通风安全学(安徽理工大学第四章 通风动力
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。
安徽理工大学通风安全学复习资料(绝对重点)
1.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。
作用）：（1）以供给人员的呼吸，（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 2.《规程》规定：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。
3.矿井空气中常见有害气体：CO、H2S、NO2、SO2、NH3、H2。
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。
4.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。
5.衡量矿井气候条件的指标：干球温度，湿球温度、等效温度、同感温度、卡他度。
6.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。
7.空气主要物理参数：温度、压力、密度、比容、黏性、湿度、焓。
《规程》第一百零二条规定: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 ℃。
8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。
9.风流能量的三种形式：（1）静压能，（2）位能，（3）动能。
静压：当空气分子撞击到器壁上时有了力的效应，单位面积上力的效应。
静压特点：a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压 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。
理工大通风安全学课程设计
目录前言............................................................................ . (1)一、矿井基本概分计计风量 (8).......................................................................... . (9)3.2矿井总风量的分配............................................................................93.2.1分配原则............................................................................ (9)3.2.2分配风计原方计五、选择矿井通风设备............................................................................ . (18)5.1选择矿井通风设备的基本要求 (18)5.2主要通风机的选择............................................................................ .185.3选择通风机............................................................................动概电电6.3通风总耗电量............................................................................ .. (22)6.4吨煤通风耗电量............................................................................ (22)6.5吨煤通风耗电成本............................................................................ ..23前言矿井通风设计是整个矿井设计的主要组成部分，是保证矿井安全生产的重要一环，矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进、经济合理的矿井通风系统。
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。
安理工安全通风学期末考试
《矿井通风安全学》考试试卷(A卷)参考答案和评分标准一、简述题(每题3分，共18分)1、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。
评分标准：各1.5分2、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。
评分标准：3分，1个0.5分。
3、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) 增能调节法评分标准：3分，1个1分。
4、简述矿井通风系统的类型及其适用条件？答：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。
中央式分为中央并列式和中央边界式。
中央并列式适用条件：适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4KM，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。
中央边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。
对角式分为两翼对角式和分区对角式。
两翼对角式适用条件：煤层走向大于4KM，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。
分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。
区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。
混合式适用条件：井田范围大，地质和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。
评分标准：前两种方式及其适用条件每个1分，后边两种方式及其条件每个0.5分5、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采空区的密闭质量评分标准：两种因素每个1.5分6、煤炭自燃要具备哪些条件？答：煤炭自燃的必要充分条件是：(1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态。
