第二章 矿井空气流动的基本理论
第二章矿井空气流动的基本理论
本章的重点：
1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ；
2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和
压入式相对静压、相对全压与动压的关系
3、能量方程
连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程
4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图
本章的难点：
点压力之间的关系
能量方程及其在矿井中的应用
主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。
第一节空气的主要物理参数
一、温度
温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标T=273.15+t
二、压力（压强）
空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习惯称为压力。
它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。
P=2/3n(1/2mv2)
矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。
换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa
(见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20,
１mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
三、湿度
表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。
表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。
１、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温度。其单位与密度单位相同（Kg/ m3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。
ρv=M v/V
饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，P S，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs。
２、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）之比称为空气的相对湿度
φ＝ρV／ρS
反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。
Φ愈小空气愈干爆，φ＝０为干空气；
φ愈大空气愈潮湿，φ＝１为饱和空气。
温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点
例如：甲地：t = 18 ℃，ρV＝0.0107 Kg/m3,
乙地：t = 30 ℃，ρV＝0.0154 Kg/m3
解：查附表当t为18 ℃，ρs＝0.0154 Kg/m3, ,
当t为30 ℃，ρs＝0.03037 Kg/m3,
∴甲地：φ＝ρV／ρS＝0.7 ＝70 %
乙地：φ＝ρV／ρS＝0.51＝51 %
乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。
露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。
上例 甲地、乙地的露点分别为多少？ ３、含湿量
含有1kg 干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg ）称为空气的含湿量。
d= ρV ／ ρd, ρV = φPs/461T ρd =(P-φPs)/287T
d=0.622 φPs/(P- φPs)
四、焓
焓是一个复合的状态参数，它是内能u 和压力功PV 之和，焓也称热焓。
i=i d +d?i V =1.0045t+d(2501+1.85t)
实际应用焓-湿图（I-d) 五、粘性
–
流体抵抗剪切力的性质。
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(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。其大小主要取决于温度。
根据牛顿内摩擦定律有：
运动粘度为： m 2/s
式中：μ－－比例系数，代表空气粘性，称为动力粘性或绝对粘度。其国际单位：帕.秒，写作：Pa.S 。
温度是影响流体粘性主要因素，气体，随温度升高而增大，液体而降低 六、密度
dy
dv
S F μ=ρ
μν=
单位体积空气所具有的质量称为空气的密度， 与P 、t 、湿度等有关。湿空气密度为干空气密度和水蒸汽密度之和，即：
根据气体状态方程，可推出空气密度计算公式：
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：Pa ； φ为相对湿度；
Ｔ为空气绝对温度，T= t + 273 , K 。
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：mmHg 。 注意：Ｐ和Ｐsat 单位一致。 空气比容：ν=V/M=1/ ρ
第二节 风流的能量与压力
能量与压力是通风工程中两个重要的基本概念，压力可以理解为：单位体积空气所具有的能够对外作功的机械能。 一、风流的能量与压力 1.静压能－静压
（1）静压能与静压的概念
空气的分子无时无刻不在作无秩序的热运动。这种由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外作功的机械能叫静压能，
在矿井通风中，压力的概念与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。静压也可称为是静压能。 （２）静压特点
)
1(003484.0378.0P
P T
P sa t
φρ-
=)
1(46457.0378.0P
P T
P sa t
φρ-
=v
a d ρρρ+=.
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。如说风流的压力为Pa，则指风流1m3具有101332J的静压能。
（３）压力的两种测算基准（表示方法）
根据压力的测算基准不同，压力可分为：绝对压力和相对压力。
A、绝对压力：以真空为测算零点（比较基准）而测得的压力称之为绝对压力，用 P
表示。
B、相对压力：以当地当时同标高的大气压力为测算基准(零点)测得的压力称之
为相对压力，即通常所说的表压力，用h 表示。
）三者之间的风流的绝对压力（Pi）、相对压力（h）和与其对应的大气压（P
0关系如下式所示：hi = Pi －P0
P i与h i比较：
I、绝对静压总是为正，而相对静压有正负之分；
II、同一断面上各点风流的绝对静压随高度的变化而变化，而相对静压与高度无关。
III、P i可能大于、等于或小于与该点同标高的大气压(P0i)。
2、重力位能
（1)重力位能的概念
物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重
力位能，简称位能，用 E
PO
表示。
如果把质量为M（kg）的物体从某一基准面提高Z（m），就要对物体克服重力作功M.g.Z（J），物体因而获得同样数量（M.g.Z）的重力位能。
