矿井通风基本理论知识概述
矿井通风基本理论知识概述
矿井通风基本理论知识第一章矿井空气第一节矿井空气的主要成分矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是20.96%、79%、0.04%一、氧气(O2)无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是1.05）能助燃和帮助人呼吸。
《煤矿安全规程》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ；第100条规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%；人在一般情况下，在休息时的需氧量为0.2～0.4L/min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。
O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈一五%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡二、氮气无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为0.97，矿井中主要用于灭火。
矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。
三、二氧化碳ＣＯ２ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于巷道的底板，易溶于水，略带毒性。
当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。
主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过0.5%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过0.75%时必须立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过1.5%时,采掘工作面风流中浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
四、矿井空气的检测方法取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。
快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管第二节矿井空气中的有害气体矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
2 矿井空气流动基本理论
P T
(1
0.378P sat P
)
式中： P为大气压，Ｐsat为饱和水蒸汽压，单位： mmHg。 注意：Ｐ和Ｐsat 单位一致。 空气比容：
V 1 M
13
Hale Waihona Puke 2.2 风流能量与压力2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
3
2.1 空气主要物理参数
一、温度
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用 的主要参数之一，热力学绝对温标的单位K。
Ventilation and Safety of Mines
温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件
Ventilation and Safety of Mines
能量与压力是通风工程中两个重要的基本概念，压力可 以理解为：单位体积空气所具有的能够对外作功的机械能。 一、风流的能量与压力 ㈠静压能－静压 ⒈静压能与静压的概念 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，在矿井通风中，压力的概念 与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。 静压Pa=N/m2也可称为是静压能，二者数值相等
二、压力（压强）
空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿 井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的
宏观表现。P=2/3n(1/2mv2)
矿井常用压强单位：Pa atm 等。 换算关系：１atm=760mmHg=1013.25mmbar=101325Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar
矿井通风基本知识(正式版)
文件编号：TP-AR-L8326In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives.（示范文本）编订：_______________审核：_______________单位：_______________矿井通风基本知识(正式版)编订人：某某某审批人：某某某矿井通风基本知识(正式版)使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。
材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。
一、矿井通风概述（一）矿内空气1. 矿内空气主要成分矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。
2.矿内空气中的有毒有害气体（1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。