《通风与安全》安理工大学(讲稿).
矿井通风与安全主讲人: 戴广龙一、学习这门课的必要性1、专业方面；2、课程重要性；3、应用方面；二、怎么样学好这门课1、认真听课2、课后认真复习；3、课后认真做作业；4、认真做实验；三、课程学时安排总48学时，其中：讲课44学时；习题4学时，实验8学时(另外开设)，四、教学方法采用多媒体教学。
五、主要内容共两篇，共十三章1、矿井通风基础理论与应用（共八章）2、矿井安全（共五章）六、主要参考书1．吴中立主编《矿井通风与安全》中国矿大出版社 1989年6月2．张国枢主编《通风安全学》中国矿业大学出版社 2000年7月3．《煤矿安全规程》2004年版4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月5．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6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社 1990年4月7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社，2002年3月目录第一部分通风工程第 1 章矿井空气§1 矿井空气成份§2 矿井空气中有害气体§3 矿井气候第 2 章矿井空气流动基本理论§1 空气主要物理参数§2 风流能量与压力§3 通风能量方程§4 能量方程在矿井通风中的应用第 3 章井巷通风阻力§1 井巷断面上的风速分布§2 摩擦风阻与阻力§3 局部风阻与阻力§4 矿井总风阻与矿井等积孔§5 降低矿井通风阻力的措施第 4 章通风动力§1自然风压§2通风机类型及构造§3主要通风机附属装置§4主要通风机实际特性曲线§5 主要通风机工况点及其经济运行 §6 通风机联合运转§7 矿井通风设备选型第 5 章矿井通风网络中风量分配与调节 §1 风量分配的基本规律§2 简单网络特性§3 通风网络动态特性分析§4 矿井风量调节§5 应用计算机解复杂通风网路第 6 章局部通风§1 局部通风方法§2 掘进工作面风量分配§3 局部通风设备§4 局部通风系统设计第 7 章通风系统与通风设计 §1 矿井通风系统和局部通风系统 §2 通风构筑物与漏风§2 通风设计第 8 章矿井空调技术概论§1 环境气候与人体的热平衡§2 影响矿井气温的因素§3 矿井降温措施§4 矿井制冷空调第二部分安全工程第 9 章矿井瓦斯§1 概述§2 煤层瓦斯赋存与含量§3 矿井瓦斯涌出§4 煤与瓦斯突出§5 瓦斯爆炸与预防 §6 瓦斯抽放第 10 章火灾防治 §1 概述§2 外因火灾及其预防 §3 煤炭自燃理论基础 §4 火灾预测与预报 §5 开采技术防火措施 §6 灌桨与阻化剂灭火 §7 均压防灭火§8 惰气防灭火§9 火灾时期通风§10 矿井火灾处理与控制第 11 章矿尘防治§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、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：1．空气成分；2．矿井有害气体、来源及最高允许浓度；3．矿井气候条件。
矿井通风安全工程-安徽理工大学
通风安全学教案(安全工程专业)主讲人: 刘泽功安徽理工大学能源与安全学院安全工程系通风安全学一、学习这门课的必要性1、专业方面；2、课程重要性；3、应用方面；二、怎么样学好这门课1、认真听课2、课后认真复习；3、课后认真做作业；4、认真做实验；三、课程学时安排总56学时，其中：讲课52学时；习题4学时，实验22学时(另外开设)四、教学方法采用多媒体教学五、主要内容两部分，共十二章1、矿井通风基础理论与应用（共七章）2、矿井安全（共五章）六、主要参考书1．吴中立主编《矿井通风与安全》中国矿大出版社1989年6月2．张国枢主编《通风安全学》中国矿业大学出版社2000年7月3．《煤矿安全规程》2004年版4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月5．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6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社1990年4月7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社，2002年3月目录第一部分通风工程第 1 章矿井空气§1 矿井空气成份§2 矿井空气中有害气体§3 矿井气候第 2 章矿井空气流动基本理论§1 空气主要物理参数§2 风流能量与压力§3 通风能量方程§4 能量方程在矿井通风中的应用第 3 章井巷通风阻力§1 井巷断面上的风速分布§2 摩擦风阻与阻力§3 局部风阻与阻力§4 矿井总风阻与矿井等积孔§5 降低矿井通风阻力的措施第 4 章通风动力§1自然风压§2通风机类型及构造§3主要通风机附属装置§4主要通风机实际特性曲线§5主要通风机工况点及其经济运行§6通风机联合运转§7矿井通风设备选型第 5 章矿井通风网络中风量分配与调节§1 风量分配的基本规律§2 简单网络特性§3通风网络动态特性分析§4矿井风量调节§5应用计算机解复杂通风网路第 6 章局部通风§1 局部通风方法§2 掘进工作面风量分配§3 局部通风设备§4 局部通风系统设计第7 章通风系统与通风设计§1 矿井通风系统和局部通风系统§2 通风构筑物与漏风§2 通风设计第二部分安全工程第8 章矿井瓦斯§1 概述§2 煤层瓦斯赋存与含量§3 矿井瓦斯涌出§4 煤与瓦斯突出§5 瓦斯爆炸与预防§6瓦斯抽放第9 章火灾防治§1 概述§2 外因火灾及其预防§3 煤炭自燃理论基础§4火灾预测与预报§5 开采技术防火措施§6灌桨与阻化剂灭火§7 均压防灭火§8 惰气防灭火§9 火灾时期通风§10矿井火灾处理与控制第10 章矿尘防治§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11 章矿山防水地面防水、井下防水及其处理第12 章矿山救护§1 矿山救护队§2 矿工自救§3 现场急救。
通风安全学
1绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量。
2局部阻力：风流在井巷的局部地点，由于速度或方向突然发生变化，导致风流本身产生剧烈的冲击，形成极为紊乱的涡流，因而在该局部地带产生一种附加的阻力，称为局部阻力。
