电子版通风安全学
通风安全学
第一章矿井空气矿井通风：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地运动，最后将污浊空气派出矿井的全过程。
矿井空气: 地面空气进入矿井以后干空气：指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。
湿空气:地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体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。
空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2、NH3、H2、H2S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状态衡量矿井气候的指标：1.干球温度2.湿球温度3.等效温度4.同感温度5.卡他度第二章矿井空气流动基本理论空气主要屋里参数：1.温度生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26ºC，机电硐室的空气温度不得超过30ºC。
2.压力空气的压力也称为空气的静压。
3.密度、比容单位体积空气所具有的质量称为空气的密度：空气的比容是指单位质量空气所占有的体积。
(内摩擦力)以阻止相对运动，5.湿度绝对湿度：每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。
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。
露点：温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度。
含湿量：含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg）。
6.焓内能u和压力功PV之和。
静压：当空气分子撞击到器壁上时就有了力的效应，这种单位面积上的效应称为静压。
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ch1
0.32
1.28
主要来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事 故等。
第二节 矿井空气中的有害气体
２、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，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒
麻痹，反而嗅不到。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，所
第二节 矿井空气中的有害气体
矿井空气中常见有害气体： CO、H2S、NO2、SO2 、NH3 、H2 一、基本性质
１、一氧化碳（CO）
一氧化碳是一种无色、• 味、• 臭的气体。相对密度为0.97，微溶 无 无 于水，能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度
在13～75％范围内时有爆炸的危险。
第二节 矿井空气中的有害气体
5.氨气(NH3)
氨气无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.596，易 溶于水。空气浓度中达30％时有爆炸危险。 主要危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头 水肿。
主要来源：爆破工作，注凝胶、水灭火等；部分岩层中也有氨
气涌出。
第二节 矿井空气中的有害气体
6.氢气(H2)
主要危害：造成人体血液“窒息”。
第二节 矿井空气中的有害气体
１、一氧化碳（CO）
CO中毒症状与浓度的关系 CO体积浓度 0.02 0.048 0.08 主要症状 2～3小时可能引起轻微头痛 1小时内出现轻微的中毒症状 40分钟内头痛，眩晕和恶心。2小时体温和 血压下降，脉搏微弱，出冷汗，可能昏迷 5～10分钟内头痛，眩晕。半小时可能出 现昏迷并有死亡危险 几分钟内出现昏迷和死亡
将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。
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-第六章课后习题及答案
14.某岩巷掘进长度为300m ，断面为8m 2，风筒漏风系数为，一次爆破炸药量为10Kg ，采用压入式通风，通风时间为20min ，求该掘进工作面所需风量。
若该岩巷掘进长度延至700m ，漏风系数为，再求工作面所需风量。
解：采用压入式通风：
已知：S=8m 2，A=10Kg ，Cp=%，b=40L/kg （岩巷），t=20min 。
（1）当L=300m ，Pg=时，
1
22320.465()kp q p AbS L Q t P C =
= m 3/min
（2）当L=700m ，Pg=时,
1
22320.465()kp q p
AbS L Q t P C = = m 3/min .
15.某岩巷掘进长度为400m ，断面为6m 2，一次爆破最大炸药量10Kg ，采用抽出式通风，通风时间为15min ，求该掘进工作面所需风量。
解：采用抽出式通风：
已知：S=6m 2，A=10Kg ，Cp=%，b=40L/kg （岩巷），t=15min ，
L=15+A/5=15+2=17m 。
= m 3/min .
17.某煤巷掘进长度为500m ，断面为7m 2，采用爆破掘进方法，一次爆破炸药量6Kg ，若最大瓦斯涌出量2m 3/min ，求工作面所需风量。
解：已知：Qg=2 m 3/min ，Ci=0，Cp=1，Kg 范围：—取。
100g g
hg p i K Q Q C C =-
=400 m 3/min .
