第一篇：礦井通風與安全02

第二章

礦井空氣流動的基本理論

本章主要研究內容：

1、空氣的物理參數----T、P、Φ、μ、ρ；

2、風流的能量與點壓力----靜壓，靜壓能；動壓、動能；位能；全壓；抽出式和壓入式相對靜壓、相對全壓與動壓的關系

3、能量方程

連續性方程；單位質量能量方程、單位體積能量方程

4、能量方程在礦井中的應用----邊界條件、壓力坡度圖 本章的難點： 點壓力之間的關系

能量方程及其在礦井中的應用

第一節

空氣的主要物理參數

一、溫度

溫度是描述物體冷熱狀態的物理量。礦井表示氣候條件的主要參數之一。熱力學絕對溫標的單位K，攝氏溫標：T=273.15+t

二、壓力（壓強）

空氣的壓力也稱為空氣的靜壓，用符號P表示。壓強在礦井通風中習慣稱為壓力。它是空氣分子熱運動對器壁碰撞的宏觀表現。

P=2/3n(1/2mv2)

礦井常用壓強單位：Pa

Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。

換算關系：

(見P396)

三、濕度

表示空氣中所含水蒸汽量的多少或潮濕程度。

表示空氣濕度的方法：絕對濕度、相對溫度和含濕量三種。1.絕對濕度

每立方米空氣中所含水蒸汽的質量叫空氣的絕對溫度。其單位與密度單位相同（Kg/ m3），其值等于水蒸汽在其分壓力與溫度下的密度。

?v=Mv/V 飽和空氣：在一定的溫度和壓力下，單位體積空氣所能容納水蒸汽量是有極限的，超過這一極限值，多余的水蒸汽就會凝結出來。這種含有極限值水蒸汽的濕空氣叫飽和空氣，這時水蒸氣分壓力叫飽和水蒸分壓力，PS，其所含的水蒸汽量叫飽和濕度?s。2.相對濕度

單位體積空氣中實際含有的水蒸汽量（?V）與其同溫度下的飽和水蒸汽含量（?S）之比稱為空氣的相對濕度。

φ＝ ?V／ ?S 反映空氣中所含水蒸汽量接近飽和的程度。

Φ愈小

空氣愈干爆，φ＝0為干空氣；

φ愈大

空氣愈潮濕，φ＝1為飽和空氣。

溫度下降，其相對濕度增大，冷卻到φ=1時的溫度稱為露點

露點：將不飽和空氣冷卻時，隨著溫度逐漸下降，相對濕度逐漸增大，當達到100％時，此時的溫度稱為露點。

上例甲地、乙地的露點分別為多少？ 3.含濕量

含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質量（kg）稱為空氣的含濕量。

d= ?V／ ?d，?V= φPs/461T

?d=(P-φPs)/287T

d=0.622 φPs/(P-φPs)

四、焓

焓是一個復合的狀態參數，它是內能u和壓力功PV之和，焓也稱熱焓。

i=id+d?iV=1.0045t+d(2501+1.85t)實際應用焓-濕圖（I-d)：

五、粘性

流體抵抗剪切力的性質。

當流體層間發生相對運動時，在流體內部兩個流體層的接觸面上，便產生粘性阻力(內摩擦力)以阻止相對運動，流體具有的這一性質，稱作流體的粘性。其大小主要取決于溫度。

根據牛頓內摩擦定律有：

F??Sdvdy運動粘度為：

????式中：μ－－比例系數，代表空氣粘性，稱為動力粘性或絕對粘度。其國際單位：帕.秒，寫作：Pa.S。

溫度是影響流體粘性主要因素，氣體，隨溫度升高而增大，液體而降低

六、密度

單位體積空氣所具有的質量稱為空氣的密度，與P、t、濕度等有關。濕空氣密度為干空氣密度和水蒸汽密度之和，即：

???d.a??v

根據氣體狀態方程，可推出空氣密度計算公式：

??0.003484PT(1?0.378?PsatP)

kg/m3式中：P為大氣壓，Ｐsat為飽和水蒸汽壓，單位：Pa；

φ為相對濕度；

Ｔ為空氣絕對溫度，T= t + 273 , K。

第二節

風流的能量與壓力

能量與壓力是通風工程中兩個重要的基本概念，壓力可以理解為：單位體積空氣所具有的能夠對外作功的機械能。

一、風流的能量與壓力 1.靜壓能－靜壓

（1）靜壓能與靜壓的概念

空氣的分子無時無刻不在作無秩序的熱運動。這種由分子熱運動產生的分子動能 的一部分轉化的能夠對外作功的機械能叫靜壓能。

在礦井通風中，壓力的概念與物理學中的壓強相同，即單位面積上受到的垂直作用力。靜壓也可稱為是靜壓能。（2）靜壓特點

a.無論靜止的空氣還是流動的空氣都具有靜壓力；

b.風流中任一點的靜壓各向同值，且垂直于作用面；

c.風流靜壓的大小（可以用儀表測量）反映了單位體積風流所具有的能夠對外作功的靜壓能的多少。如說風流的壓力為Pa，則指風流1m3具有101332J的靜壓能。（3）壓力的兩種測算基準（表示方法）

根據壓力的測算基準不同，壓力可分為：絕對壓力和相對壓力。

A、絕對壓力：

以真空為測算零點（比較基準）而測得的壓力稱之為絕對壓力，用 P 表示。

B、相對壓力：

以當地當時同標高的大氣壓力為測算基準(零點)測得的壓力稱之為相對壓力，即通常所說的表壓力，用 h 表示。

風流的絕對壓力（Pi）、相對壓力（h）和與其對應的大氣壓（P0）三者之間的關系如下式所示：

hi = Pi －

P0

aP0ha(+)bP0Pahb(-)Pb真空

Pi與hi比較：

I、絕對靜壓總是為正，而相對靜壓有正負之分；

II、同一斷面上各點風流的絕對靜壓隨高度的變化而變化，而相對靜壓與高度無關。

III、Pi 可能大于、等于或小于與該點同標高的大氣壓(P0i)。2．重力位能

（1）重力位能的概念

物體在地球重力場中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一種能量叫重力位能，簡稱位能，用 EPO 表示。

如果把質量為M（kg）的物體從某一基準面提高Z（m），就要對物體克服重力作功M.g.Z（J），物體因而獲得同樣數量（M.g.Z）的重力位能。即：

EPO=M.g.Z 重力位能是一種潛在的能量，它只有通過計算得其大小，而且是一個相對值。實際工作中一般計算位能差。（2）位能計算

重力位能的計算應有一個參照基準面。如下圖 1-2兩斷面之間的位能差：

Ep012=∫ ?i gdzi

（3）位能與靜壓的關系

１１dzi２０２０ 當空氣靜止時（v=0），由空氣靜力學可知：各斷面的機械能相等。設以2-2斷面為基準面：

1-1斷面的總機械能

E1=EPO1+P2-2斷面的總機械能

E2=EPO2+P由E1=E2得： EPO1+P1=EPO2+P2

由于EPO2=0（2-2斷面為基準面），EPO1=?12.g.Z12，所以：P2=EPO1+P1=?12.g.Z12+P1

說明：Ｉ、位能與靜壓能之間可以互相轉化。

II、在礦井通風中把某點的靜壓和位能之和稱之為勢能。（4）位能的特點 a.位能是相對某一基準面而具有的能量，它隨所選基準面的變化而變化。但位能差為定值。

b.位能是一種潛在的能量，它在本處對外無力的效應，即不呈現壓力，故不能象靜壓那樣用儀表進行直接測量。

c.位能和靜壓可以相互轉化，在進行能量轉化時遵循能量守恒定律。

3.動能－動壓

（1）動能與動壓的概念

當空氣流動時，除了位能和靜壓能外，還有空氣定向運動的動能，用Ev表示，J/m3；其動能所轉化顯現的壓力叫動壓或稱速壓，用符號hv表示，單位Pa。（2）動壓的計算

單位體積空氣所具有的動能為：

Evi ＝ ?i×v2×0.5 式中： ?i －－I點的空氣密度，Kg/m3；

v－－I點的空氣流速，m/s。

Evi對外所呈現的動壓hvi，其值相同。（3）動壓的特點

a.只有作定向流動的空氣才具有動壓，因此動壓具有方向性。

b.動壓總是大于零。垂直流動方向的作用面所承受的動壓最大（即流動方向上的動壓真值）；當作用面與流動方向有夾角時，其感受到的動壓值將小于動壓真值。

c.在同一流動斷面上，由于風速分布的不均勻性，各點的風速不相等，所以其動壓值不等。

d.某斷面動壓即為該斷面平均風速計算值。（4）全壓

風道中任一點風流，在其流動方向上同時存在靜壓和動壓，兩者之和稱之為該點風流的全壓，即：

全壓＝靜壓＋動壓。

由于靜壓有絕對和相對之分，故全壓也有絕對和相對之分。Ａ、絕對全壓（Pti）

Pti＝Pi＋hvi B、相對全壓（hti）

hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi 說明：`A、相對全壓有正負之分；

B、無論正壓通還是負壓通風，Pti>Pi，hti＞ hi。

二、風流的點壓力之間相互關系

風流的點壓力是指測點的單位體積(1m3)空氣所具有的壓力。通風管道中流動的風流的點壓力可分為：靜壓、動壓和全壓。

風流中任一點i的動壓、絕對靜壓和絕對全壓的關系為：

hvi=Pti-Pi

hvi、hI和hti三者之間的關系為：hti = hi + hvi。

壓入式通風（正壓通風）：風流中任一點的相對全壓恒為正。

∵

Pti and Pi > Po i

∴

hi＞０，hti＞0且 hti＞hi

壓入式通風的實質是使風機出口風流的能量增加，即出口風流的絕對壓力大于風機進口的壓力。

抽出式通風（負壓通風）：風流中任一點的相對全壓恒為負，對于抽出式通風由于hti和hi為負，實際計算時取其絕對值進行計算。

∵Pti and Pi＜Poi

hti ＜0且hti＞hi，但|hti |＜| hi | 實際應用中，因為負通風風流的相對全壓和相對靜壓均為負值，故在計算過程中取其絕對值進行計算。即：|hti | =|hi |－hvi

抽出式通風的實質是使風機出口風流的能量降低，即出口風流的絕對壓力小于風

a壓入式通風P0b抽出式通風hvPatP0Pa hat(+)hbt(-)hvPbt真空ha(+)hb(-)Pb壓入式通風抽出式通風機進口的壓力。

風流點壓力間的關系

例題2-2-

1如圖壓入式通風風筒中某點i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風筒外與i點同標高的P0i=101332Pa，求：