即： E
PO
=M.g.Z
重力位能是一种潜在的能量，它只有通过计算得其大小，而且是一个相对值。
实际工作中一般计算位能差。
（２）位能计算
重力位能的计算应有一个参照基准面。
如下图1－２两断面之间的位能差：E p012=∫ρi gdz i
（3)位能与静压的关系
当空气静止时（v=0），由空气静力学可知：各断面
的机械能相等。设以2-2断面为基准面：
1-1断面的总机械能 E
1=E
PO1
+P
1
2-2断面的总机械能 E
2=E
PO2
+P
2
由E
1=E
2
得：E PO1+P1=E PO2+P2
由于E
PO2
=0（2-2断面为基准面），
E
PO1=ρ
12
.g.Z
12
，
所以：P2=E PO1+P1=ρ12.g.Z12+P1
说明：Ｉ、位能与静压能之间可以互相转化。
II、在矿井通风中把某点的静压和位能之和称之为势能。
（4)位能的特点
a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能
差为定值。
b.位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象
静压那样用仪表进行直接测量。
c.位能和静压可以相互转化，在进行能量转化时遵循能量守恒定律。
3.动能－动压
（1)动能与动压的概念
当空气流动时，除了位能和静压能外，还有空气定向运动的动能，用E
v 表示，
J/m3；其动能所转化显现的压力叫动压或称速压，用符号h
v
表示，单位Pa。
（2)动压的计算
单位体积空气所具有的动能为：
E vi ＝ρi×v2×0.5
式中：ρi－－I点的空气密度，Kg/m3；
v－－I点的空气流速，m/s。
E
vi 对外所呈现的动压h
vi
，其值相同。
（3)动压的特点
a.只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。
b.动压总是大于零。垂直流动方向的作用面所承受的动压最大（即流动方向上的
动压真值）；当作用面与流动方向有夹角时，其感受到的动压值将小于动压真值。
c.在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，所以其动
压值不等。
d.某断面动压即为该断面平均风速计算值。
（４）全压
风道中任一点风流，在其流动方向上同时存在静压和动压，两者之和称之为该点风流的全压，即：全压＝静压＋动压。
由于静压有绝对和相对之分，故全压也有绝对和相对之分。
Ａ、绝对全压（P
ti
）
P
ti ＝ P
i
＋h
vi
B、相对全压（h
ti
）
h
ti ＝ h
i
＋h
vi
＝ P
ti
－ P
oi
说明：`A、相对全压有正负之分；
B、无论正压通还是负压通风，P
ti >P
i
h
ti
＞ h
i
。
二、风流的点压力之间相互关系
风流的点压力是指测点的单位体积(1m3)空气所具有的压力。通风管道中流动的风流的点压力可分为：静压、动压和全压。
风流中任一点i的动压、绝对静压和绝对全压的关系为：h vi=P ti-P i
h vi、h I和h ti三者之间的关系为：h ti = h i + h vi。
压入式通风（正压通风）：风流中任一点的相对全压恒为正。
∵P ti and P i > P o i
∴h i ＞０，h ti＞0 且h ti＞h i
压入式通风的实质是使风机出口风流的能量增加，即出口风流的绝对压力大于风机进口的压力。
抽出式通风（负压通风）：风流中任一点的相对全压恒为负，对于抽出式通风由于hti 和hi 为负，实际计算时取其绝对值进行计算。
∵P ti and P i＜P o i
h ti＜0 且h ti＞h i，但| h ti | < | h i|
实际应用中，因为负通风风流的相对全压和相对静压均为负值，故在计算过程中取其绝对值进行计算。
即：| h ti | = | h i| －h vi
抽出式通风的实质是使风机出口风流的能量降低，即出口风流的绝对压力小于风机进口的压力。
风流点压力间的关系
例题2-2-1如图压入式通风风筒中某点i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，风筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti
；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332+1000=102332Pa
(2) h
ti =h
i
+h
vi
=1000+150=1150Pa
(3 P
ti =P
0i
+h
ti
=P
i
+h
vi
=101332.32+1150=Pa
例题2-2-2如图抽出式通风风筒中某点i的h
i =1000Pa，h
vi
=150Pa，风筒外与i点同
标高的P
0i
=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti
；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332.5-1000=100332Pa
(2) | h ti | = | h i| －h vi＝1000-150=850Pa
h ti ＝－850 Pa
(3) P ti=P0i+h ti=101332.5-850=100482Pa
三、风流点压力的测定
１、矿井主要压力测定仪器仪表
（１）绝对压力测量：空盒气压计、精密气压计、水银气压计等。(介绍实物)（２）压差及相对压力测量：恒温气压计、“Ｕ”水柱计、补偿式微压计、倾斜单管压差计。
（３）感压仪器：皮托管，承受和传递压力，+ - 测压
２、压力测定
（１）绝对压力－－直接测量读数。
（２）相对静压(以如图正压通风为例) （注意连接方法）：
推导如图h = h i?
以水柱计的等压面0 ’ －0’ 为基准面，
设: i点至基准面的高度为 Z ，胶皮管内的
空气平均密度为ρ
m
，胶皮管外的空气平均密
度为ρ
m ’；与i点同标高的大气压P
0i
。
则水柱计等压面 0 ’ －0’两侧的受力分别为： 水柱计左边等压面上受到的力：
P 左＝ P ０+ ρ水gh ＝P 0i + ρm ’g(z-h)+ ρ水gh 水柱计右边等压面上受到的力： P 右＝ P 0i +ρm gz
由等压面的定义有： P 左＝ P 右 ，即： P 0i +ρm ’g(z-h)+ ρ水gh ＝ P 0i +ρm gz 若 ρm ＝ ρ
m
’
有：
∵ ρ
水
＞＞ ρm
对于负压通风的情况请自行推导（注意连接方法）： 说明：（I ）水柱计上下移动时，h i 保持不变；
（II ）在风筒同一断面上、下移动皮托管，水柱计读数不变，说明同一断面上 h i 相同。
（３）相对全压、动压测量
测定连接如图（说明连接方法及水柱高度变化）
(以上关系，实验室验证)
g
h m
i i p p ?=
--ρρ水0i
i i i i
i h g
h g
p p g h p p =?=?-=?=-)(00水
ρ
第三节矿井通风中的能量方程
当空气在井巷中流动时，将会受到通风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气连续不断地流动，就必需有通风动力对空气作功，使得通风阻力和通风动力相平衡。
一、空气流动连续性方程
在矿井巷道中流动的风流是连续不断的介
质，充满它所流经的空间。在无点源或点汇存
在时，根据质量守恒定律：对于稳定流，流入某空间的流体质量必然等于流出其的流体质量。
如图井巷中风流从1断面流向2 断面，作定常流动时，有：
ρ
１
V1 S1＝ρ２V２S２Mi=const
式中ρ
１、ρ
2
－－1、2断面上空气的平均密度，kg/m3 ；
V1,，V2－－1、2 断面上空气的平均流速，m/s；
S1、S2－－1、２断面面积，m2。
两种特例：
（I）若S1＝S2 ，则ρ１V1＝ρ２V２；