0.254he Q t =。
通风安全学全套教案
通风安全学全套教案教案标题：通风安全学全套教案教学目标：1. 了解通风安全的重要性和作用；2. 掌握通风安全的基本知识，包括通风原理、通风设备和通风管理；3. 培养学生的通风安全意识和应对突发通风安全事故的能力。
教学内容：1. 通风安全的基本概念和原理a. 解释通风安全的概念和重要性；b. 介绍通风安全的原理和通风对人体健康的影响；c. 分析不良通风条件可能引发的问题和危害。
2. 通风设备的种类和使用方法a. 介绍通风设备的种类，如机械通风设备、自然通风设备等；b. 说明通风设备的使用方法和注意事项；c. 根据实际情况，演示使用不同通风设备的操作方法。
3. 通风管理的重要性和实施方法a. 强调通风管理对于控制环境空气质量的重要性；b. 讲解通风管理的一般原则和方法，如定期检查通风设备、保持通风道畅通等；c. 提供通风管理的案例分析和讨论。
教学流程：1. 导入：通过引入实际通风安全事故案例或类比故事，引起学生对通风安全的关注和兴趣。
2. 知识讲授：分模块讲解通风安全的基本概念、原理、设备种类和使用方法，以及通风管理的重要性和实施方法。
3. 案例分析：提供一些通风安全事故案例，让学生分析事故发生的原因和可能的应对措施，以培养学生的分析和解决问题的能力。
4. 操作演示：根据实际情况，进行通风设备的操作演示，让学生亲自体验和掌握通风设备的使用方法。
5. 小组讨论：组织学生分小组进行通风管理的案例分析和讨论，促进学生之间的合作和交流，加深对通风管理的理解。
6. 总结归纳：让学生总结本节课所学内容，强调通风安全的重要性和应对通风安全事故的能力。
教学方法和教学资源：1. 情境教学法：通过引入通风安全事故案例和组织小组讨论等教学方法，激发学生学习兴趣和思考能力。
2. 多媒体教学资源：利用多媒体资源如图片、视频等辅助教学，以提升学生的学习效果和理解能力。
3. 通风设备模型或实物：可以准备一些通风设备的模型或实物，让学生亲自操作和体验通风设备的使用方法。
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
18
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
19
目录
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
11
目录
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
14
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
15
目录
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》火灾防治
《通 风 安 全 学》
火灾防治
第十章 矿井火灾防治
本章的主要内容 掌握火灾的定义及分类；理解物质燃烧的充要必要条件；了解外因火
灾的预防；掌握煤炭自燃条件及影响自然发火的因素；了解火灾预测及 预报的方法；开采技术的防火措施；常用的防灭火措施；火灾时期通风 与矿井火灾处理与控制。 本章的重点与难点
1、煤炭自燃理论； 2、煤炭自燃预测预报； 3、防灭火技术 4、均压防灭火； 5、火灾时期风流控制
几天，最长者可达数年。
第ห้องสมุดไป่ตู้节 煤炭自燃的理论基础
四、煤炭自条件 (1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态，堆积厚度一
般要大于0.4m。 (2)有较好的蓄热条件。空气流动速度的大小，是氧化热
量能否积聚的重要条件。在采空区内如果渗流速度太大， 热量则不能积聚，不易形成煤炭自燃。如果渗流速度过低， 则会供氧不足，氧化非常缓慢，也不能形成自燃。煤炭自 燃都是在风速比较适中的情况下发生的。大量事实证明， 在采空区内，当风速由高变低或由低变高的区域，往往是 容易发生煤炭自燃的区域。
全距离。 3、防止产生机电火灾。 4、防止摩擦引燃：(1)防止胶带摩擦起火。胶带输送机应具有可靠的防
打滑、防跑偏、超负荷保护和轴承温升控制等综合保护系统；(2)防止摩 擦引燃瓦斯。
5、防止高温热源和火花与可燃物相互作用。
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》课程设计
《通风安全学》课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握通风安全学的基本概念、原理和通风系统的组成；2. 了解通风系统在不同环境下的应用及其重要性；3. 掌握通风系统设计、施工和维护的基本要求；4. 理解通风系统在预防灾害、保障生命安全方面的作用。
技能目标：1. 能够分析不同场景下通风系统的需求，提出合理的设计方案；2. 学会使用通风安全学相关软件和工具，进行通风系统的模拟与优化；3. 能够对通风系统进行简单的施工和维护，解决实际问题；4. 具备对通风系统安全性能进行评估和改进的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对通风安全学领域的兴趣，激发学习热情；2. 树立安全意识，认识到通风安全在生活中的重要性；3. 增强团队合作精神，学会与他人共同解决问题；4. 培养严谨的科学态度和良好的职业道德，关注通风安全领域的发展。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作相结合，旨在提高学生在通风安全学领域的综合素质。
课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 通风安全学基本概念：空气流动原理、通风类型及通风方式；2. 通风系统组成：风机、风管、风口、控制系统等；3. 通风系统在不同场景的应用：民用建筑、工业厂房、地下车库等；4. 通风系统设计原则：空气流量计算、风管尺寸确定、系统布局设计；5. 通风系统施工与维护：施工工艺、施工规范、系统调试、日常维护；6. 通风安全学案例分析：典型事故案例分析，总结经验教训；7. 通风安全学相关软件应用：通风系统模拟、性能评估及优化。
教学内容按照以下进度安排：第一周：通风安全学基本概念、原理及通风系统组成；第二周：通风系统在不同场景的应用及通风设计原则；第三周：通风系统施工与维护，案例分析；第四周：通风安全学相关软件应用及实践操作。
教学内容与教材紧密关联，涵盖通风安全学领域的核心知识，注重科学性和系统性。
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
安全通风学
