二矿井空气参数

任务一 矿井空气的温度和湿度
四、矿井空气密度测算 单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用 ρ来表示。即：
M ρ= V
式中 ρ——空气的密度，kg/m3； M——空气的质量，kg； V——空气的体积，m3。
任务一 矿井空气的温度和湿度
一般来说，空气的密度是随温度、湿度和压力的变化而变 化。在标准大气状况下（P=101325 Pa、t=0℃、φ=0），干空 气的密度为1.293 kg/m3。湿空气的密度计算公式如下：
任务二 井巷风速和风量
（三）电子叶轮式风表 电子叶轮式风表由机械结构的叶轮和数据处理显示 器组成。它的测定原理是，叶轮在风流的作用下旋转， 转速与风速成正比，利用叶轮上安装的一些附件，根据 光电、电感等原理把叶轮的转速转变成电量，利用电子 线路实现风速的自动记录和数字显示。它的特点是读数 和携带方便，易于实现遥测。如MSF—1型风速计就是 利用电感变换元件的电子叶轮式风速计。
ρ湿
ϕP饱 P = 0.00348 (1 − 0.378 T P
式中 P——空气的压力，Pa； T——热力学温度（T＝273+t），K； t —— 空气的温度，℃； φ—— 相对湿度，%； P饱——温度为t（℃）时的饱和水蒸气压力（查表可得）， pa。
任务二 井巷风速和风量
知识点
1.井巷断面的风速分布； 2.风速测定方法及注意事项
任务二 井巷风速和风量
四、注意事项 在井巷风速和风量测定中，普遍使用机械翼式风表， 在使用时应注意以下事项： 1.风表的测量范围要与所测风速相适应，避免风速过高、 过低造成风表损坏或测量不准； 2.风表不能距离人体和巷道壁太近，否则会引起较大误差； 3.风表叶轮平面要与风流方向垂直，偏角不得超过10°， 在倾斜巷道中测风时尤其要注意；
任务一 矿井空气的温度和湿度
三、相对湿度的测量 干湿球温度计是一 种最常用的相对湿度测 定仪器。 可分为手摇湿度计和风 扇湿度计， 手摇湿度计 受操作熟练程度影响， 测量误差较大，目前在 井下空气湿度测定时， 逐渐被风扇湿度计所取 代。 风扇湿度计其外观 及结构如图2.2所示。
图2.2 风扇湿度计结构图 1—干球温度计；2—湿球温度计；3—湿棉纱布； 4、5—双层金属保护管；6—通风器；7—风管
ρv ϕ = ×100% ρs
任务一 矿井空气的温度和湿度
通常所说的湿度指的都是相对湿度，一般情况下，在矿 井进风路线上，空气的湿度随季节变化而变化。冬季冷空气 进入井下后，温度升高，空气的饱和水蒸气量加大，不饱和 能力增强，风流沿途吸收水分，因而井巷显得干燥；夏季热 空气进入井下后，温度降低，饱和水蒸气量逐渐减小，空气 中水蒸气变为饱和和超饱和状态，一部分水蒸气将凝结成水 珠落下，使井巷显得潮湿，因此会出现“冬干夏湿”现象。 在采掘工作面和回风系统，空气湿度较大且基本稳定，一般 都在90%以上，甚至接近100%。 。
任务二 井巷风速和风量
机械叶轮式风表由叶轮、 传动蜗轮、蜗杆、计数器、 回零压杆、离合闸板、护壳 等构成，如图2-6所示。 风表按风速的测量范围 不同分为高速风表（0.8~ 图2-6 机械叶轮式风表 25m/s）、中速风表（0.5~ 1—叶轮；2—蜗杆轴；3—计数器； 10m/s）和微（低）速风表 4—离合闸板；5—回零压杆；6—护壳 （0.3~5m/s）三种。
图2-3 巷道中的风速分布
任务二 井巷风速和风量
二、测风方法
图2.4 线路法图
图2.5定点法 定点法
迎面法
K = 1.14
侧身法
K=
S － 0 .4 S
任务二 井巷风速和风量
三、测风仪表
测量井巷风速的仪表叫风表，又称风速计。目前，煤矿中 常用的风表按结构和原理不同可分为机械式、热效式、电子叶轮 式和超声波式等几种。 机械式风表是目前煤矿使用最广泛的风表。它全部采用机 械结构，多用于测量平均风速，也可以用于点风速的测定。
任务二 井巷风速和风量
（四）超声波风速计 超声波风速计是利用超声波技术，通过测量气流的卡蔓 涡街频率来测定风速的仪器，目前主要用于集中监控系统中 的风速传感器。它的特点是结构简单，寿命长，性能稳定， 不受风流的影响，精度高，风速测量范围大。
任务二 井巷风速和风量
三、测定步骤 1.测风员进入测风站或待测巷道中，先估测风速范围，然后选 用相应量程的风表。 2.采用定点法测算速度场系数和平均风速。 3.在1min的时间内，风表要均匀地走完测量点，然后同时关闭 秒表和计数器开关，读取风表指针读数，测算出表速va，为保 证测定准确，一般在同一地点要测三次，取平均值，并按下式 计算表速：
任务一 矿井空气的温度和湿度
（一）矿井空气温度变化规律
矿井空气的温度受地面气温、井下围岩温度、机电设 备散热、煤炭等有机物的氧化、人体散热、水分蒸发、空 气的压缩或膨胀、通风强度等多种因素的影响，有的起升 温作用，有的起降温作用。
任务一 矿井空气的温度和湿度