(1)i點的絕對靜壓Pi；

(2)i點的相對全壓hti；

(3)i點的絕對靜壓Pti。

解：(1)Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa

(2)hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa

(3)Pti=P0i+hti=Pi+hvi=101332.32+1150=Pa 例題2-2-

2如圖抽出式通風風筒中某點i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風筒外與i點同標高的P0i=101332Pa，求：

(1)i點的絕對靜壓Pi；

(2)i點的相對全壓hti；

(3)i點的絕對靜壓Pti。

解：(1)Pi=P0i+hi=101332.5-1000=100332Pa

(2)|hti | =|hi|－hvi ＝1000-150=850Pa

hti ＝－850 Pa

（3）Pti=P0i+hti=101332.5-850=100482Pa

三、風流點壓力的測定 1.礦井主要壓力測定儀器儀表

（1）絕對壓力測量：空盒氣壓計、精密氣壓計、水銀氣壓計等。(介紹實物)（2）壓差及相對壓力測量：恒溫氣壓計、“Ｕ”水柱計、補償式微壓計、傾斜單管壓差計。

（3）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力，+-測壓。2.壓力測定（1）絕對壓力

直接測量讀數。

（2）相對靜壓(以如圖正壓通風為例)（注意連接 方法）：

推導如圖

h = hi

? 以水柱計的等壓面0 ’ －0’ 為基準面，設: i點至基準面的高度為 Z，膠皮管內的空氣平均密度為ρm，膠皮管外的空氣平均密度為ρm’；與i點同標高的大氣壓P0i。

則水柱計等壓面0 ’－0’兩側的受力分別為：

水柱計左邊等壓面上受到的力：

P左＝ P０+ ρ水gh ＝P0i + ρm’g(z-h)+ ρ水gh 水柱計右邊等壓面上受到的力：

P右＝ P0i+ρmgz

由等壓面的定義有：P左＝ P右，即：

P0i+ρm’g(z-h)+ρ水gh＝ P0i+ρmgz

若ρm＝ ρm’有：

h0＋－zP0 ih?

∵ ρ水

＞＞ ρm

pi?p0i?水??m?g0 h?pi?p0i?水?g?(pi?p0i)?g?hi?g?hi

對于負壓通風的情況請自行推導（注意連接方法）： 說明：

（I）水柱計上下移動時，hi 保持不變；

（II）在風筒同一斷面上、下移動皮托管，水柱計讀數不變，說明同一斷面上hi相同。

（3）相對全壓、動壓測量

測定連接如圖（說明連接方法及水柱高度變化）

（以上關系，實驗室驗證）

第三節

礦井通風中的能量方程

當空氣在井巷中流動時，將會受到通風阻力的作用，消耗其能量；為保證空氣連續不斷地流動，就必需有通風動力對空氣作功，使得通風阻力和通風動力相平衡。

一、空氣流動連續性方程

在礦井巷道中流動的風流是連續不斷的介質，充滿它所流經的空間。在無點源或點匯存在１２ 時，根據質量守恒定律：對于穩定流，流入某空間的流體質量必然等于流出其的流體質量。

如圖井巷中風流從1斷面流向2斷面，作定常流動時，有：

ρ１ V1 S1＝ ρ２ V２ S２

Mi=const 式中 ρ１、ρ2 －－

1、2斷面上空氣的平均密度，kg/m3 ；

V1,，V2－－

1、2 斷面上空氣的平均流速，m/s；

S1、S2 －－

1、2斷面面積，m2。

兩種特例：

（I）若 S1＝S2，則ρ１ V1＝ρ２V２；

（II）若ρ１＝ ρ２，則V1 S1＝ V２ S２。對于不可壓縮流體，通過任一斷面的體積流量相等，即Q=viSi=const

二、可壓縮流體的能量方程

能量方程表達了空氣在流動過程中的壓能、動能和位能的變化規律，是能量守恒和轉換定律在礦井通風中的應用。

（一）單位質量(1kg)流量的能量方程

在井巷通風中，風流的能量由機械能（靜壓能、動壓能、位能）和內能組成，常用1kg空氣或1m3空氣所具有的能量表示。機械能：靜壓能、動壓能和位能之和。

內能：風流內部所具有的分子內動能與分子位能之和。空氣的內能是空氣狀態參數的函數，即：u = f（T，P）。能量分析

q１z10LRqRz20２p2、v2、u2p1、v1、u1

任一斷面風流總機械能：壓能＋動能＋位能 任一斷面風流總能量：壓能＋動能＋位能＋內能 所以，對單位質量流體有：

2?2斷面總能量1?1斷面總能量:P1?1:?v122?g.Z1?u1P2?2?v222?g.Z2?u2假設：1kg空氣由1 斷面流至2 斷面的過程中，LR（J/kg）：克服流動阻力消耗的能量；

qR（J/kg）：LR部分轉化的熱量(這部分被消耗的能量將轉化成熱能仍存在于空氣中）；

q（J/kg）：外界傳遞給風流的熱量（巖石、機電設備等）。

根據能量守恒定律：

P1?v1?g.Z?u?q?q?P2?v2?g.Z?u112

22?12R?222＋ LR11 根據熱力學第一定律，傳給空氣的熱量（qR+q），一部分用于增加空氣的內能，一部分使空氣膨脹對外作功，即：

2qR?q=u2?u1??Pdv1

P2?P1222?2 ?1?P2v2?P1v1??d?Pv???11Pdv??vdP1式中：v為空氣的比容，m3/kg。又因為：

11?2vdP=??21dP

上述三式整理得：

2LR???122?v1v2vdP???2?2????g?Z1?Z2???即為：單位質量可壓縮空氣在無壓源的井巷中流動時能量方程的一般形式。過程 式中

稱為伯努力積分項，它反映了風流從1斷面流至2斷面的 過 程中的靜壓能變化，它與空氣流動過程的狀態密切相關。對于不同的狀態過程，其積分結果是不同的。

對于多變過程，過程指數為n，對伯努利積分進行積分計算，可得到：單位質量可壓縮空氣在無壓源的井巷中流動時能量方程可寫成如下一般形式。

LR?P1P2????n?1??1?2n22??v1v2????2?2??????g?Z1?Z2???其中，過程指數n按下式計算：

n=?

dlnPdlnv???lnP?lnv?lnP1?lnP2lnv2?lnv112

?lnP1?lnP2ln?1?ln?2有壓源 Lt 在時，單位質量可壓縮空氣井巷中流動時能量方程可寫成如下一般形式。

?P1P2???n?1??2??1n22??v1v2???????2?2??g?Z1?Z2??Lt???LR 令：

?P1P2??n?1??2??1n?P1?P2????m?式中，?m表示1，2斷面間按狀態過程考慮的空氣平均密度，得

P1?P2?P1P2??n?1??2??1n????P1?P2lnlnP1P2?P1P2?????21??????m??P1/?1P2/?2

則單位質量流量的能量方程式又可寫為：

LR?P1?P2?mP1?P222?v1v2?????2?2??g?Z1?Z2??Lt??LR?

?m22?v1v2?????2?2??g?Z1?Z2??Lt??

（二）單位體積(1m3)流量的能量方程

我國礦井通風中習慣使用單位體積（1m3）流體的能量方程。在考慮空氣的可壓縮性時，那么1m3 空氣流動過程中的能量損失（hR，J/m3（Pa），即通風阻力）可由1kg空氣流動過程中的能量損失（LR J/Kg）乘以按流動過程狀態考慮計算的空氣密度?m，即：hR=LR.?m；則單位體積(1m3)流量的能量方程的書寫形式為：

22?v1v2?????P1?P2???2?2??m?g?mZ1?Z2??hR

幾點說明：

1．1m3空氣在流動過程中的能量損失（通風阻力）等于兩斷面間的機械能差。2．g?m（Z1-Z2）是1、2斷面的位能差。當1、2斷面的標高差較大的情況下，該項數值在方程中往往占有很大的比重，必須準確測算。其中，關鍵是?m的計算，及基準面的選取。

?m的測算原則：將1－2測段分為若干段，計算各測定斷面的空氣密度(測定 P、t、φ)，求其幾何平均值。基準面選取：

取測段之間的最低標高作為基準面。例如：如圖所示的通風系統，如要求1、2斷面的位能差，基準面可選在2的位置。其位能差為：

而要求1、3兩斷面的位能差，其基準面應選在0-0位置。其位能差為：

113200 Epo121??2?gdZ??m12gZ1230Epo13??3?gdZ??m10gZ10??m30gZ1、2兩斷面上的動能差

A．在礦井通風中，因其動能差較小，故在實際應用時，式中可分別用各自斷面hv122?v1???2??1?v222?2????上的密度代替計算其動能差。即上式寫成：

22?v1v2??2?2?????m?

其中： ρ１、ρ2分別為1、2斷面風流的平均氣密度。

B．動能系數：是斷面實際總動能與用斷面平均風速計算出的總動能的比。即：

Kv???su2?22v2uds?vS?su3dsv3S因為能量方程式中的v1、v2分別為1、2斷面上的平均風速。由于井巷斷面上風速分布的不均勻性，用斷面平均風速計算出來的斷面總動能與斷面實際總動能不等。需用動能系數Kv加以修正。在礦井條件下，Kv一般為1.02～1.05。由于動能差項很小，在應用能量方程時，可取Kv為1。

因此，在進行了上述兩項簡化處理后，單位體積流體的能量方程可近似的寫成：

hR22?v1?v2???g?m1Z1?g?m2Z2???P1?P2??????2??212??J／m3

hR22?v1?v2???g?m1Z1?g?m2Z2?+Ht??P1?P2??????2??212??J／m3

（三）關于能量方程使用的幾點說明

1.能量方程的意義是，表示1kg（或1m3）空氣由1斷面流向2斷面的過程中所消耗的能量（通風阻力），等于流經1、2斷面間空氣總機械能（靜壓能、動壓能和位能）的變化量。

2.風流流動必須是穩定流，即斷面上的參數不隨時間的變化而變化；所研究的始、末斷面要選在緩變流場上。

3.風流總是從總能量（機械能）大的地方流向總能量小的地方。在判斷風流方向時，應用始末兩斷面上的總能量來進行，而不能只看其中的某一項。如不知風流方向，列能量方程時，應先假設風流方向，如果計算出的能量損失（通風阻力）為正，說明風流方向假設正確；如果為負，則風流方與假設相反。

4.正確選擇求位能時的基準面。

5.在始、末斷面間有壓源時，壓源的作用方向與風流的方向一致，壓源為正，說明壓源對風流做功；如果兩者方向相反，壓源為負，則壓源成為通風阻力。

6.應用能量方程時要注意各項單位的一致性。7．對于流動過程中流量發生變化，則按總能量守恒與轉換定律列方程

22????v1v2???Q1??Zg?P???Q?Zg?P??11?2?2m222??1m122????2??v3??Q2?hR12?Q3?hR13?Q3??Zg?P??33??3m32??