（II）若ρ１＝ρ２，则V1 S1＝V２S２。对于不可压缩流体，通过任一断面的体积流量相等，即Q=v i S i=const
二、可压缩流体的能量方程
能量方程表达了空气在流动过程中的压能、动能和位能的变化规律，是能量守恒和转换定律在矿井通风中的应用。
（一）、单位质量(1kg)流量的能量方程
在井巷通风中，风流的能量由机械能（静压能、动压能、位能）和内能组成，常用1kg空气或1m3空气所具有的能量表示。
机械能：静压能、动压能和位能之和。
内能：风流内部所具有的分子内动能与分子位能之和。空气的内能是空气状态参数的函数，即：u = f（T，P）。能量分析
任一断面风流总机械能：压能＋动能＋位能 任一断面风流总能量：压能＋动能＋位能＋内能， 所以，对单位质量流体有：
假设：1kg 空气由1 断面流至2 断面的过程中，
L R （J/kg ）：克服流动阻力消耗的能量；
q R （J/kg ）：L R 部分转化的热量(这部分被消耗的能量将转化成热能仍存在于空气中）；
q （J/kg ）：外界传递给风流的热量（岩石、机电设备等）。 根据能量守恒定律：
根据热力学第一定律，传给空气的热量（q R +q ），一部分用于增加空气的内能，
一部分使空气膨胀对外作功，即：
1
12
111
u .2v
P :11+++-Z g ρ断面总能量2
22
222
u .2
v
P :22+++-Z g ρ断面总能量=+++++R
q q Z g 112
111u .2v P ρR 22
222L
u .2v P 2＋+++Z g ρ
式中：v 为空气的比容，m 3/kg 。 又因为：
上述三式整理得：
即为：单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程的一般形式。 式中 称为伯努力积分项，它反映了风流从1断面流至2
断面的 过
程中的静压能变化，它与空气流动过程的状态密切相关。对于不同的状态过程，其积分结果是不同的。
对于多变过程，过程指数为 n ，对伯努利积分进行积分计算，可得到：
单位质
量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
其中 过程指数n 按下式计算：
有压源 L t 在时，单位质量可压缩空气井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
??1
2
1
2
dP
1
=
dP
ρ
v
令
式中 ρm 表示1，2断面间按状态过程考虑的空气平均密度，得
则单位质量流量的能量方程式又可写为
（二）、单位体积(1m 3)流量的能量方程
我国矿井通风中习惯使用单位体积（1m 3）流体的能量方程。在考虑空气的可压缩性时，那么1m 3 空气流动过程中的能量损失（h R ，J/m 3（Pa ），即通风阻力）可由1kg 空气流动过程中的能量损失（L R J/Kg ）乘以按流动过程状态考虑计算的空气密度ρm ，即：h R =L R .ρm ；则单位体积(1m 3)流量的能量方程的书写形式为：
m ρρρ2
12211
P P P P 1n n -=???
? ??-
-???
?
??--=
???
?
??-
--=
221
12
21
1
2
12
1221
1
2
1P P /P /P ln P P ln
P P P P 1n n P P ρρρρρρρm ()Lt Z +-+???? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2v P P L ρ()Lt Z +-+???? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2
v P P L
ρ
几点说明：
1、1m 3 空气在流动过程中的能量损失（通风阻力）等于两断面间的机械能差。
2、g ρm （Z 1-Z 2）是1、2 断面的位能差。当1、2 断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。其中，关键是ρm 的计算，及基准面的选取。
ρm 的测算原则：将1－2 测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度(测定 P 、t 、φ)，求其几何平均值。
基准面选取：取测段之间的最低标高作为基准面。 例如：如图所示的通风系统，如要求1、2断面的位能差， 基准面可选在2的位置。其位能差为： 而要求1、3两断面的位能差，其基准面应选 在0-0位置。其位能差为：
３、 是1、2两断面上的动能差
A 、 在矿井通风中，因其动能差较小，故在实际应用时，式中可分别用各自断
面上的密度代替计算其动能差。即上式写成：
其中： ρ
１、
ρ2分别为1、２断面风流的平均气密度。
B 、动能系数：是断面实际总动能与用断面平均风速计算出的总动能的比。即：
?=
=
1
2
12
12po12gZ gdZ
E m ρρ?-==
1
3
30
301010
po13gdZ E gZ gZ m m ρρ
ρm ρ???
? ??-2v 2v 222
1???
? ?
?-
=2
22
1
2
112
2
v 2
v ρρv h
因为能量方程式中的v 1、v 2分别为1、2断面上的平均风速。由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等。需用动能系数K v 加以修正。在矿井条件下，K v 一般为1.02～1.05。由于动能差项很小，在应用能量方程时，可取K v 为1。
因此，在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方程可近似的写成：
J ／m 3
J ／m 3
（三）、关于能量方程使用的几点说明
1. 能量方程的意义是，表示1kg （或1m 3）空气由1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。
2. 风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。
3. 风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流方与假设相反。
4. 正确选择求位能时的基准面。
5. 在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。
６. 应用能量方程时要注意各项单位的一致性。
7、对于流动过程中流量发生变化，则按总能量守恒与转换定律列方程
例 1、 在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7 Pa 和101858 Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100米，巷道中ρm12=1.2kg/m 3，求：1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向1→2，列能量方程：
=（101324.7－101858）＋0＋100×9.81×1.2= 643.9 J/m 3。 由于阻力值为正，所以原假设风流方向正确，1→2。
例 2、 在进风上山中测得1、2两断面的有关参数，绝对静压P 1=106657.6Pa ，P 2=101324.72Pa ；标高差Z 1-Z 2=－400m ；气温t 1=15℃，t 2=20℃；空气的相对湿度?1=70%，?2=80%；断面平均风速v 1=5.5m/s ，v 2=5m/s ；求通风阻力L R 、h R 。 解：查饱和蒸汽表得；t 1=15℃时，P S1=1704Pa ；t 2=20℃时，P S2=2337Pa ；
R133R12232
3
33
33222222212
11111h Q h Q 2v P Z Q 2v P Z Q 2v P Z Q ?+?+???
