矿井通风与安全教学大纲

《矿井通风与安全》教学大纲(一) 课程的性质与目的随着矿山开采深度增加和采掘机械化程度的提高，矿山通风与安全技术对于矿井建设和生产有着越来越重要的意义。

本课程就是以阐明矿山通风与安全基本规律和基本原理为主要目的，并将基本规律和基本原理应用到矿山生产中。

所以，该课程是采矿工程和安全工程专业的基础课，学习的目的是让学生掌握矿井通风与安全技术的基本理论和方法。

(二)课程的基本要求该课程要在《流体力学》、《地质学》、《采矿学》、《地下施工》等专业课开设以后才开课。

通过该课程学习，要求学生在掌握矿山通风与安全技术的基本规律和基本原理基础上，具有从事矿山通风与安全科研、设计和管理的能力。

(三)本课程的重点1、 矿井空气的性质2、 通风工程中空气流动的基本理论；3、 井巷通风阻力；4、 通风动力；5、 风量分配与调节6、 通风系统及通风设计；7、 局部通风（四）本课程与其它课程的联系本课程是以《流体力学》理论为基础，因此《流体力学》是本课程的先修课程。

(五) 本课程的主要教学内容了解空气的成分、性质和变化规律，掌握风流的能量及其变化规律、矿井通风阻力、矿井通风动力、风网中风流基本规律和风量自然分配的知识，掌握矿井空气的性质、通风工程中空气流动的基本理论、井巷通风阻力、通风动力、风量分配与调节、通风系统及通风设计、局部通风。

绪论——矿井通风史概述了解矿井通风知识体系从无到有的发展由来，理解矿井通风学的科学意义和应用价值。

第1章矿井空气清楚了解矿井空气成份与地面空气成份的差异，矿井有毒有害气体的来源，CO、CO2、NO x、SO2、H2S等有毒有害气性质及其允许浓度，矿井辐射的基本概念，氡的性质，氡及其子体的危害，矿井辐射防护剂量限值，矿井中氡的来源，矽尘的特点，矿尘的产生及分类，矿尘的危害，矿井气候对人体的影响，衡量矿井气候条件的指标，矿井气候条件的安全标准。

重点掌握矿井内有毒有害气体及矿尘的危害和特征，难点是氡及氡子体和辐射单位的理解。

第2章矿井风流的基本性质（1）需要掌握的基本概念有：空气的密度、比容、比热、粘性、绝对湿度、相对湿度、含湿量、焓、绝对压力、相对压力，风速、层流、紊流、风流点压力、风流动压、风流全压、硐室型风流等。

（2）需要掌握的计算方法有：矿井通风的空气温度、湿度、焓的计算，空气压力单位的换算，通风风筒中风流全压、动压和静压三种压力的计算。

（3）需要掌握的测试方法和仪器有：矿井空气压力的测定方法和水银气压计、空盒气压计，矿井风流点压力的测定方法和皮托管与倾斜压差计的使用，补偿式微压计与皮托管配合测量风流的静压、动压和全压的方法，用风表和热电式风速仪测定巷道风速和风量的方法等。

本章的难点有：湿空气焓湿图的理解和应用等。

第3章矿井风流流动的能量方程本章内容是矿井通风最基本和最重要的理论。

（1）需要掌握的基本理论有：空气流动连续性方程，风流运动的能量方程，单位质量流量能量方程，风流流动过程中能量分析，可压缩空气单位质量流量的能量方程，单位质量可压缩空气能量方程分析，断面不同的水平巷道能量方程，断面相同的垂直或倾斜巷道能量方程，有扇风机工作时的能量方程式，有分支风路的能量方程式等。

（2）需要掌握的计算方法有：各种能量方程的计算方法，能量方程在通风阻力测定中的应用计算方法，分析矿井通风动力与阻力关系的方法等。

（3）需要掌握的测试方法和仪器有：应用皮托管与倾斜压差计、补偿式微压计，结合能量方程测定巷道通风阻力的方法等。

本章的难点有：能量方程的实际应用和计算，可压缩空气单位质量流量的能量方程等。

第4章井巷通风阻力本章需要掌握的基本概念有：层流流态、紊流流态、临界雷诺数、井巷摩擦阻力、井巷摩擦阻力系数、井巷摩擦风阻、局部阻力、正面阻力、总风阻、矿井等积孔等；需要掌握的计算有：摩擦阻力系数与摩擦风阻计算、井巷摩擦阻力计算、局部阻力计算、矿井总风阻计算、矿井等积孔计算等；需要掌握的测定方法有：风速剖面图测定、井巷摩擦阻力测定、井巷局部阻力测定等。

第5章矿井自然通风本章需要掌握自然风压的概念，自然风压形成的原因和自然风压的影响因素，新、老矿井自然风压的多种计算方法，学会测定自然风压的几种方法：直接测定法、间接测定法、平均密度测算法，针对具体条件分析什么时候自然风压是矿井通风的动力和什么时候自然风压可能是矿井通风事故的肇因，如何有效利用和调节自然风压等。