一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。
一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。
（2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。
对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。
浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。
硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。
（3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。
二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。
煤矿矿井通风培训
04 矿井通风技术与管理源自矿井通风技术发展1 2
传统矿井通风技术
以自然风流和机械通风为主，注重风流控制和调 节。
现代矿井通风技术
引入计算机技术和智能传感器，实现风流实时监 测与控制，提高通风效率和安全性。
3
未来矿井通风技术展望
研究新型通风设备与技术，结合物联网、大数据 和人工智能，实现矿井通风的智能化和自适应调 节。
矿井通风系统的维护与管理
为了确保矿井通风系统的正常运行，需要定期对通风设备进行检查、 维修和保养，确保通风系统的可靠性。
矿井通风设备与设施
主要通风设备
主要通风设备包括轴流式通风机 和离心式通风机等，用于提供足 够的动力将新鲜空气输送到矿井
内部。
辅助通风设备
辅助通风设备包括风门、风窗、风 桥等，用于调节和控制风流的方向 和流量。
的快速反应和协作能力。
培训考核与评估
理论考核
对矿工进行矿井通风基本知识的测试，确保矿工 掌握必要的安全知识和理论。
实操考核
对矿工进行通风设备的操作和维护考核，评估其 实际操作能力和技能水平。
模拟演练评估
对矿工在模拟演练中的表现进行评估，总结经验 和不足，提出改进意见和建议。
THANKS
国家标准与行业标准
遵循国家和行业颁布的矿井通风技术标准与规范，如《煤矿安全 规程》等。
企业标准与操作规程
制定企业内部的通风技术标准与操作规程，规范矿井通风设计与 施工。
监督检查与考核
定期对矿井通风工作进行监督检查与考核，确保各项标准与规范 的落实。
05 矿井通风培训与实践
培训目标与内容
培训目标
提高矿工的矿井通风安全意识和 技能，确保矿井通风系统的正常 运行，降低事故风险。
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。
矿井通风与空间调节 知识点
第一章绪论●矿井通风的目的：（1）向矿井输入新鲜空气和排出污浊空气。
即依靠通风动力将定量的新鲜空气，沿着既定的通风线路输入井下，以满足回采、掘进工作面及相关硐室的需要；同时，将用过的空气不断排出地表。
（2）保证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准。
（3）创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故。
（4）保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。
●矿井空气流动基本理论：如何判断井下流体的流态，如何建立井下风流流动的能量方程式是阻力计算和系统测定等内容的重要依据，直接影响井下通风效果。
●矿井通风动力：扇风机是矿井通风系统的心脏。
了解扇风机的构造与分类，正确认识扇风机的个体特性曲线和扇风机的工况点以及正确地分析扇风机联合作业是保证通风系统高效率运行的前提。
●矿井通风系统中风量分配和调节：任何一个设计完好的矿井通风系统，都不是一成不变的。
若不能正确、及时地在矿井通风网路中进行风量调节，就不能保证井下用风点的风量和风质。
●空气流动过程中的能量变化和能量方程：矿内风流在流动过程中会遇到不同类型的阻力而产生相应的能量损失。
如何把流体力学的伯努力方程式合理地运用于井下风流的流动，从而建立起适用于矿山井下风流流动的能量方程式是个关键。
●扇风机的联合运转：当井下一台主扇能力不够时，就需要使用风机联合运转。
但扇风机的联合运转不一定能产生预期的效果，甚至可能适得其反。
如何结合井下的具体情况，利用扇风机个性特性曲线正确地分析扇风机联合运转的效果是关键。
第二章矿井大气●井下空气的主要成分：有O2、N2、CO2，但是N2是惰性气体，故主要还是O2、CO2。
●井下空气的物理变化：（1）气体混入：井下空气中混入CO2和H2S等气体。
（2）固体混入：井下各作业点所产生的矿尘和其他杂尘浮游在井下空气中。
（3）气象变化：主要是由于井下空气的温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度变化。
●入风风源的粉尘含量要求：安全规程规定，就含尘量而言，入风风源的含尘量不大于0.5mg/m3。
矿井通风与空气调节
矿井灾害防治理论与技术部分
1、矿井瓦斯防治 2、矿井火灾防治 3、矿井粉尘灾害 4、矿井水防治
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主要参考书目
1.黄元平《矿井通风》 2.赵以蕙 《矿井通风与空气调节》 3.张国枢《通风安全学》 4.王德明 《矿井通风与安全》 5.俞启香《矿井瓦斯防治》 6.《中国矿井通风工程图集》 7.《煤矿安全规程》
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毒理和临床表现
一氧化碳（CO） CO + Hb → HbCO