? ??+++???
? ??++=???? ??++ρρρρρρg g g m m m ()()m12
21222
12
121R12
g 2v 2v P P h ρρρZ Z -+???
? ??-+-=31/2841
.16.10665717047.0378.0115.2886.106657003484.0m kg =???
????-??
=ρ32/1958
.172.10132423378.0378.0115.29372.101324003484.0m kg =??
?
????-??
=ρ72
.01958
.1ln 2841.1ln 2ln101324.7-ln106657.6ln ln lnP lnP =
n 212
1=-=--ρρ()2122
2
12211R Z g 2v 2v P P 1n n L Z -+???
? ??-+???? ??--=ρρ()40081.9255.51958.172.1013242841.16.106657172.072.022-?+???
?
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= 382.26 J/kg 又 ∵
= 1.23877 kg/m 3 ∴
= 475.19 J/m 3
或 h R =L R ×ρm =382.26×1.23877= 473.53 J/m 3。
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2
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1P P /P /P ln P P ln
P P P P 1n n P P ρρρρρρρm ?
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1958.172.1013242841.16.1066571958
.1/101324.722841.1/106657.6ln
101324.72106657.6ln
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121R Z g 2v 2v P P h Z m -+???
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第四节能量方程在矿井通风中的应用
一、水平风道的通风能量（压力）坡度线
（一）、能量（压力）坡度线的作法
意义：掌握压力沿程变化情况；有利于通风管理。
如图所示的通风机－水平风道系统，绘制能量（压力）坡度线。
１、风流的边界条件
入口断面处：风流入口断面处的绝对全压等于大气压（可用能量方程加以证明，对入口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的入口流动损失），即：
P tin= P0，所以，h tin= 0，h in= - h vin；
出口断面处：风流出口断面处的绝对静压等于大气压（可用能量方程加以证明，对出口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的出口流动损失），即：
P ex= P0，所以，h ex= 0，h tex= h vex；
２、作图步骤
１）、以纵坐标为压力（相对压力或绝对压力），横坐标为风流流程。
２）、根据边界条件确定起始点位置。
３）、将各测点的相对静压和相对全压与其流程的关系描绘在坐标图中。
４）、最后将图上的同名参数点用直线或曲线连接起来，就得到所要绘制的能量（压力）坡度线。
（二）、能量（压力）坡度线的分析
1、 通风阻力与能量（压力）坡度线的关系
由于风道是水平的，故各断面间无位能差，且大气压相等。由能量方程知，任意两断面间的通风阻力就等于两断面的全压差：
（∵ P 0i = P 0j ）
a 、 抽出段 求入口断面至i 断面的通风阻力，由上式得： h R0～i = h t0－h ti = － h ti （h t0=0）
即：入口至任意断面i 的通风阻力（h R0～i ）就等于该断面的相对全压（h ti ）的绝对值。
求负压段任意两断面（i 、j ）的通风阻力： h Ri ～j = P ti －P tj
∵ h ti = P ti - P 0i 又∵| h ti | = | h i | － h vi
代入上式得： P ti = P 0i － | h i | － h vi 同理： P tj = P 0i － | h j | － h vj
∴ h Ri ～j = ( P 0i －| h i |－ h vi )－(P 0i －| h j |－ h vj ) ＝ | h j | － | h i | + h vi － h vj ＝ | h tj |－ | h ti |
若 h vi ＝ h vj h Ri ～j ＝ | h j |－ | h i | b 、 压入段 求任意断面i 至出口的通风阻力，由上式得：
h Ri ～10 = h ti － h t10 = h ti － h v10 （h 10=0） 即：压入段任意断面i 至出口的通风阻力（h Ri ～10）等于该断面的相对全压（h ti ）减去出口断面的动压（h v10） 。
求正压段任意两断面（i 、j ）的通风阻力： 同理可推导两断面之间的通风阻力为： h Ri ～j ＝ h ti － h tj
2、 能量（压力）坡度线直观明了地表达了风流流动过程中的能量变化。 绝对全压（相对全压）沿程是逐渐减小的；
绝对静压（相对静压）沿程分布是随动压的大小变化而变化。
()()tj
ti h h -=-=-+-=tj ti vj vi j i j ~Ri P P h h P P h
矿井通风基本知识复习课程
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%
时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
矿井主扇风机选型计算
XX煤矿主通风系统选型 设计说明书 一、XX矿主要通风系统状况说明 根据我矿通风部门提供的原始参数：目前矿井总进风量为2726m3/min，总排风量为2826m3/min，负压为1480Pa，等积孔1.46㎡。16采区现有两条下山，16运输下山担负采区运输、进风，16轨道下山担负运料、行人和回风。我矿现使用的BDKIII-№16号风机2×75Kw，风量范围为25-50m3/S，风压范围为700-2700Pa，已不能满足生产需要。 随着矿井往深部开采及扩层扩界的开展，通风科提供数 :6743m3/min，最大负压据要求：矿井最大风量Q 大 :2509Pa。现在通风系统已不能满足生产要求，因此需对H 大 主通风系统进行技术改造。 二、XX煤矿主通风系统改造方案 根据通风科提供的最大风量6743m3/min，最大负压2509Pa，经选型计算，主通风机需选用FBCDZ-№25号风机2×220Kw。由于新选用风机能力增加，西井风机房低压配电盘、风机启动柜等也需同时改造。本方案中，根据主通风机选用的配套电机功率，选用高压驱动装置。即主通风系统配置主通风机2台，高压配电柜6块，高压变频控制装置2套，变压器1台。
附图：主通风机装置性能曲线图附件：主通风机选型计算
附件： 主扇风机选型计算 根据通风科提供数据，矿井需用风量为Q:67433/min m ，通风容易时期负压min h :1480Pa ，通风困难时期负压max h :2509Pa,矿井自然风压z h :±30Pa 。 1、 计算风机必须产生的风量和静压 （1）、通风机必须产生的风量为 f l Q K Q ==67433/min m =112.43/m s （2）根据通风科提供数据，在通风容易时期的静压为1480Pa ，在通风困难时期的静压为2509Pa 。 2、 选择通风机型号及台数 根据计算得到的通风机必须产生的风量，以及通风容易时期和通风困难时期的风压，在通风机产品样本中选择合适的通风机。可选用FBCDZ-8-№25轴流通风机2台，1台工作，1台备用。风机转速为740r/min 。 3、 确定通风机工况点 （1） 计算等效网路风阻和等效网路特性方程式 通风容易时期等效网路风阻 21min /s f R H Q ==1480/112.42 =0.1171(N ·S 2)/m 8 通风容易时期等效网路特性方程式 h=0.1171Q 2 通风困难时期等效网路风阻
矿井空气流动的基本理论