例1 在某一通風井巷中，測得1、2兩斷面的絕對靜壓分別為101324.7 Pa和101858 Pa，若S1=S2，兩斷面間的高差Z1-Z2=100米，巷道中?m12=1.2kg/m3，求：

1、2兩斷面間的通風阻力，并判斷風流方向。

解：假設風流方向1?2，列能量方程：

hR1222?v1?v2???Z1?Z2?g?m12??P1?P2??????2??212??

=（101324.7－101858）＋0＋100×9.81×1.2= 643.9 J/m3。

由于阻力值為正，所以原假設風流方向正確，1?2。

例2 在進風上山中測得1、2兩斷面的有關參數，絕對靜壓P1=106657.6Pa，P2=101324.72Pa；標高差Z1-Z2=－400m；氣溫t1=15℃，t2=20℃；空氣的相對濕度?1=70%，?2=80%；斷面平均風速v1=5.5m/s，v2=5m/s；求通風阻力LR、hR。解：查飽和蒸汽表得；t1=15℃時，PS1=1704Pa；t2=20℃時，PS2=2337Pa；

106657.60.378?0.7?1704??3??1???1.2841kg/m288.15106657.6??0.378?0.8?2337??3??1???1.1958kg/m101324.72??-ln101324.72?0.72?1?0.003484??2?0.003484?101324.72293.15?n=lnP1?lnP2ln?1?ln?2ln106657.6ln1.2841?ln1.1958LR22?P1P2??v1v2???????g?Z1?Z2???????n?1??1?2??22??n22?106657.6101324.72??5.5?5???????0.72?1?1.28411.1958??2?0.72???9.81???400???

= 382.26 J/kg 又∵

?m?P1?P2?P1P2?????n?1???2??1n?lnlnP1?P2P1?P1P2????????2??1P2P1/?1P2/?2?ln106657.6?101324.72106657.6?106657.6101324.72?101324.72???106657.6/1.2841?1.28411.1958?ln101324.72/1.1958

= 1.23877

kg/m

3∴

hR22?v1v2???P1?P2???2?2??m?g?m?Z1?Z2????5.5252???106657.6?101324.72???2?2??1.23877?9.81?1.23877???400??? = 475.19 J/m3

或

hR=LR×?m=382.26×1.23877= 473.53 J/m3。

第四節

能量方程在礦井通風中的應用

一、水平風道的通風能量（壓力）坡度線

（一）能量（壓力）坡度線的作法

意義：掌握壓力沿程變化情況；有利于通風管理。

擴散器0壓力Pa12345678910hR78H tP0hR12流程 如圖所示的通風機－水平風道系統，繪制能量（壓力）坡度線。1.風流的邊界條件

入口斷面處：風流入口斷面處的絕對全壓等于大氣壓（可用能量方程加以證明，對入口斷面的內外側列能量方程并忽略極小的入口流動損失），即：

Ptin=P0，所以，htin=0，hin=—hvin；

出口斷面：風流出口斷面處的絕對靜壓等于大氣壓（可用能量方程加以證明，對出口斷面的內外側列能量方程并忽略極小的出口流動損失），即：

Pex=P0，所以，hex=0，htex=hvex； 2.作圖步驟

1）以縱坐標為壓力（相對壓力或絕對壓力），橫坐標為風流流程。

2）根據邊界條件確定起始點位置。

3）將各測點的相對靜壓和相對全壓與其流程的關系描繪在坐標圖中。

4）最后將圖上的同名參數點用直線或曲線連接起來，就得到所要繪制的能量（壓力）坡度線。

（二）能量（壓力）坡度線的分析 1.通風阻力與能量（壓力）坡度線的關系

由于風道是水平的，故各斷面間無位能差，且大氣壓相等。由能量方程知，任意兩斷面間的通風阻力就等于兩斷面的全壓差：

hRi~j??Pi?Pj???hvi?hvj??Pti?Ptj?hti?htj（∵

P0i

=

P0j）a．抽出段

求入口斷面至i斷面的通風阻力，由上式得：

hR0～i = ht0－hti = － h ti

（ht0=0）

即：入口至任意斷面i的通風阻力（hR0～i）就等于該斷面的相對全壓（hti）的絕對值。

求負壓段任意兩斷面（i、j）的通風阻力：

hRi～j=Pti－Ptj

∵ hti = Pti-P0i 又∵| hti | = |hi|－hvi

代入上式得：Pti =P0i－|hi|－hvi

同理：Ptj = P0i－|hj|－hvj

∴ hRi～j =(P0i－| hi|－hvi)－(P0i－| hj|－hvj)

＝| hj |－| hi | + hvi－hvj

＝| htj |－| hti |

若hvi＝ hvj，hRi～j ＝ | hj |－ | hi | b．壓入段

求任意斷面i至出口的通風阻力，由上式得：

hRi～10 = hti－ht10 =hti－hv10（h10=0）

即：壓入段任意斷面i至出口的通風阻力（hRi～10）等于該斷面的相對全壓（hti）減去出口斷面的動壓（hv10）。

求正壓段任意兩斷面（i、j）的通風阻力： 同理可推導兩斷面之間的通風阻力為：

hRi～j ＝

hti －

htj 2.能量（壓力）坡度線直觀明了地表達了風流流動過程中的能量變化

絕對全壓（相對全壓）沿程是逐漸減小的；

絕對靜壓（相對靜壓）沿程分布是隨動壓的大小變化而變化。3.擴散器回收動能（相對靜壓為負值）

所謂擴散器回收動能，就是在風流出口加設一段斷面逐漸擴大的風道，使得出口風速變小，從而達到減小流入大氣的風流動能。擴散器安設的是否合理，可用回收的 動能值（?hv）與擴散器自身的通風阻力（hRd）相比較來確定，即：

?hv= hvex－hvex’? hRd

合理

?hv= hvex－hvex’< hRd

不合理

在壓入段出現相對靜壓為負值的現象分析，如上圖，對9 ～10 段列能量方程：

hR9～10 =(P9＋hv9)－(P10+ hv10)=P9＋hv9－P0－hv10

= h9＋hv9－hv10

∴h9 = hR9～10－（hv9－hv10）

如果：hv9－hv10 > hR9～10，則，h9<0（為負值）

因此，測定擴散器中的相對靜值就可判斷擴散器的安裝是否合理，相對靜壓的負值越大，其擴散器回收動能的效果越好。

（三）通風機全壓（Ht）1.通風機全壓的概念

通風機的作用：就是將電能轉換為風流的機械能，促使風流流動。通風機的全壓Ht等于通風機出口全壓與入口全壓之差：

Ht = Pt6－Pt5

2.通風機全壓Ht與風道通風阻力、出口動能損失的關系

由能量方程和能量（壓力）坡度線可以看出： hR6～10 = Pt6－Pt10

∴Pt6 = hR6～10＋Pt10，hR0～5 = Pt 0－Pt∴Pt5 = Pt 0－hR0～5，Ht = Pt6－Pt5 = hR6～10＋Pt10－（Pt 0－hR0～5）

=hR6～10＋P0＋hv10－（P0－hR0～5）

=hR6～10＋hv10＋hR0～5

Ht= hR0～10＋hv10

通風機全壓是用以克服風道通風阻力和出口動能損失。

通風機用于克服風道阻力的那一部分能量叫通風機的靜壓Hs。

Hs = hR0～10，Ht= Hs ＋hv10

兩個特例：

a）無正壓通風段（6斷面直接通大氣）通風機全壓仍為：Ht = Pt6－Pt5

∵Pt5=Pt０－hR０～5；Pt6= P0＋hv6

∴Ht=hR０～5＋hv6

b）無負壓通風段（5斷面直接通大氣）

∵Pt6=hR6～10＋Pt10，Pt10=P0＋hv10；Pt5=P0

∴Ht=hR6～10＋hv10 無論通風機作何種工作方式，通風機的全壓都是用于克服風道的通風阻力和出口動能損失；其中通風機靜壓用于克服風道的通風阻力。

二、通風系統風流能量（壓力）坡度線

(一)通風系統風流能量（壓力）坡度線

繪制礦井通風系統的能量（壓力）坡度線(一般用絕對壓力)的方法：是沿風流流程布設若干測點，測出各點的絕對靜壓、風速、溫度、濕度、標高等參數，計算出各點的動壓、位能和總能量；然后在壓力（縱坐標）－ －

風流流程（橫坐標）坐標圖上描出各測點，將同名參數點用折線連接起來，即是所要繪制的通風系統風流能量（壓力）坡度線。

以下圖所示簡化通風系統為例，說明礦井通風系統中有高度變化的風流路線上能量（壓力）坡度線的畫法。作圖步驟：

1.確定基準面。一般地，以最低水平(如2-3)為基準面。

2.測算出各斷面的總壓能(包括靜壓、動壓和相對基準面的位能)。

3.選擇坐標系和適當的比例。以壓能為

抽出式通風方式壓入式通風方式 １４２３ 縱坐標，風流流程為橫坐標，把各斷面的靜壓、動壓和位能描在坐標系中，即得1、2、3、4斷面的總能量。

4.把各斷面的同名參數點用折線連接起來，即得1－２－３－４流程上的壓力坡度線。

(二)礦井通風系統能量（壓力）坡度線的分析

1.能量（壓力）坡度線（a-b-c-d）清楚地反映了風流在流動過程中，沿程各斷面上全能量與通風阻力hR之間的關系。

全能量沿程逐漸下降，從入風口至某斷面的通風阻力就等于該斷面上全能量的下降值（如b0b），任意兩斷面間的通風阻力等于這兩個斷面全能量下降值的差。

2． 絕對全壓和絕對靜壓坡度線的坡度線變化有起伏（如1~2段風流由上向下流動，位能逐漸減小，靜壓逐漸增大；在3~4段其壓力坡度線變化正好相反，靜壓逐漸減小，位能逐漸增大）。說明，靜壓和位能之間可以相互轉化。