3通风机况点：以同样的比例把矿井总风阻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.5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在丼巷中做定向和定量流动，将污浊空气排出矿井的全过程称为矿井通风。
6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。
7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。
8相对湿度：单位体积空气中实际含有的水蒸汽质量与同温度下饱和水蒸汽质量的比值称为空气的相对湿度。
9含湿量：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。
露点：将不饱和空气冷却到相对湿度为1时的温度称为露点。
10层流：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作层状运动，称为层流。
紊流：同一流体在同一管道中流动时，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。
11摩擦阻力：风流在井巷中作沿程流动时，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(也叫沿程阻力)。
局部阻力：由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，致使风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流能量损失，这种阻力称为局部阻力。
12绝对糙度：尼古拉兹实验中砂粒的直径ε就是管壁凸起的高度，称为绝对糙度。
13相对糙度：绝对糙度ε与管道半径r的比值。
矿井通风安全工程-安徽理工大学
Pi 与 hi 比较：
(1) Pi>0， hi 有正负之分； P0
a
b P0 hb(+)
(2) 同一断面Pi 随高度而变化， hi与高度无关。
P0
3) Pi >P0i,
Pi =P0i, Pi <P0i 真空
故压能变化为：
1
2
dp
P ln 1 1 P2
P 1
25
第一节 空气主要物理参数
4) 绝热过程
绝热过程是空气和外界没有热量交换的情况下dp=0，所进 行的膨胀或压缩的过程，空气的T、v都发生变化，而且变化规 律很复杂。分析得出：在此过程中空气对外界作出的功等于空 气内能的减少；空气从外界获得的功等于空气内能的增加。其 状态变化规律为： k k
27
第一节 空气主要物理参数
6)实际气体的状态方程
实验证明：只有在低压下，气体的性质才近似符合理想气 体状态方程式，在高压低温下，任何气体对此方程都出现明显 的偏差，而且压力愈大，偏离愈多。实际气体的这种偏离，通 常采用与RT的比值来说明．这个比值称为压缩因子，以符号Z表 示，定义式为： pv
Z RT
式中： 式中： P为大气压，Ｐsat为饱和水蒸汽压，单位：mmHg。 P为大气压，Ｐ sat 为饱和水蒸汽压，单位： Pa； 注意：Ｐ和Ｐ sat 单位一致。 空气比容：=V/M=1/ φ为相对湿度；Ｔ为空气绝对温度，T= t + 273 , K19 。
第一节 空气主要物理参数
七、 矿内空气的热力变化过程
本章难点：
1、点压力之间的关系； 2、能量方程及其在矿井中的应用。
4
第二章 矿井空气流动的基 本理论
5
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
安徽理工大学通风安全学复习资料以及考题
安徽理工大学通风安全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）以供给人员的呼吸，（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表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。
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基本理论空气比容：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。
第4章通风动力
• 对于竖井开拓的深矿井，地温随深度增加而增大，地 面空气进入井筒与岩石发生热交换，地表气温的影响 比较小，自然风压的大小虽有改变，方向不变
• 2)矿井深度
• 近似认为自然风压的大小与矿并深度成正比。深 1000m的矿井，“自然通风能”占总通风能量的30 ％
• 3)地面大气压
• 地面大气压变化不大，对自然风压的影响较小
4.1.2自然风压参数计算
• 矿井通风设计中选择主通风机的风压，需要考虑反 抗它工作的自然风压；
• 在通风系统的管理和调整工作中，也往往需要理解 自然风压。
4.1.3自然风压测定
直接测定法
在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主要通 风机停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即 为该矿的hn。要求是密闭不漏风，否则测值不准。
中国矿业大学多媒体教学课件
矿井通风与安全
Mine Ventilation and Safety 安全工程学院
中国矿业大学多媒体教学课件
第4章 通风动力
上一章内容
• 第3章 矿井通风阻力
•
3.1 风流的流动状态
•
3.2 摩擦阻力
•
3.3 局部阻力
•
3.4 通风阻力定律和特性
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.5 通风阻力测量
4.3通风机工作参数及个体特性曲线
• 一、通风机工作的基本参数
• 通风机的特性参数有流量，压力，功率和效率。 用这四个参数可以描述通风机的整个特性。
1．主要通风机的工作风量Q 单位时间内通过通 风机的空气体积，称为通风机的流量，一般用Qf 表示。其单位为m3/s、 m3/min或m3/h 。在矿井 通风中，通过通风机的流量，也就是通风机送入 井下或从井下排出的空气量。因此，通风机的流 量是一个重要参数。
通风安全学1通风安全学
矿井通风与安全
五、主要参考书
1.《矿井通风与安全》 1.《矿井通风与安全》吴中立 中国矿大出版社 2.《通风安全学》 2.《通风安全学》张国枢主编 中国矿业大学出版社 3．《煤矿安全规程》 煤矿安全规程》 主编
目
第一部分 一部分
第１章 １ 矿井空气
§1 矿井空气成份 §2 矿井空气中有害气体 §3 矿井气候
§1自然风压 自然风压 §2通风机类型及构造 通风机类型及构造 §3主要通风机附属装置 主要通风机附属装置 §4主要通风机实际特性曲线 主要通风机实际特性曲线 §5 主要通风机工况点及其经济运行 §6 通风机联合运转 §7 矿井通风设备选型