第二章矿井空气流动的基本理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和 压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标T=273.15+t 二、压力（压强） 空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习惯称为压力。 它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。 P=2/3n(1/2mv2) 矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
三、湿度 表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。 表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。 １、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温度。其单位与密度单位相同（Kg/ m3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。 ρv=M v/V 饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，P S，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs。 ２、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）之比称为空气的相对湿度 φ＝ρV／ρS 反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。 Φ愈小空气愈干爆，φ＝０为干空气； φ愈大空气愈潮湿，φ＝１为饱和空气。 温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点 例如：甲地：t = 18 ℃，ρV＝0.0107 Kg/m3, 乙地：t = 30 ℃，ρV＝0.0154 Kg/m3 解：查附表当t为18 ℃，ρs＝0.0154 Kg/m3, , 当t为30 ℃，ρs＝0.03037 Kg/m3, ∴甲地：φ＝ρV／ρS＝0.7 ＝70 % 乙地：φ＝ρV／ρS＝0.51＝51 % 乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。 露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。
矿井主通风机管理办法
矿井主通风机管理 办法
矿井主要通风机安全管理办法 一、总则 第一条矿井主要通风机是保证煤矿安全生产的主要设备，为加强矿井主要通风机安全管理，确保主要通风机安全、可靠运行，依据《煤矿安全规程》（）、《山西省煤矿安全质量标准化标准》、《矿山安全法》，结合公司实际情况，特制定本办法。 第二条矿井主要通风机是指担负整个矿井、矿井的一翼或一定区域的通风装置，主要包括有：主要通风机、风机的供（配）电设备、润滑装置、控制与监测、调节风门、防爆门（盖）和风道观察孔等。 第三条本办法适用于韩家洼煤业地面主要通风机。 二基础管理 第四条主要通风机房必须张挂的相关制度及图表，矿机电科将相关管理制度装订成册： 1、操作规程。 2、交接班制度。 3、设备维修保养制度。 4、巡回检查制度。 5、岗位责任制。 6、设备包机制度。
7、干部上岗检查制度。 8、要害场所管理制度。 9、消防管理制度。 10、反风操作系统图。 11、供电系统图。 12、巡回检查路线图表。 13、设备主要技术特征表。 电气控制原理图册应在机房内存档。 第五条矿机电科及机电队必须建立有主要通风机管理档案，包括以下内容： 矿机电科建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、机房的设备供电系统图 5、电气控制原理图。 6、技术测定与探伤报告。 7、事故记录。 8、风机切换记录。 9、改造及大修记录。 10、主要通风机无计划停电停风应急预案。
11、事故分析追查责任制。 机电队队建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、电气控制原理图。 5、技术测定与探伤报告。 6、改造及大修记录。 7、风机切换记录。 8、事故记录。 9、运行日志。 10、干部上岗检查记录。 11、操作工交接班记录。 12、要害场所登记记录。 13、检查维修记录。 14、巡回检查记录。 15、事故分析追查责任制。 其中，7～14应在机房内存放当月记录。 第六条新安装及技术改造后的主要通风设施，必须及时修订操作规程及各项管理制度，并补充完善相关档案管理资料。
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
矿井通风基本知识一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。
（3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
第一章 矿井空气
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。 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。 目的、主要任务—保证矿井空气的质量符合要求。 第一节矿井空气成份 定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 一、地面空气的组成 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。 干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其它一些微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。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，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。 当空气中的氧气浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。
人体输氧量与劳动强度的关系 矿井空气中氧气浓度降低的主要原因有：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，也使空气中的氧气浓度相对降低。 2．二氧化碳(CO2) 二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二氧化碳比空气重（其比重为1.52），在风速较小的巷道中底板附近浓度较大；在风速较大的巷道中，一般能与空气均匀地混合。 矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸等。 3．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。但空气中含氮量升高，则势必造成氧含量相对降低，从而也可能造成人员的窒息性伤害。正因为氮气具有的惰性，因此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。 三、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。 第二节矿井空气中的有害气体
矿井通风基本理论知识