亲和力 HbCO ﹥HbO2 300倍 解离速度 HbCO ﹤HbO2 3600倍
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毒理和临床表现
（1）CO所致组织缺氧及其程度取决于以下因素:
①HbCO饱和度：空气中 CO 浓度愈高，肺泡 气中 CO分压愈大，血液中 HbCO饱和度愈高。
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HbCO指数
CO随空气吸入后，通过肺泡进入血液循环， 与血液中的血红蛋白（Hb）和血液外的其他 某些含铁蛋白质（如肌红蛋白、二价铁的细 胞素等）形成可逆性的结合。由于其与血红 蛋白的亲和力要比氧与血红蛋白的亲和力大 240倍，故把血液内氧合血红蛋白中的氧排 挤出来，而形成碳氧血红蛋白（HbCO）；又 由于碳氧血红蛋白的离解比氧合血红蛋白 （HbO2）的离解慢3600倍，故HbCO较之 HbO2更为稳定。
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2.1.7 硫化氢（H2S）
硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味， 当空气中浓度达到0.0001%即可嗅到。硫化氢 相对密度为1.19，易溶于水，在常温、常压下 一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢，可 能积存于旧巷积水中。空气中硫化氢浓度为 4.3%～45.5%时有爆炸危险。
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二氧化碳对人呼吸的影响
在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧 气中加入5%的二氧化碳，以刺激遇难者的呼 吸机能。
矿井通风知识概述
矿井通风知识概述1. 矿井通风的重要性矿井通风是矿山安全生产中的重要环节。
矿井通风系统的正常运行可以保证矿工的安全和健康，有效控制矿井底部的有害气体浓度，降低火灾和瓦斯爆炸的风险。
同时，良好的通风系统还可以提高矿井的采矿效率，为矿山的可持续发展提供保障。
2. 矿井通风系统的组成矿井通风系统包括主风机、矿井风门、风筒、风井和巷道等组成部分。
主风机是矿井通风系统的核心设备，主要负责产生并输送大量的新鲜空气到矿井的各个区域。
主风机通常设置在矿井井口，通过转子的旋转运动产生气流。
主风机的性能指标包括风量、风压和效率等。
2.2 矿井风门矿井风门用于调节矿井通风系统的风量和方向。
矿井风门根据需要可以安装在巷道、井筒或矿井眼位置，通过开启或关闭风门来控制气流的流向和流量。
2.3 风筒风筒是连接主风机和巷道的管道，主要用于输送新鲜空气到各个采区或工作面。
风筒一般采用金属材料制造，可以根据需要进行弯曲和连接。
风井是垂直连接井下的巷道和地面的通道，用于排放井下废气和烟雾，并保证矿井通风系统的正常运行。
风井通常设置在主风机旁边，通过风井和通风井筒的连接，实现新鲜空气的供应和废气的排放。
2.5 巷道巷道是矿井中的通道，用于供矿工进出和运送煤矿等物质。
巷道的布局和结构对矿井通风系统的效果有很大影响。
巷道的设计应尽量减少阻力和风阻，保证通风系统的正常工作。
3. 矿井通风的基本原理矿井通风的基本原理是利用气流的流动来实现空气的交换和废气的排放。
矿井通风系统通常分为自然通风和机械通风两种形式。
3.1 自然通风自然通风是利用自然气流的压力差和温度差来实现通风的方式。
当矿井井口、采区或巷道的温度和湿度不同于外界环境时，就会产生温差气流或风。
利用这种温差气流或风，可以实现矿井通风系统的自然循环，将新鲜空气输送到需要的区域，排放废气。
3.2 机械通风机械通风是通过主风机和辅助设备来产生气流，实现通风的方式。
机械通风系统可以根据需要调节风量、风压和风向，保证矿井通风系统的正常运行。
第2章 井巷空气流动基本理论及应用
5
二、比容（比体积）
•
空气的比容是指单位质量空气所占有的 体积，用符号(m3/kg)表示，比容和密度互 为倒数，它们是一个状态参数的两种表达 方式。则：
6
三、粘性
流体抵抗剪切力的性质。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(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有 的这一性质，称作流体的粘性。其大小主要取决于温度。
21
• • •
•
计算出的表速再由风表校正曲线中求得真风速，然后将真风速乘 以测风校正系数K即得实际平均风速，即：
•
为了使测风准确，风表沿上述路线移动要均匀，翼轮一定要与风 流垂直，风表不能距人太近，在同一断面测风次数不应少于三次，测 量结果的误差不应超过5％左右，然后取三次的平均值。 • 测得平均风速后，需要细致地量出测风站的巷道尺寸，计算出巷 道的净断面风积S，这样就可求出通过巷道的风量Q:
16
•
由于风表本身构造和其他因素的影响(如使用过程中机件的磨损和腐蚀、检修质量 等)，翼轮的转速(通常叫表速)不能反映真风速，表速与真风速之间的关系记载于风表 的校正图表上。每只风表出厂前或使用一段时间后，均须进行风表校正，绘出风表校 正图表，以备测风速时使用。
• 从图2-2-5可看出，一般风速在0.2～0.3m/s以上时，表速与其风速呈 线性关系，故风表校正曲线也可用下式表示： • • • •
其矿井通风中的应用。
本章的重点： • 1. 井巷风流的连续方程； • 2. 能量方程； • 3．阻力定律。
2
第一节 矿井空气主要物理参数
• 正确理解和掌握空气的主要物理性质是学 习矿井通风的基础。与矿井通风密切相关的 空气物理性质有：密度、比容、粘性、压力 (压强)等。
《矿井通风工》技师理论知识复习资料.