第５章 矿井通风网络中风量分配与调节 ５
§1 风量分配的基本规律 §2 简单网络特性 §3 通风网络动态特性分析 §4 矿井风量调节 §5 应用计算机解复杂通风网路
硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味， 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 硫化氢（ 达到0.0001％即可嗅到，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹， 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 0.0001 嗅不到。硫化氢相对密度为1.19，易溶于水，在常温、 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 1.19 的水可溶解2.5个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。 2.5个体积的硫化氢 的水可溶解2.5个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫 化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.3～45.5％时有爆炸危险。 化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.3～45.5％时有爆炸危险。 4.3 主要危害：硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；能阻碍生物氧化过程， 主要危害：硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；能阻碍生物氧化过程，使 人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主， 人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主，浓度 较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。0.005~0.01%，1~2小时后出现眼及 较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。0.005~0.01%，1~2小时后出现眼及 呼吸道刺激，0.015~0.02% 呼吸道刺激， 主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧； 主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区 和旧巷积水中放出。 和旧巷积水中放出。 二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味， ３、二氧化氮（NO2）二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味， 二氧化氮（ 相对密度为1.59，易溶于水。 相对密度为1.59，易溶于水。 1.59 主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、 主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道 粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期， 粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者 指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。主要来源：井下爆破工作。 指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。主要来源：井下爆破工作。 出现严重中毒
第195篇 通风安全考试要点课后习题答案 第4章通风动力2021
第195篇通风安全考试要点课后习题答案第4章通风动力4.1自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压。
在一个有高差的闭合回路中，水平底平面承受的空气高度是一样的，两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。
进、排风井井口标高相同，如果空气密度相同，则不会产生自然风压，如果空气密度不相同，则会产生自然风压。
4.2影响自然风压大小和方向的主要因素是什么？是否用人为的方法产生或增加自然风压。
影响自然风压的决定因素是两侧空气柱的密度差。
而密度又受到温度T、大气压力P、气体常数R和相对湿度等因素影响。
矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同影响自然风压的大小。
空气成分和湿度影响密度，但影响较小。
矿井回路中最高点与最低点间的高差与自然风压成正比。
主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。
4.3如图4-1-1所示井巷系统，当井巷中空气流动时，2、3两点的绝对静压力之差是否等于自然风压。
为什么。
4-4如图（4-4）所示的井巷系统，各点空气的物理参数如下表，求该系统的自然风压。
风流流动用能量方程分析Ht2=ht3Ht2=hv2+F2+密度g2Ht3=hv3+f3+密度g2+200所以两点的绝对静压力不同。
4-5主要通风机附属装置各有什么作用。
设计和施工时应符合哪些要求。
1.风硐：是连接风机和井筒的一段巷道。
要求：1.断面适当增大。
2.转弯平缓，成圆弧形。
3.风井与风硐的连接处应精心设计，风硐的长度尽量缩短，减少局部阻力。
4.风硐直线部分要有一定坡度，以利流水T。
5.风硐应安装测定风流压力的测压管。
6.施工时应使其壁面光滑，风门要严密，使漏风量小。
2.扩散器：风机出口外接一定长度、断面逐渐扩大的构筑物。
作用：降低出口速压以提高风机静压。
要求：1.小型离心式通风机的扩散器由金属板焊接而成。
扩散器扩散角不宜扩大，阻止脱。
2.出口处断面与入口处断面之比约为3-4.3.扩散器四面张角大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。
安全工程通风课程设计.