3.1、4斷面的位能差(EP01-EP04)叫做自然風壓(HN)。HN和通風機全壓（Ht)共同克服礦井通風阻力和出口動能損失。

HN+Ht(d2~e)=(d0~d)+(d1~d2)4.能量（壓力）坡度線可以清楚的看到風流沿程各種能量的變化情況。特別是在復雜通風網絡中，利用能量（壓力）坡度線可以直觀地比較任意兩點間的能量大小，判斷風流方向。這對分析研究局部系統的均壓防滅火和控制瓦斯涌出是有力的工具。例2 如圖2-4-4所示的同采工作面簡化系統，風流從進風上山經繞道1

Ⅰ壓力436Ⅱ2150流程Ⅰ152流程01234壓能P0PaEP01a1a2a0(a)b0b2b(b1)c2c0c(c1)ed0dEP04HNd1Htd2 分為二路；一路流經1－2－3－4(2－3為工作面Ⅰ)；另一路流經1－5－6－4（5－6為工作面Ⅱ）。兩路風流在回風巷匯合后進入回風上

Ⅱ364 山。如果某一工作面或其采空區出現有害氣體是否會影響另一工作面？

解：要回答這一問題，可以借助壓力坡度線來進行分析。為了繪制壓力坡度線，必須對該局部系統進行有關的測定。根據系統特點，沿風流流經的兩條路線分別布置測點，測算出各點的總壓能。根據測算的結果即可繪出壓力坡度線見圖2-4-5。由壓力坡度線可見，1－2－3－4線路上各點風流的全能量大于１－5－6－4線路上各對應點風流的全能量。所以工作面Ⅰ通過其采空區向工作面Ⅱ漏風，如果工作面Ⅰ或其采空區發生火災時其有害氣體將會流向工作面Ⅱ，影響工作面Ⅱ的安全生產。

第二篇：礦井通風與安全

礦井通風與安全

煤礦井下為什么要進行[1]?？不進行通風不行嗎？經過實踐證明，不進行通風是不行的。因為井下要生產就要有人，人沒有氧氣就不能生存。其次人們在井下生產過程中不斷產生有毒有害氣體，如：一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、沼氣等，如果不排除這些氣體人們也無法生產。井下由于受地溫等因素的影響需要對井下惡劣氣候條件進行調節。礦井通風的基本任務是：

（1）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對氧氣的需要。

（2）、沖淡井下有毒有害氣體和粉塵，保證安全生產。

（3）、調節井下氣候，創造良好的工作環境。

井下必須進行通風，不通風就不能保證安全和維持生產。故礦井通風是礦井生產環節中最基本的一環，它在礦井建設和生產期間始終占有非常重要的地位。

編輯本段 礦井通風的類型

礦井通風系統由影響礦井安全生產的主要因素所決定。根據相關因素把礦井通風系

礦井通風阻力參數智能檢測儀

統劃分為不同類型。根據瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產安全的主要因素對礦井通風系統的要求，為了便于管理、設計和檢查，把礦井通風系統分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種，依次為1-8八個等級。

編輯本段 空氣 地面空氣

地面空氣是我們居住的地球表面包圍著的地面大氣，它由干空氣和水蒸氣組成的混合氣體，在正常情況下干空氣由下列幾種成分組成：

氣體名稱體積濃度

氮（N2）78.13%

氧（O2）20.90%

二氧化碳（CO2）0.03%

氬（Ar）0.93%

其它0.01% 井下空氣

地面空氣進入井下后，因發生物理和化學兩種變化，使其成份和濃度發生改變。

1、物理變化：

氣體混入：煤層中含有瓦斯、二氧化碳等氣體，礦井在生產過程中這些氣體便混

jfy-2礦井通風多參數檢測儀 入井下空氣中。

固體混入：井下各作業環節所產生的巖、煤塵和其它微小雜塵混入井下空氣中。

氣象變化：由于井下溫度、氣壓和濕度的變化引起井下空氣的體積和濃度變化。

2、化學變化：

井下一切物質的緩慢氧化、爆破工作、火區氧化等這些變化均對井下空氣產生影響。

經過上述的物理、化學變化井下空氣同地面空氣相比較發生了較大變化，成分增多、濃度發生變化、氧濃度相對減少。井下空氣的成分種類共有：O2、N2、CH4、CO、CO2、H2S、SO2、H2、NH3、NO2、水蒸氣和浮塵十二種。但由于各礦條件不同，各礦的井下空氣成分種類和濃度都不相同。

編輯本段 井下空氣的主要成分： 氧（O2）

氧氣的性質：是一種無色、無味、無臭的氣體，它對空氣的比重是1.11，其化學性質很活潑，可以和所有的氣體相化合，氧能助燃，氧是人和動物新陳代謝不可缺少的物質，沒有氧氣人就不能生存。氧氣對人影響見下表：

氧的濃度%

人體的癥狀反應

靜止狀態無影響，工作時引起喘息、呼吸困難、心跳。

10--12

失去知覺、對人的生命有嚴重威脅。

9以下

在短時間內窒息死亡。

《煤礦安全規程》中規定：在采掘工作面的進風風流中，按體積計算，空氣中的于20%。氮（N2）

氮氣的性質：是一種無色、無味、無臭的氣體，它對空氣的比重是0.97，不助燃、不能維持呼吸。在正常情況下，氮對人體無害，當空氣中含氮量過多時，就會降低氧氣含量，可以因缺氧而使人窒息。

二氧化碳（CO2）

二氧化碳性質：是一種無色、略帶酸味的惰性氣體，它對空氣的比重是1.52，易溶于水、不助燃、不能維持呼吸，略帶毒性，對眼、喉嚨和鼻的粘膜有刺激作用。

《煤礦安全規程》中規定：在采掘工作面的進風風流中，按體積計算，二氧化碳濃度不得超過0.5%。

四、井下空氣的主要有害氣體及其防治措施

井下空氣由于受礦井生產的物理、化學變化的影響,使井下空氣中存在一些有毒有害氣體: 主要有害氣體:

一)、一氧化碳(CO)

1、性質:

一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體,它對空氣的比重為0.97,微溶于水。在一般溫度與壓力下,一氧化碳的化學性質不活潑,但濃度達到13%--17%時遇火能引起爆炸。

一氧化碳之所以毒性很強是因為它對人體內血紅球所含的血色素的親和力比氧大250--300倍。因此,一氧化碳吸入人體后就阻礙了氧和血色素的正常結合,使人體各部分組織和細胞缺氧,引起窒息和中毒死亡。

2、一氧化碳的濃度與中毒程度的關系:

一氧化碳

0.016

0.048

中毒時間 中毒程度 中毒癥狀

數小時 無征兆或輕微頭痛

1小時以內 輕微中毒 耳鳴、頭痛、頭暈、心跳

0.128 0。5--1小時 嚴重中毒 除上述癥狀外四肢無力、嘔吐、感覺

遲盹、喪失行動能力

0.4 短時間內 致命中毒 喪失知覺、痙攣、呼吸停頓、假死

《煤礦安全規程》規定井下空氣中一氧化碳的濃度不得超過0.0024%。

3、井下一氧化碳地來源:

(1)、井下火災;煤層自燃。

(2)、沼氣與煤層爆炸。

(3)、爆破工作。二氧化碳見上節。硫化氫氣體。

1、性質:

硫化氫氣體是一種無色微甜,有臭雞蛋氣味的氣體,它對空氣的比重為1.19,溶于水,能燃燒,當濃度達4.3%--46%時還具有爆炸性。

3、井下來源:

(1)、坑木析腐爛。

(2)、含硫礦物(如:黃鐵礦、石膏等)遇水分解。

(3)、從采空區廢舊巷道涌出或煤圍巖中放出。

某礦井通風網絡

(4)、爆破工作產生。二氧化硫:

1、性質:

二氧化硫是一種無色具有強烈硫黃燃燒味的氣體,它對空氣的比重為2.2,易溶于水。它對眼睛和呼吸器官有強烈刺激作用。

《煤礦安全規程》規定井下空氣中二氧化硫氣體濃度不得超過0.0005%。

3、井下來源:

(1)、含硫礦物的自燃或緩慢氧化。

(2)、從煤圍巖中放出。

(3)、在硫礦物中爆破生成。二氧化氮（NO2）

1、性質:二氧化氮為紅褐色氣體,它對空氣的比重為1.57,極易溶于水,對眼睛鼻腔、呼吸道及肺部有強烈的刺激作用,二氧化氮與水結合生成硝酸,因此對肺部組織起腐蝕破壞作用,可以引起肺部浮腫。

2、二氧化氮的濃度與中毒程度關系:

《煤礦安全規程》規定井下空氣中二氧化氮氣體濃度不超過0.00025%。

井下來源:

主要是放炮產生。

六)沼氣:沼氣的數量約占礦井瓦斯總和的90%以上,重點放在下一章闡述。

二、防止有害氣體的措施:

1、加強通風。適當增加風量,把這些有害氣體排出或沖淡到《煤礦安全規程》規定的安全濃度以下,是常用也是有效防止井下有害氣體危害的最根本的措施。

2、加強檢查,用各種瞧骷嗍泳?賂髦鐘瀉ζ?宓畝??以便及時采取相應的措施。

3、如果某種有害氣體的含量較大可采取抽放措施。如瓦斯抽放。

4、井下通風不良的地區或不通風的舊巷道內積聚大量的有害氣體。故在這些舊巷口要設柵欄,掛警標,防止他人誤入。如果必須進入,需要詳細檢查各種有害氣體方可進入。

5、若有人由于缺氧窒息或呼吸有毒有害氣體中毒時立即將中毒者移到有新鮮空氣的巷道或地面并進行人工呼吸(NO2、H2S中毒除外)施行急救。

編輯本段 礦井通風設施:

為了使井下風流沿指定路線流動分配,就必須在某些巷道內建筑引導控制風流的構筑物即通風設施,它分為引導風流和隔斷風流的設施。引導風流的設施:

1、風峒:風峒是聯接扇風機裝置和風井的一段巷道。

大煤溝煤礦風峒

風峒多用混凝土、磚石等建材構筑成圓形式矩形巷道,這是由風筒的特點所決定的。

2、風橋:風橋是將兩股平面交*的新、污風流隔成立體交*新、污風分開的一種通風設施。

根據結構特點不同風橋可分為三種:

