《矿井通风与安全》实验指导书解读.docx

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《矿井通风与安全》实验指导书解读

安全科学与工程学院

《矿井通风与安全》

实验指导书

适用专业：

安全工程、采矿工程

程磊、樊小利、张学博编写

河南理工大学

二〇〇八年九月

前言

1、实验前必须认真预习实验指导书及实验内容，明确实验目的、步骤、原理、回答实验教师的提问，回答不合要求者，须重新预习，才能进行实验。

2、对规定实验外确属需要的内容，可先提出实验原理和方法，经教师或实验技术人员同意后，方可进行实验。

3、做实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备的操作规程，服从教师和实验技术人员的指导。

4、爱护仪器设备，节约使用材料，使用前详细检查，使用后要整理就位，发现丢失或损坏应立即报告，未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，不准将任何实验室物品带出室外。

墙角数枝梅，凌寒独自开，遥知不是雪，为有暗香来。

5、实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生，若发生事故应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保持现场，不得自行处理，待指导教师查明原因并排除故障后，方可继续实验。

6、进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准抽烟，不准随地吐痰，不准乱抛纸屑杂物，要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。

7、实验完毕后，经实验室工作人员检查仪器设备、工具、材料及实验记录后方可离开。

8、实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表等。

对不合格要求的实验报告应退回重做。

9、对违反实验规章制度和操作规程、擅自动用与本实验无关的仅器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度按规定处理。

10、在进入实验室前，务必搞好个人卫生，不得将脏物带入室内，有净化要求的实验室，进室必须换拖鞋。

目录

实验一矿井空气中主要有害气体浓度的测定1

实验二矿井气候条件的测定5

实验三风流点压力和平均风速的测定9

实验四风表的校正14

实验五摩擦阻力系数和局部阻力系数的测定17

实验六矿内空气中瓦斯浓度的测定及瓦斯爆炸演示20

实验七离心式风机性能测定25

实验八布袋式除尘器性能测定演示29

实验九矿井通风阻力测定32

实验十矿山救护演习39

实验十一通风机特性测定43

实验十二局部通风技术测定45

实验一矿井空气中主要有害气体浓度的测定

实验类型：

验证性实验学时：

2实验要求：

必修

一、实验目的

1、学习比长式CO检定管的原理，并掌握其测定方法。

2、了解DQJD-1型多种气体检定器及AQY-50型唧筒的构造，并掌握其使用方法。

二、实验内容

1、比长式CO检定管

（1）原理：

比长式CO检定管（图1-1）内装发烟硫酸及硅胶作载体吸附I2O5的指示剂，当CO和I2O5接触时，CO能使I2O5还原出游离碘。

1-外壳；2-杜塞物；3-保护胶；4-隔离层；5-指示剂；6-被测气体含量的刻度

图1-1

碘和SO3作用生成棕色化合物，反应式如下。

I2O5+5CO——→5CO2+I2

I2+S03——→棕色化合物

其变色长度与通过管内的CO浓度成正比，因此可从刻度上直接读出CO的浓度。

（2）规格：

西安煤矿安全仪器厂生产的CO检定管按其测定范围分为三种规格，即C1D型（0.0005～0.01％），ClZ型（0.005～0.1％），C1G型（0.05～1％），供测定不同浓度的CO选用。

鹤壁矿务局安全仪器厂生产的CO检定管按其测定范围不同分五种规格：

即一型0.0005～0.005％；二型0.001～0.05％；三型0.0l～0.5％；四型0.2～5％；五型0.5～15％。

2、DQJD-1型多种气体检定器

如图1-2所示，DQJD-1型多种气体检定器是由内弹簧的波纹形皮囊构成，皮囊的一侧有进气阀并与进气口相通，另一侧装有排气阀。

测定时将检定管插入进气口，用压缩皮囊，皮囊内的空气从排气口排出。

然后将手松开，皮囊在弹簧作用下以一定的速度均匀张开，吸入待测气体，多种气体检测器与比长式CO检定管可配套使用。

图1-2

3、AQY-50型唧筒

AQY-50型唧筒（图1-3）与比长式检定管配套使用，唧筒可抽取被测气体样品，并均匀送入检定管内，它由唧筒活塞④，吸气口①，排气口②和三通开关③组成，活塞杆上有0—50毫升的刻度，可控制取样数量和送气速度，三通开关用以控制气流方向，当开关把手与进气口平行时，唧筒与吸气口连接。