《矿井通风工》技师理论知识复习资料一、填空题1、煤矿企业必须建立、健全（各级领导）安全生产责任制、（职能机构）安全生产责任制、（岗位人员）安全生产责任制。
2、为保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故，根据（《煤炭法》）、（《矿山安全法》）和（《煤矿安全监察条例》），制定《煤矿安全规程》。
3、防爆电气设备入井前，应检查其（产品合格证）、（煤矿用产品安全标志）及安全性能；检查合格并签发合格后，方准入井。
4、入井人员必须戴（安全帽）、随身携带（自救器和矿灯），严禁拾烟草和点火物品，严禁穿化纤衣服，入井前严禁喝酒。
5、煤矿企业必须编制年度灾害预防和处理计划，并根据具体情况及进修改。
灾害预防和处理计划由（矿长）负责组织实施。
6、井下每一个水平到上一个水平和各个采区都必须至少有（2）个便于和人的安全出口，并与通达地面的安全出口相连接。
7、采煤机必须安装内、外喷雾装置。
截煤进必须喷雾降尘，内喷雾压力不得小于（2）Mpa，外喷雾压力不得小于（1.5）Mpa。
8、修复旧井巷，必须首先检查瓦斯，当瓦斯积聚时，必须按规定排放，只有在回风流中瓦斯浓度不超过（1.0%）、二氧化碳浓度不超过（1.5%）、空气成分符合本规程第一百条的要求时，才能作业。
9、采区结束回撤设备时，必须编制专门措施，加强（通风）、（瓦斯）、（防火）管理。
10、控制风流的（风门）、（风桥）、风墙、风窗等设施必须可靠。
11、矿井应编制矿井通风系统立方体示意图和（矿井通风网络图）。
12、掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置的使用水压不得小于（3）Mpa，外喷雾装置的使用水压不得小于（1.5）Mpa。
13、井下充电室必须有独立的通风系统，回风风流应引入（回风巷）。
采区变电所必须有独立的通风系统。
14、高瓦斯工区域、煤与瓦斯突出危险区域煤巷掘进工作面，严禁使用（钢丝绳牵引）的耙装机。
15、冬季或用冻结法开凿立井时，必须有（防冻）、（清除冰凌）的措施。
矿井空气流动基本理论
矿井空气流动基本理论第一节 空气的主要物理参数一、大气压力：它是指空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。
P=2/3n(1/2mv 2)矿井常用压强单位：Pa 、mmHg 、mmH20、mmbar 、bar 、atm 等。
换算关系：1atm =760mmHg=1013.25mmbar=101325Pa 1mmbar=100Pa=10.2mmH20, 1mmHg=13.6mmH 2O=133.32Pa 1bar=100mmbar 二、相对湿度单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV ）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS ）之比称为空气的相对湿度 φ＝ρV ／ρS反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。
三、粘性流体抵抗剪切力的性质。
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(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。
其大小主要取决于温度。
正是由于流体具有粘性，因此，风流流动时才会产生阻力，产生能量损失。
四、密度单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，kg/m 3式中：P 为大气压，单位：Pa ；Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：Pa ； φ为相对湿度；Ｔ为空气绝对温度，T=t+273,K 。
)1(003484.0378.0PP TP satφρ-=第二节风流的能量与压力一、风流的能量与压力：①巷道某断面风流的压力可分为：静压、动压、位压，三者可互相转化。
②相应的巷道某断面风流的能量可分为：静压能、动压能、位能，三者也可互相转化。
③单位体积风流具有的各种能量与风流在该断面上表现的压力大小具有相同的量，因此，在矿井通风中对应的能量与压力用同一符号表示；其区别在于压力有方向性，而能量没有方向性，是标量。
1.静压能－静压（1）产生的机理：由分子热运动产生的。
空气分子无时无刻不在作无序热运动。
（2）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；（3）根据静压的测算基准不同，可分为：绝对压力和相对压力。
矿井通风基础知识培训课件(339页(精品课件))
1.1 矿井空气成分
2.二氧化碳(CO2)
二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二氧 化碳比空气重（其比重为1.52），在风速较小的巷道中底板 附近浓度较大；在风速较大的巷道中，一般能与空气均匀地 混合。 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。
由此可见，矿井通风在煤矿生产过程中的地位，是 矿井不可缺少的重要环节。风是煤矿井工开采的命脉， 矿井通风技术是解决煤炭工业安全生产问题的基本措施 之一。
EXIT
三、矿井通风的含义
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地流动，最后将污浊空气排出矿 井的全过程称为矿井通风。
矿井通风是矿井各生产环节中最基本的一环，它在矿 井建设和生产期间始终占有非常重要的地位。