(1)繞道式風橋。(2)、混凝土風橋。(3)、鐵筒風橋

3、風窗(卡)

風窗是在巷道內設在墻或門上,在墻或門上留一個可調空間窗口,通過調節空間窗口面積從而達到調節風量的目的。

4、風障:

在巷道內利用木板、葦席、風筒布做布障起到引導風流的作用。常用此方法處理高冒處、落山角等處積聚瓦斯。

5、風筒:

在巷道中利用正壓或負壓通風動力通過管道把指定的風量送到目的地,這個管道就叫風筒。隔斷風流設施:

1、防爆門(帽)

防爆門是裝在扇風機筒,為防止井下發生煤塵瓦斯爆炸時產生的沖擊波毀壞扇風機的安全設施。當井下發生煤塵、瓦斯爆炸時,防爆門即能被氣浪沖開,爆炸波直接沖入大氣,從而起到保護扇風機的作用。

2、擋風墻

在不允許風流通過,也不允許行車行人的井巷如采空區、舊巷、火區以及進風與回風大巷之間的聯絡小眼都必須設置擋風墻,將風流截斷。以免造成漏風,風流形成短路使通風系統失去合理穩定性而發生事故。

擋風墻分為:臨時擋風墻、永久擋風墻。

1)臨時擋風墻:一般是在立柱上釘木板,木板上抹黃泥建成臨時擋風墻。

使用條件:服務年限不長,巷道圍巖壓力小,漏風率要求不不嚴時使用。

2)永久擋風墻:一般使用料石、磚土、水泥、混凝土建筑。

使用條件:服務年限長,巷道圍巖壓力大,漏風率要求嚴時使用。

3、風門:

在不允許風流通過,但需行人或行車的巷道內,必須設置風門。

按結構分:普通風門和自運風門。

4、通風設施管理規定：

（1）、通風部門做好系統的調整，盡量減少風卡以自然分配風量為主。

（2）、愛護通風設施做到：風門嚴禁同時打開或用車撞風門、風門損壞及時匯報通風調度，如果影響系統風量受影響區域停電、撤人修復后再生產，安監調度組織分析處理。

（3）、通風設施由通風部門管理，其他單位無權移動、拆除等權力，如需要拆除、移動需要提前和通風部門聯系。

（4）、嚴禁跨入欄桿、拆除欄桿、閉墻、風卡等通風設施。

編輯本段 風量的測定:

礦井通風的主要參數之一就是風量,即:單位時間內通過井巷空氣的體積。測風站要求

1、必須設在直線巷道中。

2、測風站長度不少于4m。

3、測風站前后10m內沒有拐彎和其它障礙。

4、測風站應掛有記錄牌,注明編號、地點、斷面積、平均風速、風量、測風日期、測風點。

5、測風站應設在沒有漏風、支架齊全、斷面變化不大的巷道內。測風方法

測風采用定點法、九點法和線路法,求出平均風速。

在同一斷面測風次數不少于三次,每次測量結果的誤差不應超過5%,然后取三次的平均值。測得平均風速后通過測風站的斷面積計算出巷道風量。

《煤礦安全規程》規定，至少每10天要進行一次全面風量測定。

4、通風設施管理規定：

（1）、通風部門做好系統的調整，盡量減少風卡以自然分配風量為主。

（2）、愛護通風設施做到：風門嚴禁同時打開或用車撞風門、風門損壞及時匯報通風調度，如果影響系統風量受影響區域停電、撤人修復后再生產，安監調度組織分析處理。

（3）、通風設施由通風部門管理，其他單位無權移動、拆除等權力，如需要拆除、移動需要提前和通風部門聯系。

（4）、嚴禁跨入欄桿、拆除欄桿、閉墻、風卡等通風設施。風量的測定

礦井通風的主要參數之一就是風量,即:單位時間內通過井巷空氣的體積。

一)、測風站要求:

1、必須設在直線巷道中。

2、測風站長度不少于4m。

3、測風站前后10m內沒有拐彎和其它障礙。

4、測風站應掛有記錄牌,注明編號、地點、斷面積、平均風速、風量、測風日期、測風點。

5、測風站應設在沒有漏風、支架齊全、斷面變化不大的巷道內。

二)、測風方法:

測風采用定點法、九點法和線路法,求出平均風速。

在同一斷面測風次數不少于三次,每次測量結果的誤差不應超過5%,然后取三次的平均值。測得平均風速后通過測風站的斷面積計算出巷道風量。

《煤礦安全規程》規定，至少每10天要進行一次全面風量測定。

編輯本段 掘進通風

在掘進巷道時,為了供給人員呼吸,排除稀釋掘進工作面瓦斯或爆破后產生的有害、有害氣體和礦塵要進行通風。掘進巷道的通風叫掘進通風。掘進通風方法分全負壓通風、引射器通風和局扇通風。由于我集團公司主要采用局扇通風，故主要講局扇通風。局扇通風

局扇通風是我國礦井廣泛采用的一種掘進通風方法,它是利用局扇和風筒把新鮮風流送入掘進工作面的。

一)、局扇通風方式:

壓入式;抽出式;混合式

1、壓入式:就是利用局扇將新鮮空氣經風筒壓入工作面,而泛風則由巷道排出。

壓入式通風局扇安裝在新鮮風流中,泛風不經過局扇,因而局扇一旦發生電火花,不易引起瓦斯、煤塵爆炸,故安全性好,可用硬質風筒也可用柔性風筒,適應性較強。其缺點是:工作面泛風沿獨頭巷道排往回風巷,不利于巷道中作業人員呼吸。放炮后炮煙由巷道排出的速度慢,時間較長,影響掘進速度。

2、抽出式通風:

抽出式通風與壓入式通風相反,新鮮空氣由巷道進入工作面,泛風經風筒由局扇排出。

抽出式通風由于污風經風筒排出,保持巷道為新鮮空氣故勞動衛生條件較好,放炮后所需要排煙的速度快,有利于提高掘進速度。但由于風筒末端的有效吸程比較短,放炮時易崩壞風筒,如吸程長則通風效果不好,污風經過局扇安全性差,抽出式通風必須使用硬性風筒,適應性差。

3、混合式:

混合式通風把上述兩通風方式同時混合使用。雖然克服了上述的一些缺點,但由于設備多,電耗大,管理復雜,未被推廣使用。壓入式通風由于安全性好,設備簡單適應性好,效果好而被廣泛應用。局部通風管理

1、局扇:

1)、指定專人負責管理（掛牌管理）,不準任意停開局扇,保持正常運轉。

2)、局扇安裝必須上雙風機雙電源且安裝開停監測裝置。

3)、局扇安設在進風巷中。距回風流不得少于10m,不許發生循環風。

4)、局扇安裝與掘進工作面的電器設備必須有延時風電閉鎖裝置。

5)、局扇因故停運,必須撤人釘柵欄,按有關規定進行排放瓦斯。

2、風筒:

1)、推廣使用Φ700mm軟質阻燃風筒,提高局扇出風率。

2)、提高接頭質量,減少接頭漏風,堅持使用反邊式雙邊接頭。

3)、風筒要吊掛平直,拉緊吊穩,逢環必吊,提高局扇供風量。

4)、加強檢查和管理,及時修補。并擱專人負責。

5)、經常及時接風筒,保證風筒出口到煤頭不超距。

編輯本段 礦井瓦斯

煤層瓦斯的主要成分一般是沼氣和其它有害氣體等,這些氣體統稱為瓦斯。由于瓦斯的危害主要是沼氣,所以從狹義上講礦井瓦斯就專指沼氣而言。礦井瓦斯的生成:

煤礦井下的瓦斯來自煤層和煤系地層。瓦斯是在成煤和煤的變質過程中所伴生的氣體。古代植物在成煤的初期,經厭氧菌的作用,植物纖維質分解成大量瓦斯。以后在上覆巖層的高溫高壓作用下泥炭褐煤發生物理和化學變化,逐漸轉變成煙煤、無煙煤,煤在這種變質過程中揮發分減少,;固定炭增加。揮發分轉變成沼氣。這部分瓦斯由于埋藏在地層深處,不易跑掉得以保存。但在漫長的地質年代里由于受到諸多因素的影響,大部分瓦斯已放散出去,僅有一小部分至令還保存在煤層或巖層中,煤層或巖層中所含的瓦斯主要就是這部分瓦斯。瓦斯的性質:

甲烷是無色、無味、無臭可以燃燒和爆炸的氣體,不能供人呼吸,能造成人員窒息,它易于擴散,擴散速度是空氣的1.34倍,瓦斯的滲透能力是空氣的1.6倍,甲烷對空氣的比重為0.544,因此容易積存在巷道頂板冒落的頂板空峒內。瓦斯的化學性質極不活潑,幾乎不與其它物質化合,難溶于水。瓦斯與空氣適量混合后具有燃燒爆炸性。這是瓦斯所以成為礦內主要災害的原因所在。瓦斯爆炸條件:

1、瓦斯濃度:

在標準狀況下瓦斯按體積百分比濃度為5—16%時遇到高溫火源后就會發生瓦斯爆炸。濃度在9.1—9.5%時爆炸威力最大。

瓦斯爆炸界限不是固定不變的,它受溫度、壓力以及煤層其它可燃氣體、惰性氣體的混入等因素的影響。

2、引燃溫度:瓦斯引燃溫度一般在650℃—750℃,但它受到瓦斯濃度及火源性質等的影響1)、瓦斯的引爆延遲性對爆破工作有實際意義。炸藥在爆破時瞬間溫度可達2000℃,但火焰存在的時間很短,僅為千分之幾秒,故不會引起瓦斯爆炸。但若炸藥變質,裝藥炮泥不符合規定,就有可能使火焰存在時間加長甚至引燃藥包造成瓦斯燃燒或爆炸事故,所以對井下爆破工作應十分注意。高溫火源的存在是引起瓦斯爆炸的必要條件。電氣火花、違章放炮、煤炭自燃、明火等都易引起瓦斯爆炸。

3、足夠的氧含量:

實驗證明,空氣中的氧氣濃度降低時,瓦斯的爆炸界限縮小,當氧氣濃度減少到12%以下時,瓦斯就不會爆炸。

煤礦安全新技術：第一章 概述

礦井通風是礦井安全生產的基本保障。礦井通風指借助于機械或自然風壓，向井下各用風點連續輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環境溫度，創造良好的氣候條件，并在發生災變時能夠根據撤人救災的需要調節和控制風流流動路線的作業。

