1、 通通 风风 安安 全全 学学 0张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气第一章第一章 矿井空气矿井空气 一、矿井通风的任务：一、矿井通风的任务：1通风供氧。通风供氧。2排除和稀释井下有毒有害气体和矿尘。排除和稀释井下有毒有害气体和矿尘。3提供良好的气候条件提供良好的气候条件满足井下人员呼吸。满足井下人员呼吸。保证空气的清洁程度和防止瓦斯、煤尘爆炸事故。保证空气的清洁程度和防止瓦斯、煤尘爆炸事故。包括矿井风流的温度、湿度和风速。包括矿井风流的温度、湿度和风速。1张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气二、地面空气的组成二、地面空气的组成按体积计算：按体积计算：O220.96%，N279%，
2、CO20.04%。三、矿井空气的主要成分及基本性质三、矿井空气的主要成分及基本性质1 1新鲜空气：新鲜空气：2 2污浊空气：污浊空气：3 3 矿井空气与地面空气的不同：矿井空气与地面空气的不同：2张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气 10m上上 顺顺 槽槽下下 顺顺 槽槽切切 顶顶 线线煤煤 壁壁污风污风污风污风目录目录3张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气 O O2 2浓度浓度 ，COCO2 2浓度浓度 ；有害气体混入；有害气体混入；固体微粒混入；固体微粒混入；气象变化：湿度、温度、压力。气象变化：湿度、温度、压力。CHCH4 4，COCO2 2，H H2 2S S，SOSO2
3、2，NONO2 2等有害气体增加。等有害气体增加。岩尘、煤尘等混入。岩尘、煤尘等混入。由于井下空气温度、气压和湿度的变化引起井下由于井下空气温度、气压和湿度的变化引起井下空气的体积和浓度的变化。空气的体积和浓度的变化。矿井空气与地面空气的不同：矿井空气与地面空气的不同：目录目录4张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气四、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准四、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准1 1规程规程135135条规定：条规定：矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯或二氧化碳浓度超过度超过0.75%0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。时，必须立即
4、查明原因，进行处理。2 2规程规程136136条规定：条规定：采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度超过超过1.0%1.0%或二氧化碳浓度超过或二氧化碳浓度超过1.5%1.5%时，必须停止工作，时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。撤出人员，采取措施，进行处理。目录目录5张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气3 3规程规程139139条规定：条规定：采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%1.5%时，必时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理
5、。处理。目录目录6张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气五、体积浓度和质量浓度的换算：五、体积浓度和质量浓度的换算：任何气体的克分子量就是该气体在标准状态下任何气体的克分子量就是该气体在标准状态下1mol1mol即即22.4L22.4L的质量。如的质量。如COCO2 2的克分子量为的克分子量为44g,44g,故相当故相当于体积浓度于体积浓度0.5%0.5%的的COCO2 2的质量浓度为：的质量浓度为：3/,821.9%5.00224.044mg1m1m3 3的空气的空气0.005m0.005m3 3的的COCO2 20.0224m0.0224m3 3的的COCO2 244g44g的的COC
6、O2 2目录目录7张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气六、矿井空气中常见的有害气体及其基本性质：六、矿井空气中常见的有害气体及其基本性质：常见的有害气体常见的有害气体一氧化碳一氧化碳甲烷（甲烷（第九章第九章）氢氢 气气氨氨 气气二氧化硫二氧化硫硫化氢硫化氢二氧化氮二氧化氮8张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气1 1一氧化碳（一氧化碳（COCO）（1 1）COCO是一种无色无味无臭的气体；比空气轻，是一种无色无味无臭的气体；比空气轻，能与空气均匀地混合。能与空气均匀地混合。（2 2）能燃烧，有爆炸性。）能燃烧，有爆炸性。（3 3）有毒性。中毒最显著的特征的中毒者粘膜和）有毒性。中毒最