前言矿井通风设计是矿井设计的重要组成部分，是确保设计矿井安全生产的重要环节。
矿井通风设计是在矿井开拓、开采设计的基础上进行的，主要包括矿井通风系统的选择、矿井总风量和总阻力的计算，矿井主要通风机及其附属设施的选择。
矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，是保证矿井通风安全可靠、经济合理的重要基础。
矿井通风系统是否合理，对整个矿井的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，同时应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。
通风系统课程设计是安全工程专业全部教学进程中的重要一个环节，同时也是对学生成绩的一次实战检验，其目的是使学生学到的矿井通风、安全等知识在矿山具体运用，达到理论与实际的完美对接。
培养学生综合运用各门学科的理论知识，分析和解决安全工程技术问题的能力；培养和锻炼学生独立地进行学习和工作的能力；培养学生搜集、整理、运用科技资料和生产技术经验的能力；进一步训练撰写技术文件和绘制工程图件的基本技能。
第一章矿井基本概况第一节矿井概况1.1.1 矿井地理位置潘东公司位于淮南市西北部境内，明龙山以南，淮河以北。
隔淮河与淮南煤矿老区相望，它南距淮南市政府所在地洞山,直线距离约25公里。
地理坐标：东径116°50´00"--116°56´15"，北纬32°45´10"--32°50´00"。
1.1.2 交通条件矿井内现有矿区公路与各矿和市内相连接，矿井铁路专用线与淮阜线和淮南线相连接，通达全国各地。
矿井南行15Km即可连接淮河水运，交通极为方便。
（附：图1-1 交通位置图）1.1.3 矿井地形井田内地形平坦，地面标高+20.50—23.00米，一般约21米，地势西北高，东南低，坡度为万分之一。
1.1.4河流淮河为本区主要河流，一般水位标高+15.00米，最高洪水水位为+25.63米（1954/7/29），现堤面标高为+27.07米。
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夏季：相反。
自然风压： 作用在最低水平两侧空气柱重力差
1 ρ1 2
第一节 自然风压
一、自然风压及其形成和计算 2 自然风压的计算 根据自然风压定义，上图所示系统的自然风压 HN 可用下 式计算：
HN
0 1 gdZ 3 2 gdZ
z
5
一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1 和ρm2，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为：
月份
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
第一节 自然风压
三、自然风压的控制和利用 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分 考虑利用地形和当地气候特点。 2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况 点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。
3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压
本章重点、难点
1、自然风压的产生、测算、利用与控制 2、轴流式和离心式主要通风机特性 3、主要通风机的联合运转 4、主要通风机的合理工作范围
第一节 自然风压
一、自然风压及其形成和计算 1 自然通风 由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 冬季：空气源源不断地从井 口1流入，从井口5流出。 0 ρ2 dz 3 5 dz 4 z
第一节 自然风压
三、自然风压的控制和利用 设AB风流停滞，对回路ABDEFA和ABB’CEFA可分别列出 压力平衡方程：
H NA H ND RD Q 2 H S H NA RC Q 2
AB段风流停滞条件式: H H RD NA ND H S H NA RC 当上式变为: 则AB段风流反向。
通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井 贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔
构成回路。
第一节 自然风压