20世紀80年代以來，隨著煤礦機械化水平的提高，采煤方法、巷道布置及支護的改革，電子和計算機技術的發展，我國礦井通風技術有了長足的進步，通風管理日益規范化、系列化、制度化，通風新技術和新裝備愈來愈多地投人應用。以低耗、高效、安全為準則的通風系統優化改造在許多煤礦得以實施，使其能夠更好地為高產、高效、安全的集約化生產提供安全保障。

編輯本段

礦井通風系統的優化改造

礦井通風系統是向礦井各用風點供給新鮮空氣、排出污風的通風方式(進＼回風井布置的方式一中央式、對角式、混合式)、通風方法(抽出式、壓人式、抽壓混合式)、通風網絡(由風流流經的巷道及相關設施組成)和通風控制設施(通風構筑物)的總稱。

近年來，為適應綜合機械化采煤的要求，原煤炭工業部在總結建設經驗，借鑒國外先進技術的基礎上于1984頒發了《關于改革礦井開拓部署的若干技術規定》，作為新井建設、生產礦井技術改造和開拓延深的依據。為適應生產集約化，開采深度增加、瓦斯涌出量大的情況，以“針對現實、著眼長遠、因地制宜、對癥下藥、綜合治理、節能增風”為指導思想，對數百對國有煤礦進行了通風系統優化改造，配合生產礦井井田合并、開采范圍擴大和儲量增多等改擴建工作。這類通風系統優化改造主要有以下幾個方面內容。通風方式的改革

根據礦井的特點和需要，把中央式通風演變為中央一對角式混合通風系統。為適應綜采集約化生產，工作面單產超過1Mt／a的要求，對礦井采用分區域開拓。因此，形成區域式通風系統，即每個區域均有一組進、回風井，各個區域采用相對獨立的通風技術。它具有通風線路短、風阻小、區域間干擾小、安全性好，便于選擇主要通風機，使其實現高效節能的特點，提高了礦井的通風能力和抗災能力，適用于特大型礦井或因地質條件須把井田劃為若干獨立生產區域的礦井。總之，新建大型礦井通風系統以對角式、分區式為主，改擴建的生產礦井以混合式為主，主要通風機的經濟運行能力的提高

離心式風機

為提高主要通風機的經濟運行能力，主要開展了以下工作。

(1)為適應通風系統的變化和生產集約化的要求，20世紀80年代以來，我國相繼出現2K60系列和GAF系列的軸流式風機和G4-73與K4-73系列的離心式風機。20世紀90年代，依托于國家“八五”關項目，研制出FD型的對旋式風機。該系列風機具有能耗低、效率高的特點，因而迅速在我國煤礦推廣。在原煤炭部“九五”攻關項目中，無駝峰式軸流風機的研制成功增大了通風機的穩定工作區域。

(2)研制出離心式風機的調速裝置，如可控硅調速、液力偶合器和變頻調速裝置。

(3)加強了通風機及其附屬裝置管理，減少風硐、風機內部以及擴散塔的阻力損失和漏風，提高了通風機運行效率。在生產礦井進行老、舊機的運行狀態改造中，主要查明了通風機特性與通風網絡風阻特性匹配差，主要通風機選型偏大，風機轉速偏高，電機容量偏大，使風機長期處于低效區運行等問題，提出一整套風機經濟運行的辦法，對老、舊風機進行多種方法的技術改造，如采取更換機芯、改造葉輪和葉片等辦法提高風機運行效率。采區通風系統優化布置

優化采區和工作面的通風布置，能有效提高通風能力和排出瓦斯的效果。隨著集約化生產和礦井向深部發展，采區和采煤工作面的絕對瓦斯涌出量劇增，要求采區和采煤工作面的通風能力迅速增大。在采區的通風系統布置方面，出現了3條上山的布置方式，采區內有了獨立的進風和回風上山，利于采區內采煤工作面和掘進工作面的獨立通風，提高了采區的通風能力和風流的穩定性，也為保證采區的局部反風和作業人員的安全脫險提供了有利條件。在采煤工作面的通風布置方面，在常規的U型通風布置的基礎上，提出了U＋L型方式(或稱尾巷布置方式)，改變了采空區的流場分布，較有效地防止了采煤工作面隅角瓦斯積聚，促進了采空區瓦斯的排放。為了防止專用瓦斯排放巷瓦斯超限，又提出和采用了Y型的通風布置方式，單獨供應新鮮風流直接稀釋采空區涌出的瓦斯。此外，還采用了W型和Z型等布置方式，在適宜條件下均取得了較理想的通風效果，大大地改善了采煤工作面的通風條件，保證了安全回采。新型通風設施的使用

為適應礦井災變時期風流控制的需要，研制出能在地面利用礦井環境監控系統或遠程控制系統操縱井下主要風門的自動系統，解決了災變時期，當礦工和救護人員難以到達災區和煙流入侵區域而按救災要求必須開啟或關閉風門的難題。

第三篇：礦井通風與安全課程設計

技術業務工作總結

時光飛逝，歲月如梭，眨眼間已經畢業十年了。在這十年多的時間里，我不僅加深了對原來學習知識的理解，而且對以前書本中沒有接觸或接觸不深的知識有了進一步的認識。

2006年8月我被招聘到開元公司地測部測量員一職，主要負責（井巷中腰線標定、巷道貫通測量、地面測量、放樣等）測量相關工作。為了更好地完成領導安排的工作任務，我積極翻閱相關資料、書籍，向專業人士和同事請教不明白之處及工作中存在的種種問題。同時為了能讓自身掌握更多的專業技能知識，也積極參加了單位內部的一些相關職業技能培訓。我能在日常工作中樹立正確的工作態度，不斷總結工作經驗，努力做好本職工作的同時積極主動幫助他人，做到安于平凡敢于吃苦，一切以工作為首要原則！

一、思想方面：

我重視加強理論和業務知識學習，在工作中，堅持一邊工作一邊學習，不斷提高自身綜合素質水平。

一是認真學習“三個代表”重要思想，深刻領會“三個代表”重要思想的科學內涵，增強自己實踐“三個代表”重要思想的自覺性和堅定性，認真學習黨的十八大報告及十八屆三中、四中全會精神。自覺堅持以黨的十八大為指導，為進一步加快完善社會主義市場經濟體制，全面建設小康社會作出自己的努力。

二是認真學習工作業務知識，重點學習公文寫作及公文處理和電腦知識。在學習方法上做到在重點中找重點，抓住重點，并結合自己在公文寫作及公文處理、電腦知識方面存在哪些不足之處，有 針對性地進行學習，不斷提高自己的辦公室業務工作能力。

三是認真學習法律知識，結合自己工作實際特點，利用閑余時間，選擇性地開展學習，通過學習，進一步增強法制意識和法制觀念。

二、工作方面：

量工程是每個工程前期要先進行的事項，確保工程盾構推進能沿著設計軸線推進及全線貫通，主要取決于控制測量、聯系測量和地下控制測量。測量是工程的眼睛，作為測量人員，我們本著實際求實、一切以數據說話的原則從事測量工作。

1、控制測量：地面控制測量誤差對地下橫向貫通誤差的影響較為復雜，主要控制其測量終點橫向點位誤差即終點的橫向位移。這是盾構機能否順利進洞的關鍵因素之一。終點的橫向點誤差是由測角誤差和邊長誤差的共同影響所產生。開工前由業主提供地面控制網。我們嚴格按照要求對控制點進行3個月一次的復測，保證其點位的穩定。

2、聯系測量：巷道施工中為了保證巷道正確貫通，就必須將地面控制網中的坐標、方向及高程，經由地面傳遞到地下。這個傳遞工作稱為聯系測量，是聯系測量中常用地一種。坐標與方向地傳遞又稱為定向測量，通過定向測量，使地下平面控制網與地面上有統一地坐標系統。而高程傳遞則使地下高程系統獲得與地面統一地起算數據。提高測量精度及分析測量誤差通常我們可采用附和或閉合路線來完成這項工作。

3．地下控制測量：地下控制測量包括導線及高程測量。地下導 線測量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測量統一的坐標系統。建立足以確保盾構順利進洞的井下控制系統，為盾夠姿態的測定提供依據。由于巷道內沒有足夠的空間無法隨意布設導線，只能以支導線形式向前延伸。然而支導線精度較差，勢必造成較大的誤差，所以我們采用工作量較大的雙導線測量，以提高精度，是保證巷道的貫通的較佳方法。通過現場的工作經歷，我深刻認識到自己的不足之處，專業知識欠缺、社會經驗不足、工作能力欠佳等多方面問題。這些不足已成為我努力學習、強化專業知識、積累工作經驗的動力源泉，爭取以較強的工作能力，豐富的社會經驗和更加飽滿的熱情投入工作中！

三、學習和生活方面：

通過在領導和同事們的耐心幫助與鼓勵下，自身的不斷努力，個人素質有較明顯提高，在工作上取得了一定的成績，但也存在諸多不足。我總結了上班以來學到的東西，得到了至深的鍛煉。現將切實工作總結如下：

1、嚴謹科學、認真求證

在施工測量之前，認真審圖，對圖上有誤、有疑義的地方及時向領導及前輩們請教、咨詢、學習。在測量放線之前，利用CAD算出坐標，反復查看，確保萬無一失。對各種原始數據注意保存和及時整理，因為“經驗，是從眾多的數據中總結出來的”！測量放線后應認真復合線的位置確保每條線的實際誤差不超過半公分。

2、不斷進取、精益求精

社會在進步，時代在發展，只有不 斷學習，才能與時俱進。各種新的施工材料和施工機具不斷地應用到施工建設中來，相對的，也出現了更多的施工工藝和施工方法，各項規范也跟著發展。在如今高速發展的，不能自我提高，就意味著落后，就不能適應目前施工建設工作的發展要求。

3、納百家之長，補自家之短

在與甲方、測繪等單位專業人士的接觸中吸收他人的經驗，平時到多跑跑施工現場檢查與學習，學習工人們施工方法和施工工藝。從他人的成敗中，看到問題的所在，同時也看到自身的不足，以達到“博眾家之長，補一已之短”的目的。