7、显著的特征的中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色。中毒症状与浓度的关系见表皮肤呈樱桃红色。中毒症状与浓度的关系见表1-2-11-2-1。（4 4）主要来源：井下爆破、火灾；自燃、瓦斯或）主要来源：井下爆破、火灾；自燃、瓦斯或煤尘爆炸事故。煤尘爆炸事故。目录目录9张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气2 2硫化氢（硫化氢（H H2 2S S）（1 1）H H2 2S S是一种无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味是一种无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味的气体；的气体；（2 2）能燃烧，有爆炸性。）能燃烧，有爆炸性。（3 3）有剧毒，有强烈的刺激作用。中毒症状见）有剧毒，有强烈的刺激作用。中毒症状见P P5 5。（4
8、4）易溶于水，但不稳定，常存在旧巷的积水中。）易溶于水，但不稳定，常存在旧巷的积水中。（5 5）主要来源：有机物腐烂；矿物氧化燃烧；从）主要来源：有机物腐烂；矿物氧化燃烧；从老塘和旧巷水放出。老塘和旧巷水放出。目录目录10张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气3 3二氧化氮（二氧化氮（NONO2 2）（1 1）褐红色，有强烈刺激气味。）褐红色，有强烈刺激气味。（2 2）易溶于水：）易溶于水：NONO2 2H H2 2O HNOO HNO3 3。（硝酸）。（硝酸）（3 3）中毒有潜伏期。）中毒有潜伏期。（5 5）主要来源：井下爆破。）主要来源：井下爆破。（4 4）中毒者指头出现黄色斑点。中毒
9、与浓度的关）中毒者指头出现黄色斑点。中毒与浓度的关系见系见P P6 6表表1-2-31-2-3。目录目录11张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气4 4二氧化硫（二氧化硫（SOSO2 2）（1 1）无色，有强烈的硫磺味。）无色，有强烈的硫磺味。（2 2）易溶于水：）易溶于水：SOSO2 2H H2 2O HO H2 2SOSO4 4。（硫酸）。（硫酸）（3 3）有毒性。对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺）有毒性。对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。激作用，可引起喉炎和肺水肿。（5 5）主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫）主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫的矿物中爆
10、破；从含硫矿层中涌出。的矿物中爆破；从含硫矿层中涌出。（4 4）在风速较小时，易积聚于巷道的底部。）在风速较小时，易积聚于巷道的底部。目录目录12张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气七、矿井空气中有害气体的安全浓度标准：七、矿井空气中有害气体的安全浓度标准：规程规程第第100100条规定：条规定：名名 称称最高允许浓度（最高允许浓度（%）名名 称称最高允许浓度（最高允许浓度（%）一氧化碳一氧化碳0.00240.0024硫化氢硫化氢0.000660.00066二氧化氮二氧化氮0.000250.00025氨氨 气气0.0040.004二氧化硫二氧化硫0.00050.0005%24ppm24p
11、pm13张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气八、有害气体的检测八、有害气体的检测1 1COCO检测检测（1 1）取样到化验室分析。）取样到化验室分析。（2 2）用便携式仪器在现场快速测试。此法广泛采）用便携式仪器在现场快速测试。此法广泛采用。使用的仪器包括抽气唧筒、秒表、温度计及一次用。使用的仪器包括抽气唧筒、秒表、温度计及一次性检定管。性检定管。（3 3）遥测遥测目录目录14张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气取样唧筒取样唧筒11气体入口；气体入口；2 2 检定管插孔；检定管插孔；3 3 三通阀阀把；三通阀阀把；4 4 活塞柱；活塞柱；5 5比色板；比色板；6 6温度计温度计目录
12、目录15张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气2 2比长式比长式COCO检定管的使用（带实物）：检定管的使用（带实物）：612345图图1-1 比长式比长式CO检定管检定管1 1堵塞物堵塞物 2 2活性碳活性碳3 3硅胶硅胶4 4消除剂消除剂5 5玻璃粉玻璃粉6 6指示剂（发烟硫酸、指示剂（发烟硫酸、I I2 2O O5 5 ）目录目录16张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气2 2CHCH4 4检测检测（1 1）取样到化验室分析。）取样到化验室分析。（2 2）用光学瓦检器检测。）用光学瓦检器检测。（3 3）用便携式电子检测器检测。用便携式电子检测器检测。目录目录（4 4）遥测。遥测。