矿井通风基本理论知识 第一章空气 第一节矿井空气的主要成分 矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是%、79%、% 一、氧气(O2) 无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是）能助燃和帮助人呼吸。《》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ； 第100条规定：采掘的进风流中，氧气浓度不得低于20%； 人在一般情况下，在休息时的需氧量为～min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。 O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈 15%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动 10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险 6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡 二、氮气 无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为，矿井中主要用于灭火。 矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。 三、二氧化碳ＣＯ２ ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于的底板，易溶于水，略带毒性。当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。 主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过%时立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过%时,采掘工作面风流中浓度达到%时,都必须停止工作,撤出人员,采取进行处理。 四、矿井空气的检测方法 取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。 快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管 第二节矿井空气中的有害气体 矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。 一、矿井空气中的有害气体及其基本性质 (一)一氧化碳（CO） 基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。 有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。
矿井通风基本知识(正式版)
文件编号：TP-AR-L8326 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿井通风基本知识(正式 版)
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（2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感
1矿井空气及气候条件
第一章矿井空气及气候条件 矿井生产过程中，必须持续不断地将地面空气输送到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有害气体和矿尘，创造良好矿井气候条件，确保井下作业人员的身体健康和劳动安全。 第一节矿井空气成分 一、地面空气 地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，亦称为湿空气。干空气是指完全不含有水蒸气的空气，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。干空气的组成成分比较稳定，成分的数量基本不变。干空气成分的数量用体积浓度或质量浓度来表示，前者为某种气体的体积在干空气的总体积中所占的百分数；后者为某种气体的质量在干空气的总质量中所占的百分比。其主要成分如表1-1所示。 表1-1 干空气的组成成分表 工程计算中，干空气可近似地仅考虑氧气和氮气，组成按氧气（21%）、氮气（79%）来计算。干空气的物理参数如下： 分子量 28.97 气体常数 287.05 J/kg.K 空气密度（0℃，1atm） 1.293 kg/m3 湿空气中含有水蒸气，其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。地面空气中，水蒸气的浓度随地区和气候而变化，其体积浓度变化范围为0~4%。此外，实际空气中还含有微量的污染气体和尘埃。 二、矿井空气的主要成分及其基本性质 矿井空气主要来源于地面空气，虽然发生了一系列变化，但其主要成分仍然是氧气和氮气。 1.氧气（O2） 氧气是一种无色、无味的气体，相对于空气的比重为1.105，化学性质活泼，易使其它物质氧化，能助燃，是矿井火灾以及瓦斯、煤尘爆炸的必要条件。 氧气是人呼吸所必需的气体，人的生命主要是依靠吃进食物和不断吸入空气中的氧气，在体内进行新陈代谢来维持的。人对氧气的需要量取决于人的体质、精神状态和劳动强度等，人的需氧量与劳动强
矿井主要通风机管理制度
矿井主要通风机管理制度 1 总则 第一条矿井主要通风机是保证煤矿安全生产的主要设备，为加强矿井主要通风机安全管理，确保主要通风机安全、可靠运行，依据《煤矿安全规程》（2011版）、《山西省煤矿安全质量标准化标准》、《矿山安全法》，结合公司实际情况，特制定本办法。 第二条矿井主要通风机是指担负整个矿井、矿井的一翼或一定区域的通风装置，主要包括有：主要通风机、风机的供（配）电设备、润滑装置、控制与监测、调节风门、防爆门（盖）和风道观察孔等。 第三条本办法适用于xx煤业地面主要通风机。 2 基础管理 第四条主要通风机房必须张挂的相关制度及图表，矿机电科将相关管理制度装订成册： 1、操作规程。 2、交接班制度。 3、设备维修保养制度。 4、巡回检查制度。 5、岗位责任制。 6、设备包机制度。 7、干部上岗检查制度。 8、要害场所管理制度。 9、消防管理制度。 10、反风操作系统图。 11、供电系统图。 12、巡回检查路线图表。 13、设备主要技术特征表。
电气控制原理图册应在机房内存档。 第五条矿机电科及机电队必须建立有主要通风机管理档案，包括以下内容：矿机电科建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、机房的设备供电系统图 5、电气控制原理图。 6、技术测定与探伤报告。 7、事故记录。 8、风机切换记录。 9、改造及大修记录。 10、主要通风机无计划停电停风应急预案。 11、事故分析追查责任制。 第六条新安装及技术改造后的主要通风设施，必须及时修订操作规程及各项管理制度，并补充完善相关档案管理资料。 3 主要通风机及安全保护设施的要求 第七条主要通风机的各部分，包括主要通风机、蝶阀及其启动设备、防爆门（盖）、供电系统、电动机、控制设备和监测装备以及各种保护设施，必须齐全完整，安全可靠。 第八条主要通风机： 1、矿井主要通风机必须具有矿用产品安全标志证书（MA）。 2、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，其外部漏风率不得超过5%；基本建设期间回风井有提升设备时，外部漏风率不得超过15%。 3、必须保证主要通风机连续运转。 4、必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。
矿井通风安全知识(2020新版)
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 矿井通风安全知识(2020新版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
矿井通风安全知识(2020新版) 一、矿井通风应建立严格的测风制度。每10天进行1次全面测风，并根据测风结果采取有效措施进行风量调节。采掘工作面应保证工作面作业人员每分钟不少于4m3风量，且进风流中氧气的浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％，对氧气浓度低于18％的工作地点必须停止作业，制定措施进行处理。同时采掘工作面的空气温度不能超过26℃，机电设备硐室的空气温度不能超过30℃。 二、严格执行瓦斯检查制度。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过1.0％或二氧化碳浓度超过1.5％时，必须停止作业，撤出人员。采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打眼；爆破地点附近20m以内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，严禁爆破。采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到 1.5％时，必须停止作业，撤出人员。 三、矿井通风设施要保持完好、有效。矿井常用的通风设施有