当开关把手与排气口平行时，唧筒与排气口连通，位于两者之间（45°）时，被测气体被封闭在唧筒内。

1-气体入口；2-检定管插孔；3-三通阀把；4-变换阀；5-垫圈；6-活塞筒；7-拉杆；8-—手柄

图1-3

三、仪器设备

唧筒、多种气体检定器、酒精灯等。

四、所需耗材

一氧化碳检知管、酒精。

五、实验原理、方法和手段

见上。

六、实验步骤

比长式CO检定管测定法

1、采取空气试样：

用唧筒取样时，在测定地点应该先将活塞往返抽送2-3次，使筒内原来存在的气体完全被试样气体所代替。

（注：

实验室CO的制取如图1-4所示）

图1-4

2、送入气体试样：

把检定管两端打开，将检定管所标注（进气方向箭头）进气一端插入唧筒排气插孔中，按检定管要求的推送时间均匀的把唧筒内50毫升试样气体送入检定管，此时将产生一棕色环。

3、读值：

棕色环所指的刻度即为CO的浓度。

七、实验结果处理

略。

八、实验注意事项

1、检定管应放置在阴凉处，两端切勿碰坏，使用时也不要过早打开两端。

以防影响测定效果。

2、比长式检定管的推送时间应根据厂家标定的标准时间均匀推送。

如鹤壁矿务局生产的检定管推送时间为100秒，西安煤矿仪器厂生产的检定管推送时间为90秒。

3、高浓度CO的测定

测定前应首先作好测量人员的防毒措施，然后按下述方法进行测定：

如果被测气体的浓度大于检定管最大刻度时，可以抽取一部分空气试样，然后用新鲜空气冲淡2～10倍，最后将所测结果乘以冲淡的倍数，即为所测CO的实际浓度。

其计算式如下：

CO真＝检定管指示值×稀释的倍数

4、微量CO浓度的测定

当所测CO浓度低于检定管最小示值时，可采用延长推送时间或连续送气（50ml的倍数）的方法来测定，其结果要除以时间延长的倍数（与标准时间相比）或连续送气的次数，即可得出CO的真实浓度值。

其计算如下：

CO真＝检定管指示值／时间延长的倍数或送气的次数。

九、预习与思考题

1、测定CO含量时，棕色环并没有出现，或者棕色环超过检定管最大量程，这是怎么回事？

请解释。

2、如果测量环境空气的一氧化碳浓度较大或特小，如何利用比长式检测管测定其浓度？

十、实验报告要求

无。

实验二矿井气候条件的测定

实验类型：

验证性实验学时：

2实验要求：

必修

一、实验目的

1、学习空盒气压计、干湿球温度计等测定气候条件常用仪表的原理、构造，并掌握其使用方法。

2、掌握空气密度和卡他度的测算方法。

二、实验内容

略。

三、仪器设备

1、空盒气压计

空盒气压计（图2-1）是由一个波纹形金属真空盒和一套杠杆传动机构组成，（真空合内实际还有50-60毫米水银柱的压力）。

大气压变化时，真空盒面变形，变形值经杠杆传动机构放大，传动到盒面使指针发生偏转，使用前需要用固定水银气压计来校正，校正时用小螺丝刀微微调节盒侧面调节孔内的螺钉，使其指针指示值与水银气压计一致。