13、17张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气九、矿井气候概念：九、矿井气候概念：1 1温度温度规程规程102102条条 进风井口以下的空气温度（干球进风井口以下的空气温度（干球温度，下同）必须在温度，下同）必须在22以上。以上。目录目录生产矿井采掘工作面空气温度不得超过生产矿井采掘工作面空气温度不得超过2626，机电，机电设备硐室的空气温度不得超过设备硐室的空气温度不得超过3030；当空气温度超过时，；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。健待遇。采掘工作面的空气温度超过采掘工作面的空气温度超过3030、机电
14、设备硐室、机电设备硐室的空气温度超过的空气温度超过3434时，必须停止作业。时，必须停止作业。18张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气影响矿井温度的因素：影响矿井温度的因素：（1 1）岩石温度的影响。）岩石温度的影响。（2 2）地面空气温度对井下气温的影响。）地面空气温度对井下气温的影响。（3 3）井下生成热和吸热对矿井气温的影响。）井下生成热和吸热对矿井气温的影响。（5 5）通风强度对矿井温度有较大的影响。）通风强度对矿井温度有较大的影响。（4 4）空气压缩产生热。）空气压缩产生热。目录目录19张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气进风井出现矿井第一个气候条件进风井出现矿井第一个气
15、候条件 “冬暖夏凉冬暖夏凉”的主要原因是恒温层的存在。的主要原因是恒温层的存在。t t夏夏=30=3020203030m m恒温层恒温层地温增升层地温增升层变温层变温层地表地表进风井口进风井口地表地表t t恒恒 2020t t冬冬=2=2目录目录20张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气2 2对湿度对湿度（1 1）绝对湿度。：）绝对湿度。：（2 2）相对温度）相对温度目录目录SV井下较为适宜的井下较为适宜的值：值：5060%5060%。21张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气ep1.ep1.在夏季地表空气温度为在夏季地表空气温度为3030，空气的相对湿度，空气的相对湿度1 1为为70
16、%70%，进入矿井后，空气温度降为，进入矿井后，空气温度降为2727，若空气的，若空气的绝对湿度不变，求进入矿井后的相对湿度。若空气温度绝对湿度不变，求进入矿井后的相对湿度。若空气温度降为降为2525、2323呢？呢？解：解：V V=30.1=30.170%=21.07 g/m70%=21.07 g/m3 3 （1 1）t=27 t=27，S S =25.6 g/m25.6 g/m3 32 2=21.07=21.0725.6=82%25.6=82%（2 2）t=25 t=25，S S =22.9g/m22.9g/m3 32 2=21.07=21.0722.9=92%22.9=92%（3 3）t
17、=23 t=23，S S =20.4g/m20.4g/m3 3，3 3=?=?目录目录22张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气20203030m m恒温层恒温层变温层变温层地表地表进风井口进风井口地表地表为什么进风井会出现矿井第二个气候条件为什么进风井会出现矿井第二个气候条件 “冬干夏湿冬干夏湿”？进风井会出现矿井第二个气候条件的原因：有恒进风井会出现矿井第二个气候条件的原因：有恒温屋的存在。温屋的存在。SV目录目录23张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气（3 3）矿井空气的相对湿度的测定：）矿井空气的相对湿度的测定：测定仪器：测定仪器：手摇式湿度计或风扇式湿度计。手摇式湿度计或风
18、扇式湿度计。右图为风扇式湿度计。右图为风扇式湿度计。ep2.ep2.某地点干温度计读数为某地点干温度计读数为t=22,t=22,湿温度计读数为湿温度计读数为t=20,t=20,求该空气的相对求该空气的相对湿度湿度。解：解：查表查表P P398398，得，得=0.83=0.83。目录目录24张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气ep3.ep3.矿井的总风量矿井的总风量Q=2500mQ=2500m3 3/min,/min,入风温度为入风温度为55，空气相对湿度空气相对湿度1 1为为70%70%，排风温度为，排风温度为2020，相对湿度，相对湿度2 2为为90%90%，求每昼夜风流由矿井中带走的