风门、密闭、风桥、测风站等四种。风门是用以在需要通车和行人的巷道隔断风流或调节风量的设施，按用途分为永久性风门、临时性风门以及调节风门；密闭是在不许通车、行人的巷道截断风流的设施，分为永久性密闭和临时密闭；风桥的作用是使分别从两巷道流经的新鲜风流与乏风流交叉相遇时，采用立体交叉方式分开通过的构筑物。测风站是指固定的测风地点。 四、加强盲巷和采空区的管理。由于京西煤矿均为低瓦斯矿井，井下发生窒息的主要原因是缺氧，产生缺氧的原因主要是矿井通风不良，巷道中瓦斯等有害气体增加，使氧气含量相对下降，当氧气的浓度降到12%以下时，人就会因缺氧窒息死亡。因此要加强盲巷和采空区的管理。井下所有盲巷和透空巷道要及时进行封闭，根据停用时间的长短可以打栅栏封闭、临时密闭或永久密闭，封闭位置应距巷道口不超过6m。 局部通风分为利用矿井总负压通风和利用局部通风机通风两种。由于利用矿井总负压通风有效距离较短，所以掘进工作面常采用利用局部通风机通风。但利用局部通风机进行局部通风，与矿井
矿井通风基础知识
第一章矿井通风 第一节矿井通风基础知识 1、什么叫“一通三防”？ 根据原煤炭工业部《国有重点煤矿防治重大瓦斯煤尘事故的规定》中的定义，“一通三防”就是指加强矿井通风，防治瓦斯、防治煤尘、防治火灾事故的发生。 2、矿井通风的基本任务是什么? 矿井通风的基本任务有以下三个方面: （1）将足够的新鲜空气送到井下，供给井下人员呼吸所需要的氧气。 （2）将冲淡有害气体和矿尘后的空气排出地面，保证井下空气质量并使矿尘浓度限制在的安全范围内。 （3）新鲜空气送到井下后，能够调节井下巷道和工作场所的气候条件，满足井下规定的风速、温度和湿度的要求，创造良好的作业环境。 3、矿井通风的任用是什么？ 矿井通风是煤矿生产的一个重要环节。矿井通风与矿井安全密切相关。煤矿井下开采存在着瓦斯及其它有害气体、煤尘、煤炭自燃等严重威胁，搞好煤矿“一通三防”工作，是煤矿安全工作的重中之重，也是杜绝重大灾害事故、实现煤矿安全状况根本好转的关键。为了创造良好的煤矿生产作业环境，对瓦斯、煤尘和火灾实施切实可行的防治措施，提高矿井的抗灾救灾能力，最经济、最基础的解决方法就是搞好矿井通风工作。 4、什么是矿井空气？矿井空气与地面空气有什么不同？ 矿井空气是指来自地面的新鲜空气和井下产生的有害气体及浮尘的混合体。 矿井空气的来源是地面空气，地面空气进入井下后，空气的成分，温度、湿度和压力都发生了变化。这些变化主要表现在以下四方面： （1）氧气浓度减少，二氧化碳浓度增加。 （2）混入了各种有害气体，主要是一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳和沼气等有毒有害和爆炸性气体。 （3）混入了煤尘和岩尘。 （4）空气的温度、湿度和压力发生变化。在通常情况下，冬季温度升高，夏季降低；绝对湿度增大，相对湿度增高；在压入式通风矿井，压力变大；在抽出式通风矿井，压力变小。 5、什么是矿井气候条件？ 矿井空气温度、湿度、大气压力和风速等反映的综合状态。 6、《煤矿安全规程》对矿井空气温度是怎样规定的？ 进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。 生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃。 7、什么是空气的密度？什么叫空气的重率？密度和重率有什么关系？ 在单位体积内所含有的空气质量叫做空气密度。在标准状态下空气的密度为1.293kg/m3。 在单位体积内所含有的空气重量叫做空气重率，干空气的重率为N/ m3。 空气密度和重率的关系为：ρ=γ/g ρ—密度，γ—重率，g—重力加速度（m/s2）8、什么是空气的湿度？ 矿井空气的湿度是指矿井空气中含水蒸气的数量。 井下最适宜的相对湿度为50%-60%，但目前大多数矿井中相对湿度较大，高达80%-90%。
矿井主要通风机停电停风安全技术措施(通用版)
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 矿井主要通风机停电停风安全技 术措施(通用版)
矿井主要通风机停电停风安全技术措施(通 用版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 回风井安设梯子间施工期间利用主要通风机风硐两侧的安全小风门、同时在施工期间需要从防爆盖安设绞车钢丝绳和消防水管口，两处进行风流短路，达到在回风井安设梯子间施工人员和矿井不停产下作业人员所需。特制定如下安全技术措施。 1、当主要通风机 1、矿井主要通风机联合运转两台同时停电停风安全技术措施 （一）有计划停电、停风措施 1.矿调度室接到供电系统停电通知后，立即向矿长、矿总工程师汇报有关停电原因和停电时间，由总工程师安排停电停风措施的编制及审批。 2.由矿长安排调度室通知各生产单位及其它井下施工单位在停电前将井下所有作业人员撤到地面，并安排安监、瓦检人员监督执行。 3.掘进工作面作业人员在接到主要通风机停电停风通知后，由作
业地点跟班领导和安监、瓦检人员共同组织将人员立即撤到地面，并切断工作面所有电源，停止局部通风机运转。该区域瓦检人员负责在巷道出口设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入。待主要通风机恢复系统供风后，按排放瓦斯措施执行。 4.主要通风机停电停风期间： ①主要通风机停电停风期间，风机看护人员要及时打开回风井口防爆门，充分利用自然风压形成通风系统。 ②所有进、出风井都要由通风队设专人检查井口瓦斯和风流方向，并将记录资料整理保存； ③所有能够进入井下的通道,都要由安监设置警戒，揭示警标，防止人员随意进入； ④如果在有风的大巷需要做其他工程时，要制定专门措施报矿总工程师批准、调度室签发特别许可证，方可入井。 5.主要通风机恢复送风前，由救护队员对主要通风机附近10米范围内、进出风井井口、井下主要进回风大巷等主要地点进行瓦斯检查并确保不存在超限后，方可通知送电，启动风机。 6.经检查发现存在瓦斯超限现象，需要通过主要通风机排除矿井瓦斯时，风机启动前应首先关闭防爆门，打开风硐行人小风门，提起
如何做好矿井通风基础工作
如何做好矿井通风基础工作 【摘要】本文论述了矿井通风工作在煤矿安全生产过程中的重要性；阐述了做好矿井通风基础工作应从正确、合理的选择矿井通风系统，加强井下通风设施的管理及维护，合理选择矿井风量的调节方法，加强局部通风机的管理力度，加强瓦斯管理、防止瓦斯积聚，加强综合防尘工作、减少粉尘量等几个方面着手，努力做好矿井通风工作，杜绝安全事故发生，确保矿井安全发展。 【关键词】矿井通风通风设施风量调节瓦斯管理综合防尘 矿井通风安全工作是煤矿安全管理的主要内容，国家在制定年度安全生产政策时，都提出以“一通三防”为中心，矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气；稀释和排除有毒有害气体和矿尘；调节井下气候条件和防止瓦斯、煤尘等重大事故的发生，是保证井下职工的安全和健康，提高矿井生产的效率。所以，我们必须要努力学习和掌握矿井通风安全理论知识、技术、方法和内容，努力做好以下几个方面工作，确保矿井安全生产。 一、正确、合理的选择矿井通风系统 矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力，以及通风控制设施等构成的工程体系。矿井通风系统与井下各作业地点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，是搞好矿井通风防尘的基础工程。无论新设计的矿井或已生产的矿井，都应建立和完善矿井通风系统，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作用，它是作为搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风；按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。