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在一般情况下，空气温 度沿风流路线变化如图 2.1所示（其中0-1为进 风段，1-2为采掘工作面， 2-3为回风段）
任务二 井巷风速和风量
4.按线路法测风时，路线分布要合理，风表的移动速度要 均匀，防止忽快忽慢，造成读数偏差； 5.秒表和风表的开关要同步，确保在1min内测完全线路 （或测点）； 6.有车辆或行人时，要等其通过后风流稳定时再测； 7.同一断面测定三次，三次测得的计数器读数之差不应超过 5%，然后取其平均值。
温度 /C
35 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 风流路线/km 夏季 冬季
图2.1 空气温度沿风流路线变化关系Biblioteka 任务一 矿井空气的温度和湿度
（二）矿井空气的湿度 空气的湿度是指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度。
湿 度
绝对湿度
相对湿度
任务一 矿井空气的温度和湿度
（1）绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量 （g/m3），用ρv表示。 （2）相对湿度：指单位体积空气中实际水蒸气含量（ρv） 与同温度下饱和水蒸气量（ρs）比值，常用百分数表示， 可用下式表示：
任务一 矿井空气的温度和湿度
一般可以用下式预计深部水平的岩层温度，即：
t = t恒 +
式中
Z − Z恒 gt
t —— 深度为Z（m）处的岩层温度，℃ t恒——恒温带的岩层温度，℃ Z ——岩层深度，m； Z恒——恒温带深度，m； gt —— 地温率，m/℃。
任务一 矿井空气的温度和湿度
二、温度的测量 可采用液体温度计或热电偶温 测定温度的仪器相对简单，可采用液体温度计或热电偶温 度计。液体温度计是利用液体热胀冷缩的原理制成的，通常有 通常有 水银和酒精温度计两种，井下使用最多的是酒精温度计。温度 温度 测定也可用风扇湿度计或空盒气压计配置的温度计测定，其中 其中 湿度计的干球温度即为通常所说的温度（℃）。测温仪器常用 测温仪器常用 最小分度0.5℃的酒精（或煤油）温度计。
技能点
1.会测定井巷中的风速； 2.会评价风速是否符合《规程》规定
任务二 井巷风速和风量
在矿井通风中，空气流速简称为风速。 单位时间内流过井巷断面的空气体积叫做风量。 风速和风量测定是矿井通风测定技术中的一项 重要内容，也是矿井通风管理中的基础性工作。
任务二 井巷风速和风量
一、井巷断面上风速分布规律 风速在巷道断面上的分布 是不均匀的。一般来说，靠近 巷道周壁部分的风速最小，位 于巷道轴心部分的风速最大， 从巷壁向巷道轴心方向，风速 逐渐增大且呈抛物线分布，如 图2.3所示。
任务一 矿井空气的温度和湿度
（三）矿井空气温湿度测定 一、岩层温度预测 （1）变温带 一般距地表20m左右范围内，其地层温度随地面季节 温度而变化。 （2）恒温带 一般距地表20-30m的地层处，地层的温度常年基本 不变。 （3）地温梯度和地温率 在恒温带以下，岩层温度随着深度的增加 而升高，而不受地面季节温度变化的影响，且岩层温度t与深度z成 正比。
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任务一 矿井空气的温度和湿度
知识点 知识点 技能点 技能点
1.矿井气候对人体热平衡 的影响； 2.温度、湿度、风速表示 方法及安全标准 会分析不同气候条件 对人体舒服感的影响。
任务一 矿井空气的温度和湿度
矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速这三个矿 井空气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。矿井气候条件同人体的热平 衡状态有密切关系，直接影响着井下作业人员的身体健康 和劳动生产率的提高。
n va = t
式中
va—风表测得的表速，m/s； n —风表刻度盘的读数，取 三次平均值，
m； t — 测风时间，一般60s。
任务二 井巷风速和风量
4.根据表速查风表校正曲线，求出真风速vt。 5.根据测风员的站立姿势，将真风速乘以校正系数K得 平均风速v，即：
v = K vt
6.确定出巷道断面上最大风速点（若断面规整，最大 风速点在巷道中央），采用同样的计算方法，求出风流 断面上最大点风速vmax， 7.v与vmax的比值即为巷道风流断面的速度场系数Kv。并 将上述数据记入表格。
任务二 井巷风速和风量
（二）热效式风表 我国目前生产的主要是热球式风速计。它的 测风原理是，一个被加热的物体置于风流中，其 温度随风速大小和散热多少而变化，通过测量物 体在风流中的温度便可测量风速。由于只能测瞬 时风速，且测风环境中的灰尘及空气湿度等对它 也有一定的影响，所以这种风表使用不太广泛， 多用于微风测量。