19、水蒸气量。，求每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量。解：解：Q Q水水 =Q=Q1 1 25002500606024=38.592 24=38.592 吨吨1m1m3 3风量带走的水量风量带走的水量Q Q1 1为：为：Q Q1 1=17.2=17.290%90%6.86.870%70%10.7210.72 克克1 1天风量带走的水量天风量带走的水量Q Q水水为：为：目录目录25张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气3 3风速风速（1 1）规程规程101101条对井下风速的限定：条对井下风速的限定：井井 巷巷 名名 称称允许风速允许风速m/sm/s井井 巷巷 名名 称称允许风速允许风速m/sm/
20、s最低最低最高最高最低最低最高最高无提升设备的风井无提升设备的风井1515架线电机车巷道架线电机车巷道1.01.08 8专为升降物料的井筒专为升降物料的井筒1212运输机巷，采区进、回风巷运输机巷，采区进、回风巷0.250.256 6风桥风桥1010采煤面、掘进煤、半煤巷采煤面、掘进煤、半煤巷0.250.254 4升降人员和物料的井筒升降人员和物料的井筒8 8掘进中的岩巷掘进中的岩巷0.150.154 4主要进、回风巷主要进、回风巷8 8其他通风人行巷道其他通风人行巷道0.150.15目录目录26张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气（2 2）风速的测定（）风速的测定（P P322322）
21、测风仪表：测风仪表：风表可分为高速（风表可分为高速（v v10m/s10m/s）、中速（）、中速（v=0.5v=0.510m/s10m/s）、低速（）、低速（v=0.1v=0.10.5m/s0.5m/s）三种。高速风表一般）三种。高速风表一般为杯式；中、低速风表一般为翼式。为杯式；中、低速风表一般为翼式。目录目录27张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气 测风方法测风方法线路法：一分钟内走完全路程线路法：一分钟内走完全路程 。分格定点法：一分钟，每格时间相同。分格定点法：一分钟，每格时间相同。目录目录28张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气 测风方式测风方式迎面式：迎面式：侧身式：侧
22、身式：SSk4.0测风员面向风流来的方向，手持风表，将手臂向测风员面向风流来的方向，手持风表，将手臂向正前方伸出进行测风；需将测得的风速在风表校正曲正前方伸出进行测风；需将测得的风速在风表校正曲线上查出真风速，再乘以校正系数（一般取线上查出真风速，再乘以校正系数（一般取1.141.14）,得得实际表速。实际表速。是测风员面向巷道壁站立，手持风表，将手臂向风是测风员面向巷道壁站立，手持风表，将手臂向风流垂直方向伸出进行测风。校正系数流垂直方向伸出进行测风。校正系数K K值计算：值计算：目录目录29张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气 风速的计算：风速的计算：V V表表 V V真真 V V实
23、际实际 Q Q。V V真真a ab bV V表表V V实际实际K KV V真真Q QV V实际实际S S2 24 46 62 24 46 6Ep.Ep.已知风表特性曲线如图，当已知风表特性曲线如图，当测得表速分别为测得表速分别为4 4、6m/s6m/s时，对应时，对应真风速应分别为真风速应分别为3 3、4m/s4m/s。目录目录30张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气Ep.Ep.如图，某半圆拱巷道，墙高如图，某半圆拱巷道，墙高1.55m1.55m，巷宽，巷宽2.8m2.8m，用侧身法测得的表风速为用侧身法测得的表风速为3m/s3m/s，该风表的校正曲线表，该风表的校正曲线表达式是达式是V
24、 V真真2 20.9 V0.9 V表表,求该巷道通过的风量。求该巷道通过的风量。2.8m1.55mS S2.82.81.551.551.422 7.42 m2先求出巷道面积：先求出巷道面积：目录目录31张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气解：解：946.042.74.042.74.0SSkV V真真a ab bV V表表 2 20.90.93 34.7 4.7 （m/sm/s）V V实际实际K KV V真真0.9460.9464.74.74.447 4.447（m/sm/s）Q QV V实际实际S S4.4474.4477.427.4233 33（m m3 3/s/s）【思考思考】：可不
25、可以用可不可以用 Q QV V真真（S S0.40.4）计算风量？计算风量？目录目录32张建云张建云第一章第一章 矿井空气矿井空气测风规定：测风规定：规程规程第第105105条条 矿井必须建立测风制度，每矿井必须建立测风制度，每1010天天进行进行1 1次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。在同一地点测风次数不应少于在同一地点测风次数不应少于3