EXIT
二、矿井通风的作用
▲风——供给井下人员呼吸，保障井下作业人员的身体健康 和生命安全；
▲风——稀释和排除井下各种有害气体和矿尘，创造良好的 工作环境；
▲风——防止瓦斯、煤尘爆炸； ▲风——以风治火，防治自燃火灾； ▲风——灾变时控制风流，防止事故扩大，抢救遇险遇难人
1.1 矿井空气成分
3.氮气(N2)
氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，它本 身无毒、不助燃，也不供呼吸。但空气中含氮量升高，则势 必造成氧含量相对降低，从而也可能造成人员的窒息性伤害 （高氮低氧）。正因为氮气具有的惰性，因此可将其用于井 下防灭火和防止瓦斯爆炸。
1.1 矿井空气成分
气体成分
按体积计/%
氧气（O2） 氮气（N2）
20.96 79.0
二氧化碳（CO2）
0.04
矿井通风与空气调节基础知识
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
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静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难
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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 %。
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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9矿井通风的基本理论ppt课件
三.矿井通风—基本理论
C 矿井空气湿度的变化规律
矿井空气湿度变化规律
三.矿井通风—基本理论
矿井气候条件的评价 A 温度测定 指标：干球温度（国现行的评价矿井气候条件的主要指标 ）、湿球温度、同感温度（可以反映出温度、湿度和风速 这三者对人体热平衡的综合作用）、卡他度等。
B 湿度测定 方法：先用仪表测出相对湿度，再算出绝对湿度。 C 风速的测定 设备：风速仪（又名风表）。只要测出巷道断面上各点风 速的平均值，就可算得风量。
矿井空气：由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合 气体。
主要组成：氧气、氮气、二氧化碳、、有害气体（瓦斯、一氧 化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气、氢气、矿尘等 。
➢ 氧气：维持人体生命和劳动必不可少。矿井空气中氧气浓度 降低的主要原因有：氧化；火灾、爆炸；煤炭自燃；人员呼 吸；爆破及生产产生的有害气体的混入。
选择合理的要求是预计的工况点在H-Qf曲线的位置应满 足以下两个条件： 一是从经济方面考虑，所选择的工况点对应主要通风机的静 压效率不应低于70 %。 二是从安全的角度，要求风机工况点不能处于不稳定区。
主要通风机合理工作范围
三.矿井通风—基本理论
矿井主要通风机联合工作 两台或两台以上的通风机同时对风网进行工作，称为通风
三.矿井通风—基本理论 9.3 矿井通风阻力
同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的
流动状态。风流的流动状态有层流与紊流两种。
➢ 层流是指当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴
平行的方向做层状运动。
➢ 紊流是指当流速较太时，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，且在流
轴流式通风机的叶片安装角 θ—叶片安装角；t—叶片间距
矿井通风教案
矿井通风教案一、引言矿井通风是矿山安全生产中至关重要的一环。
良好的通风系统可以有效地降低矿井内的温度、湿度和有害气体浓度，提供良好的工作环境，保障矿工的安全与健康。
本教案旨在帮助教师向学生介绍矿井通风的基本概念、原理和实施方法，以及通风系统的设计和维护。
二、教学目标1. 了解矿井通风的重要性和作用；2. 掌握矿井通风的基本原理和方法；3. 理解通风系统的设计和维护原则；4. 能够应用所学知识，解决通风系统运行中的问题。
三、教学内容1. 矿井通风的概念和作用1.1 矿井通风的定义和意义1.2 矿井通风对矿工健康的影响1.3 矿井通风对矿山安全的重要性2. 矿井通风的基本原理2.1 矿井通风的动力来源2.2 矿井通风的气流规律2.3 矿井通风的气流分布3. 矿井通风的实施方法3.1 自然通风和机械通风的区别与选择3.2 通风系统的构成和工作原理3.3 通风系统的设计要点和计算方法4. 通风系统的设计和维护4.1 通风系统设计的基本原则4.2 通风系统的主要设备和管道布置4.3 通风系统的维护与管理四、教学方法1. 理论讲授：通过讲解、演示和示意图，向学生介绍矿井通风的基本概念、原理和实施方法。
2. 实践操作：组织学生进行通风系统的设计和维护实验，培养学生解决实际问题的能力。
3. 讨论与互动：引导学生参与讨论，分享自己的观点和经验，提高学生的思维能力和团队合作意识。
五、教学评估1. 课堂测试：通过选择题、判断题和简答题等形式，对学生对矿井通风的理解和应用能力进行评估。
2. 实验报告：要求学生撰写通风系统设计和维护实验的报告，评估学生的实践操作和问题解决能力。
六、教学资源1. 教学用具：投影仪、示意图、实验设备等。
2. 教学资料：教材、参考书、实验指导书等。