因此，选择合理的通风系统应在能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。 二、加强井下通风设施的管理及维护、减少漏风 矿井通风建(构)筑物是矿井通风系统中的风流调控设施，用以保证风流按生产需要的线路流动，凡用于引导风流、隔断风流和调节风量的装置，统称为通风构筑物。合理地安设通风构筑物，并使其能常处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务。而通风设施损坏时，如不能及时维护就会造成大量漏风，井下通风设施严重漏风，一是会使工作地点有效风量减小；造成瓦斯积聚，煤尘不能被带走，气温升高，形成不良的气候条件；不仅使生产效益降低，而且影响人的身体健康。二是漏风大，必然会使通风系统复杂化，使通风系统的稳定性、可靠性受到一定影响，增加风量调节的困难。三是通风设施漏风太大的话，会使风流短路，使风流不能按我们指定的路线到达井下用风地点。所以，选择通风设施的安设位置、类型及质量都要慎重考虑，通风设施不应安设在有裂隙的地点，在风压大的巷道应该采用质量较高的设施；风门及密闭是矿井数量较多的通风设施，在井下漏风中，风
矿井空气流动的基础理论
第二章矿井空气流动的基础理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标：T=273.15+t 二、压力（压强） 1、定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习 惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。P=2/3n(1/2mv2) 2、压头：如果将密度为 的某液体注入到一个断面为A的垂直的管中，当液体的高度为h 时，液体的体积为：V = hA m3 3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
矿井通风基本知识.docx
矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。 （2）矿井有害气体的最高允许浓度如表3-1所示。瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按《煤矿安全规程》的有关规定执行。 （3）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 ℃。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。 （4）采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷最低允许风速为0.25 m/s，掘进中的
矿井主要通风机选型设计
矿井主要通风机选型设计
矿井主要通风机选型设计 矿井主要通风机是煤矿生产中的重要固定设备，它担负着向井下输送新鲜空气、排除有害有毒气体、创造良好生产环境，确保矿井安全生产的重任。选型设计当否，对保证矿井正常通风，确保矿井安全生产，具有决定性意义。选型设计的主要任务，就是根据给定的原始资料，在已有的风机系列产品中，选择适合矿井需要的风机类别及型号，以及与之配套的电动机。主通风机功率大，耗能多，除要求其可靠之外，还应有较高的经济性。 一、原始资料 1.通风系统：中央边界式（进风井位于井田中央，出风井位于井田上部边界）。 2.通风方式：抽出式。 3.矿井所需风量Q=89 m3/s 。 4.矿井通风阻力h: 初期（投产时）最小负压：h min =2650 Pa。 末期（达产时）最大负压：h mox =3650 Pa。 5.沼气等级：低诏气矿井。 6.供电电压：6000V.（或1140V、660V、380V）。 7.服务年限：50年。
8.进出风井口标高基本相同，自然风压忽略不计。 9.风井不作提升之用。 二、设计步骤 选型设计时，按照如下步骤，进行各方案计算； 1.计算通风机必须产生的风量和负压； 2.选择通风机的类型和型号； 3.求实际工况点及工况参数； 4.计算电动机的必须容量并选择电动机； 5.计算耗电量； 6.筛选并确定方案。 三、计算风源必须产生的风量和负压 原始资料仅提供矿井通风的风量和负压，并不包括通风设备中风源以外的风道及装置漏风和阻力损失。因此，应求出风源必须产生的风量和负压。 1.风源必须产生的风量 风源必须产生的风量按下式计算： Q y=KQ=1.1×89=102.35 m3/s 式中：Q－矿井所需风量（m3/s） K－设备漏风系数。风井不作提升用途，K取1.15； 2.风源必须产生的负压
矿井通风基本知识通用版
安全管理编号：YTO-FS-PD207 矿井通风基本知识通用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
编写人：xxxxx 审核人：xxxxx 矿井通风基本知识通用版 使用提示：本安全管理文件可用于在生产中，对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理，包含对生产、财物、环境的保护，最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1. 矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人
矿井通风基本理论知识 Microsoft Word 文档
矿井通风基本理论知识 第一章矿井空气 第一节矿井空气的主要成分 矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是 20.96%、79%、0.04% 一、氧气(O2) 无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是1.05）能助燃和帮助人呼吸。 《煤矿安全规程》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ； 第100条规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%； 人在一般情况下，在休息时的需氧量为0.2～0.4L/min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈 15%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动 10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险 6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡 二、氮气 无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为0.97，矿井中主要用于灭火。 矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。 三、二氧化碳ＣＯ２ ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于巷道的底板，易溶于水，略带毒性。当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。 主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过0.5%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过0.75%时必须立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过1.5%时,采掘工作面风流中浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。 四、矿井空气的检测方法 取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。 快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管