三、自然风压的控制和利用 4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机 因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。 5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握 自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无
第一节 自然风压
四、自然风压测定 2、直接测定 1)有闸门 2)井下密闭墙 3、停主要通风机测定 测定总回风量Q，HN=RQ2
1 2 3 4 5 -300 -230 9 8 7 11 10 HN 25
6 密闭墙 HN
第一节 自然风压
四、自然风压测定 4、简略计算法 新井或延深，估算
m1
P RTm1三、自然风压的控制和利用 如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。 F C D
HNA 300 HND
E Z
C
D
RD
RC B’
B‘ A 2200 B A B ABB’CEFA系统的自然风压为： H NA Zg (CB ' AF ) DBB’CED系统的自然风压为： H ND Zg (CB ' BE )
密度
1.215
1.229
1.243
1.275
1.299
1.287
1.246
1.231
1.201
1.199
1.177
m15
1 Z
Z
i 1 i
n
i
1.250
m 611
1 Z
Z
i 1 i
n
i
1.213
H N gZ( m15 m611 ) 9.8 325(1.250 1.213) 117.8Pa
《通 风 安 全 学》
第四章 通风动力
安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系
本章主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节 第九节 自然风压 扇风机的类型和构造 主要通风机附属装置 通风机实际特性曲线 通风机的工况点及其经济运行 通风机的联合运转 矿井通风设备选型 主要通风机性能测试 噪声控制
第二节
矿用通风机的类型及构造
一、离心式通风机的构造和工作原理 1、风机构造 离心式通风机一般由：进风口、工作轮（叶轮）、螺形 机壳和扩散器等部分组成。有的型号通风机在入风口中还有 前导器。 吸风口有：单吸和双吸两种。
m2
P RTm 2
P 1 1 H N gZ ( ) R Tm1 Tm 2
1)以该区域最冷或最热月份平均气温作为最冷或最热进风 温度； 2)井底温度比原岩温度低3~4℃， 3)回风井按每上升100m降低1 ℃估算平均值，
第二节
矿用通风机的类型及构造
矿用通风机按其服务范围可分为三种： 1、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）； 2、辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作 面），帮助主通风机通风，以保证该分支风量； 3、局部通风机，服务于独头掘进井巷道等局部地区。 按构造和工作原理可分为： 离心式通风机和轴流式通风机。
H N Zg ( m1 m2 ) 注意： 1）自然风压的计算必须取一闭合系统。 2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。 3）一般选取最低点作为基准面。
第一节 自然风压
二、自然风压的影响因素及变化规律 自然风压影响因素 HN=f (ρZ）=f [ρ(T,P,R,φ)，Z ] 1、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响HN的主要因素。 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有 一定影响，但影响较小。 3、井深。HN与矿井或回路最高与最低点间高差Z成正比。 4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响。 HN
m
n
25 1 2 3 4 5 -300 -230 9 8 7 6
11
10
i 1
n i
i
若高差不等：
m
1 Z
Z
i 1
i
第一节 自然风压
四、自然风压测定 1、平均密度测算法
测点 标高 1 25 2 -60 3 -150 4 -220 5 -300 6 -300 7 -250 8 -200 9 -130 10 -130 11 25
H NA H ND RD H S H NA RC
第一节 自然风压
三、自然风压的控制和利用 由此可知防止AB风路风流反向的措施有： （1）加大RD； （2）增大HS； （3）在A点安装风机向巷道压风。
第一节 自然风压
四、自然风压测定 1、平均密度测算法 密度变化大的地方—井口、 井底、倾斜巷道上、下，风温 变化较大，变坡布臵测点。 较短时间测定：P，t，t’，ρi 若高差相等： 1 n