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。 • 当空气中二氧化碳的浓度过高时，也将使空 气中的氧浓度相对降低，轻则使人呼吸加快， 呼吸量增加，严重时也可能造成人员中毒或 窒息。
二氧化碳中毒症状与浓度的关系
二氧化碳浓度（体 积）/% 1 3 2 6 7～9 9～11 主 要 症 状 呼吸加深，但对工作效率无明显影响
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。 《煤矿安全规程》规定，矿内采掘工作面的进风流中氧 含量不得低于20%。
1.1.2 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。 但空气中若氮气浓度升高，则势必造成氧浓 度相对降低，从而也可能导致人员的窒息性 伤害。正因为氮气为惰性气体，因此又可将 其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。 • 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。
毒理和临床表现
（2）急性中毒临床表现 主要为中枢神经、心血管以及血液系统 方面症状，如剧烈头痛、头昏、恶心、呕吐； 短暂昏厥、不同程度意识障碍或昏迷，皮肤 粘膜呈樱桃红色。
Hale Waihona Puke 重者并发脑水肿、休克或严重心肌损害、 呼吸衰竭。出现以锥体系或锥体外系症状精 神意识障碍为主要表现的CO神经精神后发症 或迟发脑病。
1.1.4 一氧化碳（CO）
• CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密 度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。 CO能燃烧，浓度在13～75%时有爆炸的危险； CO与人体血液中血红素的亲合力比氧大150～ 300倍（血红素是人体血液中携带氧气和排出 二氧化碳的细胞）。一旦CO进入人体后，首先 就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”。
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
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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
电子版通风安全学
电子版通风安全学相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数摩擦阻力：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称为摩擦阻力。
矿井漏风：矿井下新鲜风流未经利用，直接渗人回风道或排出地表的现象。
自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。
空气密度：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。
有效风量：送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之总和。
尾矿库：是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。
自然发火期：煤层被开采暴露于空气之日开始，到发生自然发火之日止，所经历的时间叫做煤层自然发火期，单位为月。
矿尘的分散度：矿尘的分散度指的是，物质被破碎的程度，用来表示矿尘粒子大小的组成。
通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总数量级百分比。
矿井通风阻力分为（摩擦阻力）与（局部阻力）两类。
矿井气候条件是指井下空气的温度，湿度，风速对人体的综合影响。
抽出式通风时，矿井主扇的静压和自然风压的代数和一起克服通风阻力。
煤矿安全规程规定：主要通风机必须安装有反风设备，必须能在10分中内改变巷道中的风流方向。
巷井风流任意断面上的空气压力按其呈现形式不同分为：静压，动压，位压。
产生空气流动的必要条件是：在矿井通风或巷道的起点和终点要有压力差。
空气流动的方向总是从压力大的地方流向压力小的地方。
矿井主要通风机扩散器的主要作用是降低出口动压提高风机静压。
流体在运动中有两种不同的状态：层流流动和紊流流动。
增阻调节法调节两并联分支风量时，一分支风量的减少值，并不等于另一分支风量的增加值，而是减少的多，增加的少，两者的差值等于总风量的减少值。
当矿井通风阻力不大，而需要风量很大时，可采用通风机并联工作：当风筒的通风阻力过大，而风量却不需要很大时，可采用局部通风机串联工作。
《通风与安全》课件
案例三：某医院病房通风系统改善患者安全
总结词
关注空气质量，保障患者健康
详细描述
某医院病房的通风 系统经过改造，提高了空气流通效率和空气质量，有效降低了交叉 感染的风险，为患者提供了更加安全的医疗环境。
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预防措施
针对不同类型的事故，应采取相应 的预防措施，如加强设备维护、规 范操作流程、完善管理制度、改善 环境条件等。
安全事故的预防与处理
预防
预防安全事故的措施包括加强安全教育、提高员工安全素质、定期进行安全检 查、及时整改隐患等。
处理
一旦发生安全事故，应迅速采取有效措施，控制事故扩大，保护现场，并及时 报告相关部门进行调查处理。同时，应积极开展事故原因分析，总结经验教训 ，加强防范措施，防止类似事故再次发生。
通风系统的种类与特点
机械通风系统
通过机械动力将新鲜空气引入室内， 同时将污浊空气排出。该系统适用于 人员密集、空气质量要求高的场所， 如办公室、医院等。
自然通风系统
利用自然风力进行通风，通过开启窗 户或设置天窗等方式实现室内外空气 流通。该系统适用于气候适宜、空气 质量良好的地区。
通风系统的重要性
03
通风与安全的关系
通风系统对安全的影响
通风系统对室内空气质量的影响
良好的通风系统可以确保室内空气流通，减少病菌、病毒等微生物的滋生和传播 ，从而提高室内人员的健康安全。
通风系统对工业安全的影响
在工业生产环境中，通风系统可以有效排除有害气体、粉尘等污染物，降低职业 病风险，保障生产安全。
安全因素对通风系统的影响
在设计和运行通风系统时，应充分考虑安全因素，确保系统既能满足通风需求，又能保障安全。
加强安全监管和通风系统的维护
