矿井通风与空气调节复习要点解读Word下载.docx

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地下开采过程中，凿岩、爆破、装运、破碎等工序产生的大量含游离SiO2的粉尘

矿尘粒径分类：

粗尘（大于40um）细尘（10-40）微尘（0.25-10）超微尘（0.25下）

矿尘状态分类：

浮游矿尘（悬浮于空气中的矿尘）沉积矿尘（从矿井空气中沉降下来的矿尘）

组成范围分类：

全尘（各种粒径的矿尘之和）呼吸性粉尘（粒径5um以下的微细尘粒）

矿尘的危害：

1污染工作场地，危害人体健康2某些矿尘会发生爆炸3加剧机械设备的磨损，缩短机械设备的寿命4降低工作场能见度增加工伤事故

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

空气温度：

对人体对流散热起着主要作用

相对湿度：

影响人体蒸发散热的效果

风速：

影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。

对流换热强度随风速而增大。

同时湿交换效果也随风速增大而加强。

如有风的天气，凉衣服干得快

人体热平衡关系式：

qm-qw=qd+qz+qf+qch

qm人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；

qw人体用于做功而消耗的热量，qm-qw人体排出的多余热量；

qd人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；

qz汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；

qf人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；

qch人体由热量转化而没有排出体外的能量；

人体热平衡时，qch=0；

当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高qch>

0，人体温度降低，qch<

1.干球温度干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一

特点：

在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。

指标比较简单，使用方便。

但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用

2.湿球温度湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。

但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响

3.等效温度等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。

它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标

4.同感温度这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图

5.卡他度卡他度用卡他计测定

特点反映了气温和风速对气候条件的影响，但没有反映空气湿度的影响。

为了测出温度、湿度和风速三者的综合作用效果

第二章矿井风流的基本特性及其测定

与矿井通风密切相关的空气物理性质有：

密度、重率、比容、比热、粘性

密度：

单位体积空气所具有的质量称为空气的密度

湿空气的密度：

1立方米客气中所含有干空气和水蒸气的质量比

重率（容重）：

单位体积空气所具有的重率

比容：

单位空气所占有的体积

比热：

使单位质量的空气温度升高1C所需要的热量

粘性：

当流体层间发生相对运动时候，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力以组织相对运动，流体具有的这一性质，叫粘性

矿井通风的空气温度除了受地表温度的影响外还受1空气收到压缩或者膨胀的影响；

2地下岩石温度的影响

地温率——在恒温带以下，由于岩石的性质和种类不同，岩层温度每升高1C相对应的下降深度

岩石与空气的热交换形式：

传导、对流和辐射

巷道调温圈：

巷道岩壁附近的岩石原始温度场受通风影响的扰动范围

绝对湿度：

每1m3湿空气中所含有的水蒸气重量

湿空气的绝对湿度跟同温度下饱和客气的绝对湿度之比

空气状态：

指某一瞬间空气物理性质，其中最重要的参数是压力、温度和比容

焓：

一定状态下湿空气的内能和流动功之和

比焓：

含1Kg干空气的湿空气的焓

热湿比：

为了说明空气状态变化的方向和特性，常用状态变化前后的焓差和含湿量差的比值来表示，称为热湿比。

大气压力：

：

地面静止空气的静压力，它等于单位面积上空气柱的重力

空气静压：

气体分子间的压力或者气体分子对容器壁施加的压力

空气静压分类：

根据量度空气静压大小所选择的基准不同，分为绝对压力盒相对压力

绝对静压：

以真空状态绝对零压为比较基准的静压，即以零压力为起点表示的静压，对静压恒为正值

相对静压：

以当地大气压力（绝对静压）为比较基准的静压，即绝对静压与大气压力之差

全压：

风流的全压即该点静压和动压之和

绝对静压力的测定：

用水银气压计；

无液气压计

相对气压力的测定：

压差计

风速测定：

1用风表测定风速（翼式风表和杯式风表）2用热电式风速仪（有热线式、热球式和热敏电阻式三中，分别以金属丝、热电偶和热敏电阻作热效应元件）和皮托管压差计测定风速；

3（皮托管和压差计）测高风速；

4（用烟雾法或嗅味法）测量很低的风速或者鉴别通风构筑物漏风

风流的运动形式：

a有固定边界的，特点是空气受边界的限制而沿风道方向流动；

b没有固定边界的，即自由风流，特点：

风流的边界不是风道壁，而是与风流同一相态的介质

巷道型风流：

固定边界的风流

硐室型风流：

无固定边界的

掘进工作面通风

掘进通风方法按通风动力形式的不同可以分为局部扇风机通风、矿井总风压通风和引射器通风

局部扇风机通风：

利用局部扇风机作为动力，通过风筒导风把新鲜风流送入掘进工作面的通风方法，按工作方式的不同分为压入式、抽出式和混合式

压入式与抽出式通风的比较：

1压入式通风的优点是局部通风机和启动装置都位于新鲜风流中，污风不通过局部扇风机，安全性好；

而抽出式通风时，对于煤矿含瓦斯的污风通过局部扇风机，弱局部扇风机若不具备防爆性能则是非常为危险的；

2压入式通风时，风筒出口风速大，有效射程远，排烟效果好，工作面排污所需要的时间短；

并且因为风速较大排热性能好；

但是污风沿着整个巷道缓慢排除，污染范围广，劳动条件差，巷道排污所需要的通风时间长。

抽出式通风时，风口吸入口有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒入口到工作面的距离在有效吸程内；