26、 3次；每次测量结次；每次测量结果误差不应超过果误差不应超过5%5%，然后取，然后取3 3次的平均值。次的平均值。目录目录33张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论第二章矿井空气流动基本理论第二章矿井空气流动基本理论一、矿井空气主要物理参数一、矿井空气主要物理参数1.1.压力压力压力的单位及其换算压力的单位及其换算见见P396。2.2.密度密度)378.01(15.273003484.0SPPtP34张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论附附 表表 1-11-1目录目录单位名称单位名称PammH2OmmHgatmPa10.1019727.5006210-
27、39.8693210-6mmH2O9.8066517.3555910-29.6784110-5mmHg133.32213.59511.3157910-3atm10132510332.3760135张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论Ep.已知，地面大气压已知，地面大气压P为为760mmHg，温度，温度t为为15，相对湿度，相对湿度为为90%，求空气的密度。，求空气的密度。解：解：查表查表P397，得，得t为为15时时Ps为为17.04102Pa。)378.01(15.273003484.0SPPtP)17049.0101325378.01(1515.27310132500
28、3484.0=1.218/m336张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论二、风流能量与压力：二、风流能量与压力：1静压能静压能静压静压（1 1）绝对压力：绝对压力：（2 2）相对压力：相对压力：h=PP02 2重力位能重力位能EpogZ位能与静压可以相互转化。位能与静压可以相互转化。37张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论解：解：Ep.某矿井口标高某矿井口标高+200m,大气压力大气压力P0为为750mmHg,矿井空气的平均密度为矿井空气的平均密度为1.2/m3,求在井下求在井下-500m处深处处深处的大气压力？的大气压力？P P0gZ 750133.
29、3221.29.81700 108231.9 Pa 811 mmHg目录目录38张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论 3动压动压221iivvh目录目录（1 1）只有做定向流动的空气才具有动压，因此只有做定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。动压具有方向性。（2 2）动压总是大于动压总是大于0。（3 3）同一断面，各点的动压值不等。同一断面，各点的动压值不等。39张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论三、风流点压力及其相互关系三、风流点压力及其相互关系绝对全压绝对全压Pt 绝对静压绝对静压P动压动压hv相对全压相对全压ht 相对静压相对静压h动
30、压动压hv目录目录 h=PP040张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论3018Z（1 1）测量相对全压测量相对全压Pt。（2 2）测量相对静压测量相对静压ht。（3 3）测量动压测量动压hv。目录目录41张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论3018Z 判断是抽出式通风还是压入式通风；判断是抽出式通风还是压入式通风；判断绝对全压端和绝对静压端；判断绝对全压端和绝对静压端；写出相对全压、相对静压和动压。写出相对全压、相对静压和动压。目录目录步骤：步骤：42第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论（4）两点间压力差的测量）两点间压力差的测量返回本节返
31、回本节返回本章返回本章目录目录43张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论四、可压缩气体能量方程：四、可压缩气体能量方程：21Z1Z21单位体积（单位体积（m3）流体能量方程：）流体能量方程：)()22(21222121ZZgVVPPhmmR目录目录式中式中hR1m3空气流动过程中的能量损失，即空气流动过程中的能量损失，即通风阻力，通风阻力，J/m3。J/m3可转化为可转化为Pa。44张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论其中，平均密度其中，平均密度21Z1Z2)()(1211122112121222121PPPPLnPPLnPPPPnnPPm目录目录45