四、個人工作改進措施及計劃：

在今后的工作中根據現場出現的問題積累經驗，吸取教訓，加 強新知識，新理論的充實，個人操作技術的加強，管理意識的加強，配合其他部門做好本職工作。明年的工作中，在閑暇時間多與片區其他項目測量員互相交流經驗,分享心得,互相提升。做到別人出現的問題我不會再出錯，我自己出現過的錯誤不再次發生，做到慢慢蛻變，直到破繭成蝶。

舊的一年快過去了，新的一年將要到來。回顧這一年工作我體 會到了工作中的幸苦和快樂。但是我想就算對工作付出的再多也是值得，因為我所學的東西將會在我以后人生旅途中發揮著很大的作用。在今后的工作中，我會不斷加強自己的業務水平與能力，向身邊的同事學習更多的專業理論知識和現場施工管理，將理論與實際相結合，總結經驗、吸取教訓，用積極向上的工作熱情；吃苦在前、享受在后的工作作風，去挑戰困難和挫折。與同事團結合作、互幫互助，共同 創造美好的明天，為公司的發展壯大添磚加瓦。

最后我要再次感謝公司的領導以及同事，是你們提供給我這么大一個學習工作的平臺，讓我見識到了建筑這一神圣的工作，我一定不負你們的期望全面提高自己努力做好一個新時期的人才。

總工辦地質測量部

蘇志春

2016年9月28日

第四篇：礦井通風與安全復習題

礦井通風與安全復習題

1、礦井大氣參數有：密度、壓力、濕度。

2、CO性質：CO是無色、無味、無臭的氣體，能夠均勻散布于空氣中，不易于察覺，極毒。

3、風壓的國際單位是：帕斯卡（Pa）

4、層流狀態下摩擦阻力與風流速度的關系：hf=64/Re·L/d·p·V2/2

5、巷道斷面風速分布：在貼近壁面處存在層流運動薄層，即層流邊層，在層流邊層以外，從巷壁向巷道軸心方向，風速逐漸增大，呈拋物線分布。

6、產生空氣流動的必要條件是：風流方向上兩斷面間存在能量差，風流總是由總能量大額地方流向總能量小的地方。

7、《金屬非金屬礦山安全規程》對氧氣，二氧化碳濃度的規定：礦井空氣中氧氣含量不低于20％，有人工作或可能到達的井巷，二氧化碳的濃度不得大于0.5％，總回風流中，二氧化碳濃度不得超過1％。

8、金屬礦山井下常見對安全生產威脅最大的有毒氣體有：CO、NOx、SO2、H2S、CHx等。

9、礦井氣候條件：指礦井空氣溫度、濕度和流速三個三個參數的綜合作用。

10、巷道產生摩擦阻力的原因：空氣流動時與巷道周壁的摩擦以及克服空氣本身的粘性。

11、巷道摩擦阻力系數大小和什么有關？答：巷道斷面積，支護方式，巷道周長。

12、礦井通風阻力有哪幾類，什么阻力是礦井通風總阻力中的主要組成部分？ 答：可分為摩擦阻力、局部阻力、正面阻力。摩擦阻力是主要組成部分。

13、什么是節點，什么是網孔？

答：節點：兩條或兩條以上分支的交點。網孔：由兩條或兩條以上方向并不都相同的分支首尾相連形成的閉合線路，其中無分支者稱為網孔。

14、單一風機工作的通風網絡，當礦井總風壓增加N倍時，礦井的風量增加多少倍？（√N倍）

15、什么是相似工況點？

答：對于幾何相似的泵（或風機），如果雷諾數相等或流動處于雷諾自模區，則在葉片入口速度三角形相似，也即流量系數相等時，流動過程相似，對應的工況點為相似工況點。

16、復雜通風網路巷道N、節點J和網孔M之間普遍存在的關系：M=N-J+1。

17、對角巷風流方向判定。（具體判定見P126）

答：風向判定原則：分支的風向取決于其始、末節點間的壓能值，風流由能值高的節點流向能值低的節點。當兩點能值相同時，風流停滯。當始節點能值低于末節點時，風流方向。

18、扇風機按其構造和工作原理可分為哪幾類？答：離心式、軸流式。

19、主扇工作方式分為哪幾種？答：壓入式、抽出式、壓抽混合式。20、礦用風扇按其服務范圍分為哪幾種？答：主扇、輔扇、局扇。

21、局部風量調節的方法有哪幾種？答：增阻調節法、減阻調節法、增能調節法。

22、運輸巷道、采區進風道的最高允許風速是多少？

答：6m/s

23、無凈化措施時，哪些井不宜做進風井，哪些井可兼做進風井？

答：箕斗井和混合井不宜做進風井；人行運輸道或罐籠提升井兼做進風井。

24、風橋的作用是什么？

答：把同一水平相交的一條進風巷和一條回風巷的風流隔開。

25、專用總進、回風道的最高允許風速是什么？ 答：8m/s

26、局部通風機的通風方法有哪些形式？答：壓入式、抽出式、混合式。

27、當掘進巷道長度大于200m時，局部通風以采用什么通風為宜？ 答：壓抽混合式。

28、在通風構筑物中，即可隔斷風流又可行人和通車的通風構筑物是什么？ 答：風門。

29、抽出式通風系統主要漏風地點？答：地表塌陷區、采空區。

30、我國絕大多數礦井掘進通風采用哪種局部通風方式？答：局部扇風機通風。

31、局部通風方法按通風動力形成不同可分為幾種？ 答：總風壓通風、擴散通風、引射器通風、引射器通風。

32、適用于局部通風機抽出式通風的風筒是：剛性風筒。

33、礦井主扇擴散器的主要作用：降低出風口的風速，以減少扇風機的動壓損失，提高扇風機的有效靜壓。

34、通風構筑物可分為哪兩大類？主要包括什么？

答：通風構筑物可分為兩大類一類是通過風流的構筑物，包括主扇風硐，反風裝置，風橋，導風板，調節風窗，風幛。另一類是遮斷風流的構筑物，包括擋風墻和風門等。

35、礦井局部風量調節方法有：①增阻調節 ；②降阻調節法；③增能調節法。

36、按進、回風井的相對位置，進風井與回風井的布置有哪幾種不同的布置形式？答：布置形式有中央式、對角式、混合式。

37、近年來，礦山推廣使用的階段通風網絡結構主要有哪些？

答：多中段階梯式進出風，本中段平行雙巷式進出風，跨中段棋盤式進出風，上下中段間隔式回風。

38、請解釋礦井進風段冬干夏濕現象？

答：在礦井進風路線上，冬天相對濕度大，含有一定量水蒸氣的冷空氣進入井下，氣溫逐漸升高，其飽和能力逐漸變大，相對濕度變小，沿途要吸收井巷中的水分，則進風段干燥；夏天相對濕度低，熱空氣進入井下，氣溫逐漸降低，其飽和能力逐漸變小，使其中一部分水蒸氣凝結成水珠，故進風段里很潮濕。

39、試分析礦內空氣中有毒氣體的來源？

答：（1）爆破時所產生的炮煙。炸藥在井下爆炸后，產生大量的有毒有害氣體，如CO, NO2等。（2）柴油機工作時所產生的廢氣。柴油機工作時所排廢氣的主要成分時氧化氮，CO、醛類和油煙等。（3）硫化礦物的氧化。在開采高硫礦床時，由于硫化礦物緩慢氧化，產生SO2 和 H2S氣體。（4）井下火災。井下火災引起坑木燃燒，產生大量的CO。

40、簡述風壓、靜壓和動壓定義，三者的關系是怎樣的？

答：（1）靜壓：空氣分子熱運動不斷撞擊器壁所呈現的壓力稱為靜壓。特點：①只要有空 氣存在，不論是否流動都會呈現靜壓；②風流中任意一點的靜壓各向同值，且垂直作用 于器壁；③靜壓可以用儀器來測定；④靜壓的大小反應了單位體積空氣具有的壓能。（2）動壓：空氣做定向流動時具有的動能，即動能所呈現的壓力。特點：①只有做定 向流動的空氣才會呈現動壓；②動壓具有方向性；③在同一流動斷面上，因各點的風 速不同，其動壓各不相同；④動壓無絕對壓力與相對壓力之分，總是大于零的。（3）風流中某點的靜壓與動壓之和稱為全壓，絕對全壓=絕對靜壓+絕對動壓。

41、通風阻力與井巷風阻有何不同？

答：在礦井通風工程中，空氣沿井巷流動時，井巷對風流所呈現的阻力，統稱井巷的通風阻力。井巷風阻是反映礦井通風難易程度的一個指標。兩者具有以下關系：，它表明井巷的通風阻力h等于井巷,風阻R與流過該井巷的風量Q平方的乘積。

42、什么是扇風機工況？選擇扇風機時對工況有什么要求？

答：（1）當扇風機以某一轉速、在風阻R的風網上作業時,可測算出一組工作參數風壓Ｈ、風量Ｑ、功率Ｎ和效率η，這就是該扇風機在風網風阻為R時的工況點。（2）為使扇風機安全、經濟地運轉，它在整個服務期內的工況點必須在合理的工作范圍之內。即從經濟的角度出發，扇風機的運轉效率不應低于60%；從安全方面考慮，其工況點必須位于駝峰點的右下側單調下降的直線段上。由于軸流式扇風機的性能曲線存在馬鞍形區段，為了防止礦井風阻偶爾增加等原因，使工況點進入不穩定區，一般限定實際工作風壓不得超過最高風壓的90%，即ＨS＜0.9ＨSmax。

43、何謂礦井通風系統？

答：礦井通風系統是指向井下各作業地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風網路和通風動力及通風控制設施等構成的工程體系。

44、利用與控制礦井自然通風的途徑有哪些？

答：（1）設計和建立合理的通風系統。（20降低風阻。（3）人工調整進回風井內空氣的溫差。（4）解決高溫季節下行自然風流的問題。

45、請指出抽出式通風的礦井漏風地點并分析漏風原因？

答：抽出式通風的礦井漏風地點有地表塌陷區及采空區直接漏入回風道。原因：①由于開采上缺乏統籌安排，過早地形成地表塌陷區，在回風道的上部沒有保留必要的隔離礦柱；②由于對地表塌陷區和采空區未及時充填或隔離。

46、簡述主扇安裝在地面的優、缺點？

答：優點：井下發生火災易實現反風；大爆破沖擊波或井下其他災害不易使主扇受到破壞。缺點：井口密閉和主扇安裝的短路漏風較大；當工作面距主扇很遠時，沿途漏風量大；當地形條件復雜時，地面主扇的安裝費用高，且安全受到威脅。