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相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数摩擦阻力：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称为摩擦阻力。
矿井漏风：矿井下新鲜风流未经利用，直接渗人回风道或排出地表的现象。
自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。
空气密度：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。
有效风量：送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之总和。
尾矿库：是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。
自然发火期：煤层被开采暴露于空气之日开始，到发生自然发火之日止，所经历的时间叫做煤层自然发火期，单位为月。
矿尘的分散度：矿尘的分散度指的是，物质被破碎的程度，用来表示矿尘粒子大小的组成。
通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总数量级百分比。
矿井通风阻力分为（摩擦阻力）与（局部阻力）两类。
矿井气候条件是指井下空气的温度，湿度，风速对人体的综合影响。
抽出式通风时，矿井主扇的静压和自然风压的代数和一起克服通风阻力。
煤矿安全规程规定：主要通风机必须安装有反风设备，必须能在10分中内改变巷道中的风流方向。
巷井风流任意断面上的空气压力按其呈现形式不同分为：静压，动压，位压。
产生空气流动的必要条件是：在矿井通风或巷道的起点和终点要有压力差。
空气流动的方向总是从压力大的地方流向压力小的地方。
矿井主要通风机扩散器的主要作用是降低出口动压提高风机静压。
流体在运动中有两种不同的状态：层流流动和紊流流动。
增阻调节法调节两并联分支风量时，一分支风量的减少值，并不等于另一分支风量的增加值，而是减少的多，增加的少，两者的差值等于总风量的减少值。
当矿井通风阻力不大，而需要风量很大时，可采用通风机并联工作：当风筒的通风阻力过大，而风量却不需要很大时，可采用局部通风机串联工作。
矿井通风系统是矿井通风方法，通风方式，通风网络及通风设施的总称。
煤矿安全规程规定：采区回风巷风流种瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%都必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。
1~矿井通风系统的类型及其适用条件：1、中央式进、回风井均位于井田走向中央。
根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。
2、对角式1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。
2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。
3、区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。
如图。
4、混合式由上述诸种方式混合组成。
例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等2~什么叫矿井通风系统？它包括哪些内容？答：矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式、通风网路与通风设施的总称。
《规程》规定：矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量。
矿井通风系统是否合理，对整个矿井通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要的作用，同时还应在保证安全生产的前提下，尽量减少通风工程量，降低通风费用，力求经济合理。
3~试分析采煤工作面采用上行风优缺点：答：上行通风的优点：采煤工作面和回风巷道风流中的瓦斯以及从煤壁及采落的煤炭中不断放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流动的方向和通风方向一致，有利于较快地降低工作面的瓦斯浓度，防止在低风速地点造成瓦斯局部积聚。
上行通风的缺点：采煤工作面为逆向通风，容易引起煤尘飞扬，增加了采煤工作面风流中的煤尘浓度;煤炭在运输过程中放出的瓦斯，又随风流带到采煤工作面，增加了采煤工作面的瓦斯浓度;运输设备运转时所产生的热量随进风流散发到采煤工作面，使工作面气温升高。
3~何谓综合防尘：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。
4~瓦斯爆炸的过程及其危害？瓦斯爆炸的基本条件？防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施：1 瓦斯爆炸的过程：瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。
最终的化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O 如果O2不足，反应的最终式为：CH4+O2=CO+H2+H2O 矿井瓦斯爆炸是一种热－链反应过程(也称连锁反应)。
2 瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为5～6％，上限为14～16％；氧气浓度大于12%；高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。
(3分) 3（1）改善工作面通风方式。
（2）在上隅角设置移动式引射器。
（3）在上隅角上风侧设置斜风板或风障。
（4）增设局部通风机专吹上隅角。
（5）设置专用排放瓦斯巷。
（6）抽放采空区瓦斯。
5~煤炭自然需要具备哪些条件：（1）煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；（2）有连续的供氧条件；（3）有积聚氧化热的环境；（4）上述三个条件持续足够的时间。
6~试述《规程》是如何规定主要通风机的使用及安全要求的：答：（1）主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%，有提升设备时不得超过15%；（2）必须保证主要通风机连续运转；（3）必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。