32、张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论21Z1Z2有压源的单位体积（有压源的单位体积（m3）流体能量方程：）流体能量方程：tmmRHZZgVVPPh)()22(21222121 J/m3目录目录46张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论2注意事项：注意事项：（1）1m3空气流动过程中的能量损失等于两断面空气流动过程中的能量损失等于两断面间的机械能差。间的机械能差。（2）mg(Z1-Z2)是指是指1，2断面的位能差。基准断面的位能差。基准面一般应选在所讨论系统的最低水平。位能差的计算面一般应选在所讨论系统的最低水平。位能差的计算同前。同前。（3）动能很小，
33、）动能很小，m可用可用1，2断面上的密度代替。断面上的密度代替。目录目录47张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论Ep.Ep.用压差计测井巷通风阻力用压差计测井巷通风阻力z1z2vvhhR22211222目录目录232QSLURQ48张建云张建云第二章第二章 矿井空气流动理论矿井空气流动理论用压差计测量巷道通风阻力布置图用压差计测量巷道通风阻力布置图2：第第119119条条 新井投产前必须进行新井投产前必须进行1 1次矿井通风阻力测次矿井通风阻力测定，以后每定，以后每3 3年至少进行年至少进行1 1次。矿井转入新水平生产或改次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重
34、新进行矿井通风阻力测定。变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。目录目录49张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 第三章第三章 井巷通风阻力井巷通风阻力一、风流流态：一、风流流态：1.1.层流层流2.2.紊流紊流目录目录梯形梯形C=4.16；三心拱；三心拱C=3.85；半圆拱；半圆拱C=3.85 mSCU,50张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 3.紊流中风速分布规律紊流中风速分布规律在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心方向，风速在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布，如图见逐渐增大，呈抛物线分布，如图见P39。v
35、vmaxvmax目录目录51张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 二、摩擦阻力系数与摩擦风阻二、摩擦阻力系数与摩擦风阻1摩擦阻力：摩擦阻力：23QSLUhf目录目录3SLURf2QRhff52张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 2摩擦阻力系数摩擦阻力系数的选取：的选取：井巷各种支护形式的井巷各种支护形式的值一般是通过实测和模值一般是通过实测和模型实验得到。查表型实验得到。查表P400-404，得标准状态条件下的各类，得标准状态条件下的各类井巷的摩擦阻力系数井巷的摩擦阻力系数0。当井巷空气密度当井巷空气密度1.2/m3时，其时，其值应按下值应按下
36、式修正：式修正：2.10目录目录53张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 纵口径纵口径是指支架间距是指支架间距l与支柱的直径或纵向厚度之比，表与支柱的直径或纵向厚度之比，表示巷道的轴向相对糙度。示巷道的轴向相对糙度。0dl随随的变化曲线：的变化曲线：目录目录54张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 三、井巷摩擦阻力计算方法三、井巷摩擦阻力计算方法在进行新矿井或新采区的通风设计时，需要计算在进行新矿井或新采区的通风设计时，需要计算井巷的摩擦阻力，即按所设计的井巷长度、净断面积、井巷的摩擦阻力，即按所设计的井巷长度、净断面积、周长、支护形式和要求通过
37、的风量，用查表法确定该周长、支护形式和要求通过的风量，用查表法确定该井巷的摩擦阻力系数井巷的摩擦阻力系数值，然后计算出该井巷的摩擦阻值，然后计算出该井巷的摩擦阻力。力。目录目录55张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 用压差计法测定通风阻力的实质是测量风流两点用压差计法测定通风阻力的实质是测量风流两点间的势能差和动压差，计算出两测点间的通阻力。间的势能差和动压差，计算出两测点间的通阻力。其中：右侧的第二项为动压差，通过测定其中：右侧的第二项为动压差，通过测定1、2两两断面的风速、大气压、干湿球温度，即可计算出它们断面的风速、大气压、干湿球温度，即可计算出它们的值。第一项
