硫
0.00025 0.0005
氨气
0.004
第一章 矿井空气
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张建云
八、有害气体的检测 1．CO检测 （1）取样到化验室分析。 （2）用便携式仪器在现场快速测试。此法广泛烈刺激气味。
（2）易溶于水：NO2＋H2O →HNO3。（硝酸） （3）中毒有潜伏期。
（4）中毒者指头出现黄色斑点。中毒与浓度的关 系见P6表1-2-3。
（5）主要来源：井下爆破。
第一章 矿井空气
11
目录
张建云
4．二氧化硫（SO2） （1）无色，有强烈的硫磺味。 （2）易溶于水：SO2＋H2O →H2SO4。（硫酸） （3）有毒性。对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺 激作用，可引起喉炎和肺水肿。 （4）在风速较小时，易积聚于巷道的底部。 （5）主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫 的矿物中爆破；从含硫矿层中涌出。
1－堵塞物 5－玻璃粉
2－活性碳 3－硅胶 4－消除剂 6－指示剂（发烟硫酸、 I2O5 ）
第一章 矿井空气
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目录
张建云
2．CH4检测 （1）取样到化验室分析。 （2）用光学瓦检器检测。 （3）用便携式电子检测器检测。
（4）遥测。
第一章 矿井空气
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张建云
九、矿井气候概念： 1．温度 《规程》102条 进风井口以下的空气温度（干球
第一章 矿井空气
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张建云
为什么进风井会出现矿井第二个气候条件 ——
“冬干夏湿” ？
地表
进风井口
地表
V 变温层 S
恒温层
20～30m
进风井会出现矿井第二个气候条件的原因：有恒
温屋的存在。
第一章 矿井空气
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目录
张建云
（3）矿井空气的相对湿度的测定：
测定仪器： 手摇式湿度计或风扇式湿度计。 右图为风扇式湿度计。
1m3的空气
0.005m3的CO2
0.0224m3的CO2
44g的CO2
440.5% 9.82 ,g1 /m 3 0.0224
第一章 矿井空气
7
目录
张建云
六、矿井空气中常见的有害气体及其基本性质： 常见的有害气体
甲
一 氧 化 碳
硫 化 氢
二 氧 化 氮
二氨 氧 化 硫气
氢
烷 （
第
气
九 章
）
第一章 矿井空气
降为25℃、23℃呢？
解： ρV = 30.1×70% = 21.07 g/m3 （1）t=27 ℃， ρS = 25.6 g/m3
φ2 = 21.07÷25.6 = 82 %
（2）t=25 ℃， ρS = 22.9g/m3
φ2 = 21.07÷22.9 = 92 %
（3）t=23 ℃， ρS = 20.4g/m3 ， φ3 = ?
影响矿井温度的因素： （1）岩石温度的影响。 （2）地面空气温度对井下气温的影响。 （3）井下生成热和吸热对矿井气温的影响。 （4）空气压缩产生热。 （5）通风强度对矿井温度有较大的影响。
第一章 矿井空气
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张建云
地表
t夏=30℃ t冬=2℃
进风井口
地表
变温层
20～30m
t恒 ≈ 20℃
恒温层
温度，下同）必须在2℃以上。 生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机
电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超 过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予 高温保健待遇。
采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室 的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
第一章 矿井空气
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张建云
地温增升层
进风井出现矿井第一个气候条件 — “冬暖夏凉” 的主要原因是恒温层的存在。
第一章 矿井空气
20
目录
张建云
2．对湿度 （1）绝对湿度。：
（2）相对温度
V S
井下较为适宜的φ值：50—60% 。
第一章 矿井空气
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张建云
ep1.在夏季地表空气温度为30℃，空气的相对湿度
φ1为70%，进入矿井后，空气温度降为27℃，若空气的 绝对湿度不变，求进入矿井后的相对湿度。若空气温度
8
张建云
1．一氧化碳（CO） （1）CO是一种无色无味无臭的气体；比空气轻， 能与空气均匀地混合。 （2）能燃烧，有爆炸性。 （3）有毒性。中毒最显著的特征的中毒者粘膜和 皮肤呈樱桃红色。中毒症状与浓度的关系见表1-2-1。
（4）主要来源：井下爆破、火灾；自燃、瓦斯或 煤尘爆炸事故。
第一章 矿井空气
9
目录
张建云
2．硫化氢（H2S） （1） H2S是一种无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味 的气体；
（2）能燃烧，有爆炸性。
（3）有剧毒，有强烈的刺激作用。中毒症状见P5。 （4）易溶于水，但不稳定，常存在旧巷的积水中。
（5）主要来源：有机物腐烂；矿物氧化燃烧；从
老塘和旧巷水放出。
第一章 矿井空气
10
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