第6章机械通风要求了解轴流式和离心式矿用扇风机类型、构造及工作原理，扇风机型号参数表达的意义；重点掌握扇风机的工作参数及其表示，扇风机房水柱（压差）计示值与全压H t和静压H s之间的关系，扇风机工况点的确定方法，扇风机的个体特性曲线，扇风机工况点的合理区域，主要扇风机的工况点调节途径，矿井主扇的选择，扇风机的性能测定；一般了解扇风机的类型特性曲线和比例定律，扇风机串联和并联时联合作业特性曲线合成做图方法，扇风机与自然风压串联作业和对角并联工况分析，扇风机特性曲线的数模及其应用等。

第7章矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配掌握矿井通风网络的边、节点、分支、回路、串联风路、并联风路、简单角联和复杂角联网络的基本定义，了解辅扇、引射器、风窗、空气幕、串并联井巷的风量调节方法；掌握矿井通风网络图的绘制方法，网络中风流流动的基本定律，串联和并联风路的风量和风阻计算方法，简单角联网络的风量计算和风流方向判定，各种风量调节的优缺点，局部风量调节与矿井总风量调节的对全矿风阻的影响程度，复杂通风网络的风流流动基本定律的方向性表达方式，Hardy-Cross迭代法和利用计算机解算矿井复杂通风网络方法等。

第8章矿井风量调节本章主要内容及重点和难点：（1）并联网路风量调节：（2）全矿总风量调节。

第9章矿井通风系统了解矿井通风系统的作用，矿井通风系统的组成、结构和基本类型，矿井通风系统的复杂性、非线性与多变性，构建合理通风系统的重要性，主扇扩散器、扩散塔和反风装置、风桥、风墙、风门、风窗、空气幕、导风板等的用途；学会利用中段通风网路控制有害风流，各种采场的通风方法；熟悉矿井漏风地点及其控制方法；了解矿井风流输送与调控方式，多级机站，单元调控等内容。

第10章矿井通风系统掌握矿井通风设计的内容和原则，矿井通风系统的宏观构建，矿井通风系统的优化选择，矿井进风井与回风井的布置，矿井通风方式及主扇安装地点的确定，矿井需风量及供风量的计算，矿井风量分配及通风阻力计算，主要扇风机的选择，通风井巷经济断面的计算，矿井通风费用的概算等。

第11章局部通风本章主要内容：（1）局部通风方法:压入式、抽出式、混合式、可控循环风，全风通风；（2）掘进工作面需风量计算:压入式、抽出式、混合式、按粉尘、炸药等；（3）局部通风装备:风筒种类、阻力、漏风、安装；局部通风机性能、联合运行；（4）局部通风系统设计原则、步骤。

第12章矿井防尘掌握矿尘性质，粉尘质量浓度测定方法，空气中粉尘浓度滤膜采样测定方法，矽肺预防的一般原则，防止矽尘危害的组织措施、综合防尘措施，采矿工艺防尘等。

第13章地下矿山防排水和防灭火了解造成矿井水害的水源：大气降水、地表水、含水层水、岩溶陷落柱水、断层水、以及旧巷或老空区积水等，了解矿井水灾对矿井安全生产的影响以及防、排水措施。

第14章矿山救护了解矿山救护的相关知识，了解安全规程的内容。

（六） 考核方式本课程是考试课，采用闭卷笔试方式。

（七） 教材及参考书（1）教材王英敏主编《矿井通风与防尘》冶金工业出版社 1993年10月（2）参考用书1．张国枢主编《通风安全学》 中国矿业大学出版社 2000年7月2．《金属非金属矿山安全规程》2006年版3．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月4．王省身 张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社1989年9月5．吴中立 主编《矿井通风与安全》 中国矿大出版社 1989年6月6. 吴超主编《矿井通风与空气调节》，中南大学出版社，2008年10月《矿井通风与安全》授课计划（一）课程内容及学时分配次序教学内容学时安排讲课1绪论222矿内大气223矿内风流的基本性质444矿内风流的能量方程225井巷通风阻力446矿井自然通风447机械通风668矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配669矿井风量调节22任课教师秦忠虎总学时理论48起止周6-14课次周次日期教学内容教学形式计划时数164月1日1绪论讲授2 264月4日2矿内大气讲授2364月5日3矿内风流的基本性质讲授2474月8日3矿内风流的基本性质讲授2574月11日4矿内风流的能量方程讲授2674月12日5井巷通风阻力讲授2 784月15日5井巷通风阻力讲授2 884月18日6矿井自然通风讲授2 985月19日6矿井自然通风讲授2 1094月22日7机械通风讲授2 1194月25日7机械通风讲授2 1294月26日7机械通风讲授213104月29日8矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配讲授2 8矿井通风网路中风10矿井通风系统2211局部通风4412矿井通风系统设计2213矿井防尘4414矿山防水2215矿山救护22（二）具体授课计划14105月2日流基本定律和风量自然分配讲授215105月3日8矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配讲授216115月6日9矿井风量调节讲授2 17115月9日10矿井通风系统讲授2 18115月10日11局部通风讲授2 19125月13日11局部通风讲授220125月16日12矿井通风系统设计讲授221125月17日13矿井防尘讲授2 22135月20日13矿井防尘讲授2 23135月23日14矿山防水讲授2 24135月24日14矿山救护讲授2。