38、和第三项之和称为势能差，需通过实际的值。第一项和第三项之和称为势能差，需通过实际测定。测定。四、生产矿井一段巷道阻力测定（压差计法四、生产矿井一段巷道阻力测定（压差计法）2m21m122212121Rgg2v2vPPhZZ目录目录56张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 Ep2.某主要运输巷道长某主要运输巷道长L=2000m，用不完全木支，用不完全木支架，支柱直径架，支柱直径d0=0.2m，棚子间距，棚子间距l=1.0m，巷道断面，巷道断面S=5,巷道中流过的风量为巷道中流过的风量为30m3/s，预计巷道中空气，预计巷道中空气密度为密度为1.23/m3,求该巷道的通风阻
39、力。求该巷道的通风阻力。解：解：mU,3.9516.4 52.010dl查表查表P400，得：，得：0198.910-40.890.0195 Ns2/m4 ,420/,0211.02.123.10195.02.1mNsPaQSLUhf,28293053.920000211.02323目录目录57张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 三、局部阻力三、局部阻力令：令：212SR 单位单位Ns2/m8,/m7。有：有：211QRh 单位单位Pa。22112QShm目录目录58张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 井巷局部阻力系数井巷局部阻力系数值表值表
40、P P405405目录目录59张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 对于特定井巷，当空气密度和摩对于特定井巷，当空气密度和摩擦阻力系数不变时，其风阻为定值，擦阻力系数不变时，其风阻为定值，且有一定稳定性，风量与风压成二次且有一定稳定性，风量与风压成二次曲线关系。曲线关系。h=RQ2可画成曲线：可画成曲线：3风阻定律与能量方程的联系：风阻定律与能量方程的联系：四、井巷阻力特性曲线：四、井巷阻力特性曲线：hRQ),()22(21222121ZZgVVPPhmmR2RQh Rhh 目录目录60张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 P2=P1+mg（Z1
41、Z2）在实际中，可通过测量矿井或巷道的在实际中，可通过测量矿井或巷道的P、m、V、Z及及Q，通过能量方程求，通过能量方程求h,再通过风阻定律求再通过风阻定律求R。而。而R在一定的时间内相对稳定，确定后，只要测出风量在一定的时间内相对稳定，确定后，只要测出风量Q，又可计算出又可计算出h。当空气静止时，当空气静止时，Q为为0，hR为为0，V为为0，有，有221222121)()22(RQZZgVVPPhmm测测h测测QR测测Qh目录目录61张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 1矿井通风总阻力的叠加原则：矿井通风总阻力的叠加原则：2矿井总风阻矿井总风阻五、矿井总风阻五、矿井
42、总风阻从入风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段从入风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力。井巷的通风阻力累加起来，就得到矿井通风总阻力。单风井、单风路的矿井总风阻：单风井、单风路的矿井总风阻：2QhRRmmNs2/m8。多风井的矿井总风阻：（见风流功率后）多风井的矿井总风阻：（见风流功率后）目录目录62张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 1等积孔等积孔六、矿井等积孔六、矿井等积孔2,19.1mRAm目录目录63张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 2矿井通风难易程度分级：矿井通风难易程度分级：A
43、2，通风容易；，通风容易；A：12，通风一般；，通风一般；A1，通风困难。，通风困难。2,19.1mRAm目录目录64张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 1风流功率的概念：风流功率的概念：七、风流的功率与电耗七、风流的功率与电耗kWhQN,1000风流在单位时间内所做的功叫做风流功率，单位为风流在单位时间内所做的功叫做风流功率，单位为Nm/s。通风困难的井巷或矿井，其风流的功率必大，。通风困难的井巷或矿井，其风流的功率必大，电耗必多。电耗必多。目录目录65张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 2矿井一天的通风电费：矿井一天的通风电费：dyeQh
44、Cft/,100024其中其中ht、Qt分别为矿井主扇的风压、风量；分别为矿井主扇的风压、风量；e每度电的单价，每度电的单价，y/（kWh）；）；风机的总效率。一般，风机与电机直接传风机的总效率。一般，风机与电机直接传动时，取动时，取0.6；间接传动取；间接传动取0.5。目录目录66张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 ep.如图所示的矿井，左右两翼的通风阻力分别如图所示的矿井，左右两翼的通风阻力分别的：的：h左左1274Pa，h右右1960Pa，通过两主扇的风量，通过两主扇的风量分别是分别是Q左左60m3/s，Q右右70m3/s。两翼的外部漏风。两翼的外部漏风率分别为