47、降低摩擦阻力的方法有哪些？

答：（1）增大井巷斷面；（2）采用兩條或多條巷道并聯；（3）巷道斷面相同時，圓斷面的周長最小，拱形斷面次之，矩形、梯形斷面較大。條件許可時，宜盡量采用周長小斷面的形狀；（4）盡量縮短井下風流的路線；（5）盡量采用相對粗糙度小的支護形式；（6）在條件允許的情況下降低風速。

48、影響自然風壓大小和方向的因素有哪些？

答：（1）溫度。礦井某一回路中兩側空氣柱溫差是影響自然風壓的主要因素。影響此氣溫差的主要因素是地面入風氣溫和圍巖與風流的熱交換，其影響程度則隨礦井開拓方式、深度、地形和地理位置的不同而有所不同。（2）空氣成分和濕度。空氣成份和濕度影響空氣密度，因而對自然風壓也有一定影響，但影響不大。（3）井深。空氣壓力和密度均隨井深增加而增加。（4）風機運轉。礦井主要通風機工作決定了主風流方向，加之風流與圍巖之間的熱交換，使冬季回風井氣溫高于進風井，在進風井周圍形成了冷卻帶后，即使風機停轉或通風系統改變，兩個井筒之間在一定時期內仍有一定的溫差，從而仍有一定的自然風壓起作用。

49、簡述礦井漏風及其危害。

答：礦井漏風：未經作業地點，而是通過采空區、地表塌陷區以及不嚴密的通風構筑物的縫隙，直接滲入回風道或直接排入地表的風流。危害：漏風使工作面有效風量減少，氣候和衛生條件惡化，增加風機的無益消耗，并可能加速可燃性礦物自燃發火。

50、為提高距離掘進巷道通風效果，應注意的問題有哪些？

答：（1）通風方式要選擇得當。（2）采用局部扇風機聯合作業。（3）條件許可時，盡量選用大直徑的風筒，以降低風筒風阻，提高有效風量；也可采用單機雙風筒并聯通風。（4）增加風筒的節長，改進接頭方式，保證風筒的接頭質量。減少接頭數可減少接頭風阻，改進接頭方式和保證風筒的接頭質量可減少風筒接頭處的漏風。（5）風筒懸吊力求“平、直、緊”，以減少局部阻力。（6）減少風筒漏風。（7）風筒應設放水孔，及時放出風筒中凝集的積水。（8）加強局扇和風筒的維修和管理，并實行定期巡回檢查風筒狀況的制度。

51、礦井通風設計內容有哪些？

答：（1）確定礦井通風系統，畫出通風系統圖；（2）礦井風量計算和風量分配；（3）礦井通風阻力計算；（4）選擇通風設備；（5）概算礦井通風費用。

第五篇：礦井通風與安全試題

礦井通風與安全試題

一、基本概念題（每題3分，共21分）

1.相對濕度—指濕空氣中實際含有的水蒸氣量與同溫度下的飽和濕度之比的百分數。

2.煤層瓦斯含量—指單位重量或體積的煤巖在一定溫度和壓力條件所含有的瓦斯。即游離瓦斯和吸附瓦斯的總和。

3.防爆門—出風井口所安設的防爆門都不得小于出風井口的斷面積，并應正對出風井口的風流方向。當井下發生瓦斯或煤塵等爆炸時，爆炸氣浪將防爆門掀起，可保護主要通風機免受損壞。

4.保護層—在突出礦井中，預先開采的、并能使其他相鄰的有突出危險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層。

5.通風機工況點—即是風機在某一特定轉速和工作風阻條件下的工作參數，如Q、H、N和η等，一般是指H和Q兩參數。

6.均壓防滅火—采用風窗、風機、連通管、調壓氣室等調壓手段，改變通風系統內的壓力分布、降低漏風通道兩端的壓差，減少漏風，從而達到抑制和熄滅火區的目的。

7.火風壓—在礦井中，火災產生的熱動力是一種浮動力，這種浮力效應就稱為火風壓。

二、簡答題（每題7分，共28分）8.簡述礦井通風風量的減阻調節法。

答：A.減阻調節法是以并聯網絡中阻力較小風路的阻力值為基礎，在阻力較大的風路中采取減阻措施、降低巷道的通風阻力，從而增大與該巷道處于同一通路中的風量，或減少與其并聯通路上的風量。B.減阻調節的措施有：①擴大巷道斷面；②降低摩擦阻力系數；③清除巷道中局部阻力物；④采用并聯風路；⑤縮短風流路線的總長度等。9.試分析當前我國煤礦經常發生瓦斯爆炸的原因并簡介主要預防措施。

答：A.煤礦礦井爆炸原因分析：

①火源：井下的一切高溫熱源都可以引起瓦斯燃燒或爆炸，但主要火源是放炮和機電火花；

②發生地點：煤礦任何地點都有可能發生爆炸的可能性，但大部分爆炸事故發生在采掘工作面。B.預防瓦斯爆炸的技術措施： 1）防止瓦斯積聚

①通風是防止瓦斯積聚的基本方法； ②及時處理局部積存的瓦斯； ③抽放瓦斯；

④經常檢查瓦斯濃度和通風狀況。2）防止瓦斯引燃

3）防止瓦斯爆炸災害事故擴大的措施。

10.簡述火災時期風流發生紊亂的原因及防治措施。答：A火災時期風流發生紊亂的原因：

1.上行風路產生火風壓。發生風流逆轉的原因主要是：①因火風壓的作用使高溫煙流流經巷道各點的壓能增大；②因巷道冒頂等原因造成火源下風側風阻增大，導致主干風路火源風側減小，沿程各節點壓能降低.為了防止旁側風路風流逆轉，主要措施有：①降低火風壓；②保持主要通風機正常運轉；③采用打開風門、增加排煙通路等措施減小排煙線路上的風阻。

2．下行風路產生火風壓。在下行風路中產生火風壓，其作用方向與主要通風機作用風壓方向相反。當火風壓等于主要通風機分配到該分支壓力時，該分支的風流就會停滯；當火風壓大于該分支的壓力時，該分支的風流就會方向。主干風路風阻及其產生的火風壓一定時，風量越小，越容易反向。防止下行風風路風流逆轉的途徑有：減小火勢，降低火風壓；增大主要通風機分配到該分支上的壓力。B防治措施

減小主干風路排煙區段的風阻；在火源的下風側使煙流短路排至總回風；在火源的上風側、巷道的下半部構筑擋風墻，迫使風流向上流，并增加風流的速度。擋風墻距火源5m左右；也可在巷道中安帶調風的風障，以增加風速。

11.簡述礦井綜合防塵措施有哪些。答：礦井綜合防塵措施：

一、通風防塵

通風防塵是指通風風流的流動將井下作業點的懸浮礦塵帶出，降低作業場所的礦塵濃度，因此搞好礦井通風功能有效地稀釋和及時地排出礦塵。

二、濕式作業 濕式作業是利用水或其他液體，使之與礦塵相接觸而捕集風塵的方法。

三、凈化風流

凈化風流是使井巷中含塵的空氣通過一定的設施或設備，將礦塵捕獲的技術措施。

四、個體防護

個體防護是指通過佩戴各種防護面具以減少吸入人體粉塵的最后一道措施。

三、計算題（12-15每題10分，16題11分，共51分）

12、通風機做抽壓式工作，在抽出段測得某點的相對靜壓為600Pa, 動壓為150Pa；在壓入段測得相對靜壓為600Pa, 動壓為150Pa；風道外與測點同標高點的大氣壓力為101324Pa，求抽出段和壓入段測點相對全壓、絕對靜壓和絕對全壓。解： 抽出段：

相對全壓：hti?hi?hvi?600?150?450Pa 絕對靜壓：Pi?Poi?hi?101324?600?100724Pa 絕對全壓：Pti?Poi?hti?101324?450?100874Pa 壓入段：

相對全壓：hti?hi?hti?600?150?750Pa 絕對靜壓：Pi?Poi?hi?101324?600?101924Pa 絕對全壓：Pti?Poi?hti?101324?750?102074Pa 13.某礦井為中央并列式通風系統，總進風Q=9000m3/min，總風壓h=2394Pa，試求礦井總風阻Rm，等積孔A，并判斷該礦通風系統難易程度。解：由h?RQ2

2h23940.1064N?S得Rm?2??8 2mQ?9000????60?A?Q1.1917??0.652h1.2h1.1917?9000600?3.65m2 2394等積孔較大，風阻較小，礦井通風容易。

14.已知某礦井總回風量為5000 m3/min，瓦斯濃度為0.5％，日產量為4000 t，試求該礦井的絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量。并確定該礦瓦斯等級（該礦無煤與瓦斯突出現象）。解：絕對瓦斯涌出量：Qg?5000?0.5%?25mmin 相對瓦斯涌出量：qg?335000?60?24?365?0.5%?9.95m3t

4000?3303因為Qq?40mmin,且qg?10mt 故此礦為低瓦斯礦井。

15.某礦井通風系統采用抽出式通風。已知主通風機房內的水柱計讀數為150 mmH2O，入風井與出風井井底的空氣密度分別為1.20 kg/m3和1.04 kg/m3，風峒中的平均風速為8 m/s，主通風機出口的平均風速為5 m/s，入風井與出風井的入口與出口的標高相同，高差為200 m，地面的空氣密度為1.26 kg/m3，求礦井的通風阻力。解：h1?2?P1?P2??1g?1??2g?2??1'2u?21'?22u2

2P1?P2?150?13.6?9.81?20012.4（帕）

?'?1.2，?'12?1.04，g?9.81，?1??2=1.26 h1?2?150 ?13.6 ?9.81+1.26 ?9.81 ?200+0.6 ?64—0.52 ?25 =22509.92N 16.某一并聯風路，已知總風量為Q＝40m3/s，R21＝1.18N·s/m8，R2＝0.79N·s2/m8，若巷道1、2中的風量分別要求為10m3/s和30m3/s，斷面的面積均為5m2，要求采用增阻法調節，試確定調節風窗的位置和面積。解：

h21?R1Q21?1.18?10?118Pa

h22?R2Q2?0.79?302?711Pa

因為h2?h1，故風窗應安設在巷道1中。

hw?h2?h1?593（帕）

風窗面積A?Q1S?5Q?0.759Shw?1010?0.759?5593?0.49m2

答：風窗應安設在巷道1中，風窗面積為0.49 m2.