七、教学进度安排本教案共分为4个教学时段，每个时段约为45分钟。
第一时段：引言和矿井通风的概念和作用（10分钟）第二时段：矿井通风的基本原理（15分钟）第三时段：矿井通风的实施方法（15分钟）第四时段：通风系统的设计和维护（15分钟）八、教学反馈与总结1. 教学反馈：通过学生的课堂表现、测试成绩和实验报告等，进行教学效果的反馈和评估。
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
矿井通风培训
矿井通风安全管理的原则
确保通风系统稳定可靠，满足矿井安全生产需要。
定期对通风设施进行检查和维护，确保其完好有效。
强化通风安全意识，提高员工安全素质。
建立通风安全管理责任制，明确各级管理人员职责。
矿井通风安全管理的措施
建立完善的通风系统，确保风流稳定、有效、可控。
定期对通风设备进行检查和维护，确保其正常运行。
矿井通风控制系统的应用：广泛应用于煤炭、金属矿山等地下开采行业，有效保障了矿工的生命安全和生产效率。
矿井通风监测与控制技术的发展趋势
监测技术：从单一参数监测向多参数监测发展，提高监测准确性和可靠性。
控制技术：从简单的风量调节向智能化、自动化控制发展，提高矿井通风效率。
传感器技术：随着物联网技术的发展，无线传感器网络在矿井通风监测中应用越来越广泛。
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实践环节的组织和实施
实践环节的目标：培养学员的实际操作能力，提高矿井通风安全意识。
实践环节的内容：包括通风设备操作、通风系统调试、通风效果评估等。
实践环节的安排：在矿井现场进行，分阶段进行，确保学员充分掌握实际操作技能。
实践环节的考核：对学员的操作技能和通风安全意识进行考核，确保达到培训目标。
数据分析技术：大数据和人工智能技术的应用，为矿井通风监测与控制提供了更高效、精准的数据分析手段。
矿井通风事故案例概述
事故发生时间、地点和原因
事故经过和救援情况
事故造成的人员伤亡和财产损失
事故的教训和预防措施
矿井通风事故原因分析
通风系统不完善：矿井通风系统是保障矿井安全的重要设施，如果通风系统不完善，会导致风流不畅，有害气体聚集，引发事故。
矿井通风知识要点
一、名词解释1.矿井通风系统：是向矿井各作业地点提供新鲜空气、排除污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路和风流控制设施的总称。
2.矿井气候条件：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。
这三个参数的不同组合，便构成了不同的矿井气候条件。
3、风机工况点:以同样的比例把矿井总阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点4.矿井通风：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。
5.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。
6.自然风压：矿井由于自然条件产生的通风压力7.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成为该矿井的等积孔。
8.相对瓦斯涌出量：平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是m3/t.9.煤与瓦斯突出:煤矿地下采掘过程中，在很短时间(数分钟)内，从煤(岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的动力现象，人们称为煤(岩)与瓦斯突出，简称瓦斯突出或突出。
10.矿井火灾:在矿井或煤田范围内发生，威胁安全生产、造成一定资源和经济损失或人员伤亡的燃烧事故。
11.上行风：当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动。
下行风：当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向下流动。
12.循环风：当局部通风机的吸入风量大于全风压供给设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。
13.可控循环通风：在低瓦斯矿井中，采掘工作面位于矿井边远地区，原通风系统不能满足供风需求，且回风质量较好时，可以考虑在局部通风系统进回风间安设通风设备、设施和监控设施，，对回风进行合理循环控制加于利用，以增加用风地点的实际风量。
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矿井通风基本理论知识第一章矿井空气第一节矿井空气的主要成分矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是20.96%、79%、0.04%一、氧气(O2)无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是1.05）能助燃和帮助人呼吸。
《煤矿安全规程》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ；第100条规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%；人在一般情况下，在休息时的需氧量为0.2～0.4L/min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。