与压入式相比抽出式风量小，工作面排污所需的时间长；

然而，抽出式通风时新鲜风流沿巷道进入工作面，整个巷道空气清新，劳动环境好，且受污风污染的巷道长度仅为工作面到风筒吸口的长度，污风污染巷道长度短，巷道排污所需的时间短；

3压入式通风可以使用柔性风筒，成本低、重量轻、安装与运输也方便，且由于风筒内静压大于风筒外静压，风筒漏风对巷道有一定的排污作用。

而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或者带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，安装与运输也不方便

混合式通风：

是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用，按局部扇风机和风筒的布设位置，分为长压短抽、长抽短压和长抽长压三种。

兼有抽出式与压入式通风的优点，通风效果好。

主要缺点是增加了一套通风设备，电能消耗大，管理也比较复杂；

降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。

混合式通风适用于大断面、长距离岩巷掘进巷道中

矿井总风压通风：

是利用矿井主要扇风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入掘进工作面。

其通风量取决于可利用的风压和风道风阻。

按导风设施不同可分为1风筒导风2平行巷道导风3钻孔导风4风幛导风

局部通风设备：

由局部通风动力设备、风筒及附属装置组成

风筒要求：

漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便

风筒种类：

按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种

风筒接头：

刚性风筒一般采用法兰盘连接方式，柔性风筒的接头方式有插接、单反边接头、双反边接头、活三环多反边接头、螺圈接头等

风筒的风阻：

由摩擦风阻和局部风阻组成

天井掘进时候的局部通风方法：

风筒带防护帽；

风水混合式通风；

用吊罐掘进天井时的通风；

天井钻孔通风；

小直径PVC通风

引射器：

引射作用的实质是高压风流将自身的部分能量传递给被引射的流体，分为水力引射器和压气引射器

局部扇风机：

井下局部地点通风所用的扇风机称为局部扇风机

风筒漏风属于连续的均匀漏风。

漏风使局部通风机风量Q通与风筒出口风量Q出不等因此，应该用始、末端风量的几何平均值作为风筒的风量Q

风筒的有效风量率：

掘进工作面获得的风量占局部扇风机工作风量的百分数

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、排出污染空气的通风网络和通风动力以及通风控制设施等构成的工程体系。

矿井通风系统的任务：

①保证井下工作面有足够氧气；

②把井下产生的各种有毒气体及矿尘稀释到无害程度并排出矿井之外；

③给井下工作面创造良好的小气候条件。

矿井通风系统是矿井开拓、开采系统中为了实现通风目的和任务，向井下各作业地点供给新鲜空气，排出井下产生的污浊空气，调节井下气候条件而专门统筹规划、设计构建的由通风网络、通风动力和通风控制设施组成的工程体系总称。

矿井通风系统划分：

①按服务范围分为统一通风和分区通风；

②按进风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；

③按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压轴混合式；

④根据风流的输送与调控方式，分为主扇—风扇、主扇—辅扇、多级机站、单元调控以及上述四种类型的不同组合。

通风网络：

由风流流经的所有井巷构成的、相互关联的、复杂的、网络状的井巷集合体。

通风动力：

为矿井风流流动提供能量的主扇、辅扇、自然压差等动力源组成的动力结构体系。

通风控制设施：

控制有害漏风，并使供入井下的风流按生产需求进行分配的风门、风扇、风墙、风桥、辅扇、空气幕、导风板凳一系列调节控制设施。

通风系统按照系统结构分为进风部分、出风部分和用风部分。

矿井通风系统的特性：

复杂性、非线性和多变性（跟随生产发展而变化的动态系统）。

复杂网络：

矿井通风学将风路的结构超出串、并联关系的通风网络统称为复杂网络，基于复杂通风网络构建的通风系统亦称为复杂通风系统，通风系统的复杂程度主要取决于通风路的复杂程度

通风构筑物：

凡用于引导风流，遮断风流和调节风量的装置，统称为通风构筑物，它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路线流动。

通风构筑物分类：

①通过风流的构筑物，包括主扇风硐，反风装置，风桥，导风板，调节风扇和风幛；

②遮断风流的构筑物，包括挡风墙和风门等。

扩声器：

大型主扇安装在地表时，在风机出风口外联接一段断面逐渐扩大的风筒称为扩散器，作用是降低出风口的风速，以降低扇风机的动压损失，提高扇风机的有效静压。

反风装置：

用来改变井下风流方向的一种装置，包括反风道贺反风闸门等设施

风桥：

通风系统中进风道与回风道交叉处，为使信封与污风互相隔开，需构筑风桥，要求其风阻小，漏风少，具有足够的坚固性

风墙：

不通过风流的废巷道及采空区，需设置风墙，风墙又称密闭。

根据使用年限不同，风墙分为永久风墙与临时风墙

风门：

某些巷道既不让风流通过，又要保证人员及车辆通行，就得设置风门

风窗：

是以增加巷道局部阻力的方式，调节巷道风量的通风构筑物

空气幕：

利用特制的供风器，由巷道的一侧或两侧以很高的风速和一定的方向喷出空气，形成门板式的气流来遮断或减弱巷道中通过的风流，称为空气幕

开凿合适的专用通风联道：

①中段尚无与矿井总进风道相联的、可用的、可靠的进风巷道；

②当中段人行运输道与矿井总进风道不连通，或相距太远，阻力太大；

③用人行运输道进风结构不合理，影响工作面风量按需分配；

④需采用风机来控