45、率分别为 L左左4%，L右右5%。求矿井的等积孔。求矿井的等积孔。左左右右目录目录67张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 解：解：两翼的总回风量为：两翼的总回风量为：Q左总左总（1L左左）Q左左57.6 m3/s,Q右总右总（1L右右）Q右右66.5 m3/s两翼不包括外漏的风阻为两翼不包括外漏的风阻为:R左左h左左Q 2左总左总0.39Ns/m8 R右右h右右Q 2右总右总0.44Ns/m8，A右右1.79.292.139.019.1mA左左左右右Q左左60m3/sQ右右70m3/s目录目录68张建云张建云第三章第三章 井井 巷巷 通通 风风 阻阻 力力 h总总Q总
46、总h左左Q左总左总h右右Q右总右总全矿的风流总功率等于左右两翼的功率之和：全矿的风流总功率等于左右两翼的功率之和：h总总（h左左Q左总左总h右右Q右总右总）Q总总1641.6PaR总总0.11Ns/m8，A3.64 A左左A右右=3.71（Q总总 Q左总左总Q右总右总）（127457.6196066.5）（57.666.5）左左右右57.6m3/s66.5m3/sh h总总R R总总 Q Q2 2总总目录目录69张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 第四章第四章 通通 风风 动动 力力70张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 一、自然风压及其形成和计算一、自然风压及其形成和计算1自
47、然风压概念自然风压概念 如图如图：由于空气柱：由于空气柱012与与543 的密度不等，导致两的密度不等，导致两空气柱作用在空气柱作用在23水平面上的重水平面上的重力不等，其重力之差就是该系统力不等，其重力之差就是该系统的自然风压。的自然风压。051432Z3Z目录目录PagZHmmN，)(2171张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 Ep.如图所示的如图所示的通风系统，在利用气通风系统，在利用气压计法测定该系统通压计法测定该系统通风阻力的同时，测行风阻力的同时，测行了图中各测点的空气了图中各测点的空气密度如表所示，求此密度如表所示，求此系统自然风压系统自然风压HN。通风系统不同标高处空气
48、空气密度测算结果表通风系统不同标高处空气空气密度测算结果表测点测点1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111标高标高+25+25-60-60-150-150-220-220-300-300-300-300-250-250-200-200-130-130-130-130+25+25密度密度1.2151.2151.2291.2291.2431.2431.2751.2751.2291.2291.2871.2871.2461.2461.2311.2311.2011.2011.1991.1991.1771.1773789101165421-300+25+25目录目录72张建云
49、张建云第四章第四章 通风动力通风动力 解：解：789101165421-300+253+25iiimZZ51511)2229.1275.1802275.1243.1702243.1229.1902229.1215.185(32511.250/m3.同理求得，同理求得，m6-111.213/m3.HN（m1-5m6-11）gZ（1.2501.213）9.8325117.8 Pa目录目录73张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 二、二、主要通风机附属装置主要通风机附属装置附属装置附属装置一、风一、风 硐硐二、扩二、扩 散散 器器三、防三、防 爆爆 门（盖）门（盖）四、四、反风装置和功能反风装
50、置和功能规程规定目录目录74张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 1 1风硐风硐目录目录75张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 2 2扩散器扩散器目录目录76张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 3 3防爆门防爆门规程规程第第121121条规定装有主要通风机的出风井口条规定装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每应安装防爆门，防爆门每6 6个月检查维修个月检查维修1 1次。次。目录目录77张建云张建云第四章第四章 通风动力通风动力 出风井与风硐的交叉点到防爆门的距离，比该点出风井与风硐的交叉点到防爆门的距离，比该点到主扇吸风口的距离至少要短到主扇吸风口的距离至少要短1