在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。
生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用；（4）严禁采用局部通风机或局部通风机群作为主要通风机使用；(5)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次；（6）新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。
主要通风机至少每月检查1次。
改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准；（7）主要通风机因检修、停电或其它原因停止运转时，必须制订停风措施。
7~CO有哪些性质？矿井空气中CO的主要来源：答：CO是一种无色、无味的、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。
CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%~75%有爆炸的危险。
CO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”。
矿井空气中CO的主要来源：井下爆破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。
8~比较掘进工作面压力式和抽出式通风方式的优缺点：答：（1）压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机防爆性能出现问题，则非常危险。
（2）压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。
而抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。
与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢。
（3）压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，而用抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全性较差。
（4）抽出式通风时，新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，掘进巷道越长，排污风速越慢，受污染时间越久。
这种情况在大断面长距离巷道掘进中尤为突出。
（5）压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。
基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采用抽出式通风。
9~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。
（2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%。
（1分)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？答：安装扩散器回收动能（1分)。
就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。
扩散器安设的是否有效，可用回收的动能值(∆h v)与扩散器自身的通风阻力(h Rd)相比较来确定，即：∆h v= h vex－h vex’> h Rd有效；∆h v= h vex－h vex’< h Rd无效11~简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些：答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。
12~简述降低矿井井巷摩擦阻力的措施？答：①减小摩擦阻力系数α。
②保证有足够大的井巷断面。
在其它参数不变时，井巷断面扩大33%，R f值可减少50%。
③选用周长较小的井巷。
在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。
④减少巷道长度。
⑤避免巷道内风量过于集中。
13~矿井局部风量调节的方法有哪些？答(1) 增阻调节法 (2) 减阻调节法(3) 增能调节法14~影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？答：影响矿井瓦斯涌出的因素如下：(1) 自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化(2) 开采技术因素：①开采规模；②开采顺序与回采方法；③生产工艺；④风量变化；⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量15~煤尘爆炸的条件，特征？瓦斯、煤尘爆炸有何不同？答：煤尘爆炸必须同时具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性；煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。
1) 煤尘的爆炸性:煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。
煤尘爆炸危险性必须经过试验确定。
2) 悬浮煤尘的浓度:井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。
低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。
煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及试验条件等有关。
3) 引燃煤尘爆炸的高温热源:煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性质、浓度及试验条件的不同而变化。
特征：(1) 形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸火焰温度为1600～1900℃，爆源的温度达到2000℃以上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。