O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈一五%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡二、氮气无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为0.97，矿井中主要用于灭火。
矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。
三、二氧化碳ＣＯ２ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于巷道的底板，易溶于水，略带毒性。
当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。
主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过0.5%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过0.75%时必须立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过1.5%时,采掘工作面风流中浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
四、矿井空气的检测方法取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。
快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管第二节矿井空气中的有害气体矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
一、矿井空气中的有害气体及其基本性质(一)一氧化碳（CO）基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是0.97,微溶于水，能燃烧、爆炸（一三－17%）。
有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。
浓度为0.016% 数小时后头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状0.048% 1H内轻微中毒0.4% 短时间内失去知觉、抽筋、30分钟内即可死亡1% 1－3分钟就会死亡中毒症状还有中毒者黏膜和皮肤呈樱桃红色矿井中主要来源：爆破工作、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸（爆炸后浓度可达2－4%）。
据统计资料表明，在矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故中约有70%－75%人员的死亡都是因CO中毒造成的。
《煤矿安全规程》规定：井下空气中CO浓度不得大于0.0024%(二)硫化氢(H2S)无色、微甜、臭鸡蛋味的气体，对空气的相对密度是1.19，易溶于水，当浓度为4.3%－46%时具有爆炸性。
有剧毒，使血液缺氧同时对眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，能引起肺水肿。
矿井中的主要来源：有机物腐烂、含硫矿物遇水。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00066%(三)二氧化硫(SO2)无色、有强烈的硫磺气味，易溶于水，对空气的相对密度为2.32,有剧毒,被矿工称为”瞎眼气体”。
SO2 + H2O = H2SO3矿井中的主要来源：含硫矿物的氧化和燃烧、含硫煤体中涌出。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.000５%(四)二氧化氮(NO2)红褐色气体,有强烈的刺激作用,相对空气的密度为1.59，易溶于水（生成硝酸）可引起肺水肿。
矿井中主要来源：炸药爆炸。
《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00025%(五)氨气(六)氢气《煤矿安全规程》规定：井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。
二、防止有害气体危害的措施(1)加强通风 (2)加强检查 (3)瓦斯抽放(4)放炮喷雾或使用水炮泥(5)加强管理;密闭的设置规范.(6)携带自救器(7)急救第三节井下气候条件井下气候是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度1、温度℃，K，℉T=273.一五+t井下气温受地面气温、地层岩石温度、氧化生热与水分蒸发吸热、空气压缩与膨胀、通风强度等因素影响进风路线上冬暧夏凉《规程》第102条，采掘工作面气温不得超过26℃；机电硐室气温不得超过30℃2、湿度（1）绝对湿度fa（g/m3）（2）相对湿度=100fa/fs，%当 =0时为干空气；当 =100%时为饱和空气；＜30%时蒸发过快，干燥； =80%~100%时蒸发困难，潮湿井下进风路线冬干夏湿，回风路线常年潮湿一般认为 =50%~60%为适宜根据干球温度和干、湿球温度的差值可查出相对湿度例：Q1=1000m3/min，t干1=22℃，t湿1=21℃， 1=91%，fs1=19.3g/m3fa1=91%×19.3=17.56g/m3Q2=1100m3/min，t干2=14℃，t湿2=14℃， 2=100%，fs2=12g/m3fa2=100%×12=12g/m3fa1＞fa2W=W1-W2=Q1×f a1-Q2×fa2=1000×17.56-1100×12=4360g/min=4360×60×24=6.3t/d空气的密度：为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。