（a）外形（b）结构示意

1-金属盒；2-弹簧；3-传递机构；4-指针；5-刻度盘；6-链条；7-弹簧丝；8-固定支点

图2-1

2、干湿球温度计

矿井空气的湿度一般用相对湿度来表示，测定相对湿度常用手摇湿度计（图2-2）和风扇式湿度计（图2-3）两种，它们的测定原理一样，湿度计是由两支温度计组成。

一支为干温度计，一支为湿温度计（在温度计的水银球面上包裹湿纱布）。

用手摇湿度计测定时，手握摇把以每分钟约150转的速度旋转1-2分钟后，立即读取两支温度计的读数（先读湿度计度数）。

湿球因其纱布上的水份蒸发吸热，它的示数值偏低，温度越低，蒸发吸热越多，干湿温度计数值差别越大。

根据干温度计（或湿温度计）读值（t℃）及干湿温度计差值（△t℃）查（通风安全学）附录三即可计算出空气的相对湿度（Φ）。

图2-2图2-3

3、卡他温度计及气候条件测量

气候条件是空气的温度、湿度和风速三者的综合结果，气候条件的优劣不能单从某个方面去衡量，必须测出其综合结果，测定气候条件一般采用卡他温度计。

卡他计（图2-4）是一种模似人体表面在空气温度、湿度及风速综合作用下散热情况的仪器。

它的下端为长圆形贮液球，长约40mm，直径为16mm，表面积为22.6cm2，内贮有色酒精，中部刻有38℃和35℃两个刻度，其平均值为36.5℃，恰似人体温度。

其上端也有长园形的空间，以便在测定时容纳上升的酒精，卡他计全长为200mm。

卡他计分为干卡他计和湿卡他计两种，前者只测出对流和辐射下的散热效果，后者是在卡他计的贮液球上包裹上湿纱布，能测出对流，辐射和蒸发的综合散热效果。

四、所需耗材

无。

五、实验原理、方法和手段

1、空盒气压计

测定时，在测定地点将其水平放置，并用手轻轻敲击合面数次，消除指针的蠕动现象，待20分钟左右可读数，读数值还需根据仪器所附检定证进行刻度、温度和补充校正。

空盒气压计是一种携带式气压计，一般用于井上下非固定地点测大气压。

2、干湿球温度计

用风扇式湿度计测定时，用专用钥匙将小风扇的发条上紧，风扇转动，使空气以1.7～3.0m/s的流速经过干湿温度计的水银球面周围，待1～2分钟，两支温度计示数稳定后即可读值计算。

3、卡它计

测定时，将干卡它计先放在60-80℃的热水里使酒精上升至仪器的上部空间1/3处左右，取出抹干，将仪器置于测定地点用秒表记录酒精面从38℃下降到35℃所需要的时间t，可用下式计算卡他度：

式中：

H干——干卡他度，毫卡／厘米2秒；

F——卡他常数，其值为温度从38℃下降到35℃时每厘米2贮液球表面所散失的热量,毫卡／厘米2；

t——从38℃下降到35℃所经过的时间，秒。

如果测定对流、辐射和蒸发三者的综合散热效果，可采用湿卡他计测量，用纱布将干卡他计的贮液球包起来按上述方法进行，其计算公式如下：

式中符号意义同前。

对于从事井下中等劳动强度的工作人员，比较舒适的干、湿卡他度分别为8-10毫卡／厘米2秒和25-30毫卡／厘米2秒。

六、实验步骤

略。

七、实验结果处理

略。

八、实验注意事项

1、井下用空盒气压计测大气压时，应使合面平行于风流方向以消除速压影响。

2、用湿度计测定空气的相对湿度时，读数时应首先读湿温度计的示值，然后再读干温度计的示值。

3、使用手摇湿度时应注意摇把螺丝的松动，防止摇动脱落损坏。

4、沾水时应用加水器加水，水要充分沾湿但不要滴水。

5、卡他计的酒精切勿充满上部的空间（只充到上部空间1/3），防止内部压力过大将贮液球爆裂。

九、预习与思考题

1、空盒气压计的读数为何要进行校正？

2、为什么说卡他计是检查气温、湿度及风速综合作用的一种仪器？

十、实验报告要求

无。

实验三风流点压力和平均风速的测定

实验类型：

验证性实验学时：

2实验要求：

必修

一、实验目的

1、验证，以巩固在不同的通风方式下三种压力的相互关系。

2、掌握某断面的平均风速的测定方法，并计算风量。

二、实验内容

（一）点压力测定

1、首先熟悉管网系统的风流方向，观看皮托管是否正对风流并量管道中心位置。

了解胶皮管与U形水柱计的接头是否正确，明确每台U形水柱计测哪一种压力。

（压入式与抽出式通风系统的测压布置如图3-3所示）

图3-3

2、点压力测定

全都检查无误并明确管网系统的布