湿空气由干空气和水蒸气构成，其密度ρ为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。
t—湿空气的实测温度℃；Ps、P—饱和水蒸气的绝对压力、湿空气绝对静压，Pa。
温度的测定规定：1、掘进工作面，应在工作面距迎头2米处的回风流中；2、长壁式工作面，回风巷距工作面10~一五米的回风流中；3、机电硐室，硐室回风道口的回风流中；4、温度的测定点不应靠近人体、发热或致冷设备，至少距离0.5米;温度的测定时间，一般在8：00~16：00的时间内进行。
第二章矿井通风第一节矿井通风的基本任务把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风矿井通风的基本任务：(1)供给井下充足的新风(2)排除或冲淡矿井中有毒有害气体和粉尘(3)创造良好的工作环境(4)提高矿井的抗灾能力巷道风流的划分：1、巷道风流的划分：有支架的巷道，距支架和巷底各为50mm 的巷道空间内的风流；无支架（锚喷、砌碹）巷道距巷道顶、底、帮各为200mm的巷道空间内的风流。
2、采煤工作面风流：距煤壁、顶、底各200mm(小于1m的薄煤层为100mm)和采空区的切顶线为界的采煤工作面工作区间的风流。
3、采煤工作面回风流：距采煤工作面煤壁线10m以外的采煤工作面回风巷风流。
4、掘进工作面风流：掘进工作面到风筒出口这一段巷道的风流。
5、掘进工作面回风流：掘进工作面风筒出口回风侧巷道的风流。
6、采掘工作面局部瓦斯积聚：采掘工作面风流范围以外，瓦斯浓度达到2%、其体积超过0.5m3空间的瓦斯积聚。
7、某地点２０ m（１０m）附近风流：指某地点上、下各２０ m（１０m）风流。
第二节矿井通风系统矿井通风系统是矿井通风方式、主要通风机的工作方法、通风网络和通风设施的总称一、通风方式通风方法是指主要通风机的工作方法，有抽出式、压入式、混合式。
通风方式是指进风井与回风井筒的布置方式，有中央式（并列、分列）对角式（两翼、分区）区域式混合式网络是指：风流流经井巷的联接形式串联并联角联二、采煤工作面通风方式：1）U型后退式的优点是简单可靠、漏风小，缺点是上隅角瓦斯易超限。
要加强瓦斯检测，使用风帘或其他通风设备防止瓦斯积聚超限。
U型前进式系统的超前巷掘进时，其独头通风的长度较短；平巷的维护时间也较短；在巷旁支护好、漏风不大时，有一定优越性。
此外，U型前进式采空区瓦斯不涌向工作面，而涌向回风平巷。
但U型前进式比后退式采空区漏风大，工作面有效风量小，且对防治自然发火不利。
2）Z型后退式采空区瓦斯不涌人工作面而涌向回风平巷。
Z型前进式的采空区瓦斯则涌向工作面，特别是上隅角瓦斯浓度大。
通风系统结构简单，能消除工作面上隅角的瓦斯积聚。
缺点是通风能力受限制。
在工作面和采空区瓦斯涌出量大时，必须增加通风巷道，增大其通风能力，形成Y型、双Z 型、W型、H型等较为复杂的工作面通风系统。
Y型系统工作面两端煤体中的巷道均进风。
其中一条在越过工作面后成为回风道，通向采区边界的回风上山；如是单翼采区，则通向相邻采区的回风上山。
3）W型系统用于高瓦斯的长工作面或双工作面。
由中间及下部平巷进风，上部平巷回风时，上、下段工作面均为上行风；但其上段风速高，对防尘不利；上隅角瓦斯可能超限。
所以在瓦斯涌出量很大时，常采用上、下平巷进风，中间平巷回风；或者反之，由中间巷进风，上、下平巷回风，以增加风量，提高产量。
W型系统的工作面风量可比U型大1倍，风流在工作面的流动距离短，温升小，有利于高温工作面降温。
W型前进式系统巷道维护在采空区，漏风大，采空区涌出的瓦斯量也大。
W型后退式是高瓦斯综采面通风的重要形式。
三、矿井反风反风是一种主要针对矿井进风段火灾的通风抗灾技术。
《煤矿安全规程》规定：生产矿井的主要通风机必须装有反风设施，并能在10分钟以内改变巷道内的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供风量不得小于正常供风量的40%。
矿井每季度应至少检查一次反风设施，每年应进行一次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行一次反风演习。
四、矿井通风的基本知识1．压力空气分子不停地热运动和地球引力的作用，使空气具有对外作功的能力，或对物体表面及器壁呈现压力，即为空气压力，又称大气压力Po压力单位为Pa、mmH2O、bar、atm1mmH2O=9.80665Pa1bar=105Pa1atm=10一三24.96Pa1Pa=1N/m21mmHg=一三.6mmH2O使空气沿井下巷道产生流动的空气压力差称为矿井通风压力。
井下空气压力低于当地的大气压力叫负压力，反之叫正压力。
（1）静压：空气的分子无时无刻不在作无秩序的热运动对器壁所呈现的压力。
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。
如说风流的压力为10一三32Pa，则指风流1m3具有10一三32J的静压能。
（2）位压物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重力位能，简称位能位能的特点a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。
但位能差为定值。
b.位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象静压那样用仪表进行直接测量。