1、通風安全學(xué)期末考試復(fù)習(xí)資料第一章 礦井空氣礦井通風：利用機械或自然通風動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量地流動，最后排出礦井的全過程稱為礦井通風。礦井通風目的（作用）：（1）以供給人員的呼吸，（2）稀釋和排除井下有毒有害氣體和粉塵，（3）創(chuàng)造適宜的井下氣候條件。地面空氣進入礦井以后即稱為礦井空氣。新鮮空氣：井巷中用風地點以前、受污染程度較輕的進風巷道內(nèi)的空氣。污濁空氣：通過用風地點以后、受污染程度較重的回風巷道內(nèi)的空氣。礦井空氣中常見有害氣體：一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫、氨氣、氫氣。礦井氣候：礦井空氣的溫度、濕度和流速三個參數(shù)的綜合作用。這三個參數(shù)也稱為礦井氣候條件的三

2、要素。人體散熱主要是通過人體皮膚表面與外界的對流、輻射和汗液蒸發(fā)這三種基本形式進行的。對流散熱取決于周圍空氣的溫度和流速；輻射散熱主要取決于環(huán)境溫度；蒸發(fā)散熱取決于周圍空氣的相對濕度和流速。干球溫度是我國現(xiàn)行的評價礦井氣候條件的指標之一。礦井空氣最高容許干球溫度為28。礦井下氧氣的濃度必須在20%以上。第二章 礦井空氣流動基本理論空氣比容：是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積，是密度的倒數(shù)。當流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力以阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的黏性。其大小主要取決于溫度。表示空氣濕度的方法：絕對濕度、相對溫度和含濕量三種。每立方米空氣中所

3、含水蒸汽的質(zhì)量叫空氣的絕對濕度。含有極限值水蒸汽的濕空氣中所含的水蒸汽量叫飽和濕度。單位體積空氣中實際含有的水蒸汽量與其同溫度下的飽和水蒸汽含量之比稱為空氣的相對濕度。不飽和空氣隨溫度的下降其相對濕度逐漸增大，冷卻到=1時的溫度稱為露點。 干、濕溫度差愈大，空氣的相對濕度愈小。含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為空氣的含濕量。風流能量的三種形式：（1）靜壓能，（2）位能，（3）動能。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?。梢杂脙x表測量）反映了單位體積風流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。絕對壓力：

4、以真空為測算零點，而測得的壓力稱之為絕對壓力，用 P 表示。相對壓力：以當時當?shù)赝瑯烁叩拇髿鈮毫闇y算基準而測得的壓力稱之為相對壓力。風流的絕對壓力（P）、相對壓力（h）和與其對應(yīng)的大氣壓（P0）三者之間的關(guān)系如下式所示：h = P P0P 與 h 比較：、絕對靜壓總是為正，而相對靜壓有正負之分；、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(guān)。、P可能大于、等于或小于與該點同標高的大氣壓。abPa真空P0Pbha(+)hb(-)P0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，注意：、位能與靜壓能之間可以互相轉(zhuǎn)化。、在礦井通風中把某點的靜

5、壓和位能之和稱之為勢能。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。c.位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化。 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。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。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 PihviB、相對全壓（hti）

6、 hti hihvi Pti Poi說明：A、相對全壓有正負之分； B、無論正壓通風還是負壓通風，Pti Pi hti hi。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(yīng)用中，因為負壓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(zhì)是使風機入口風流的能量降低，即入口風流的絕對壓力小于風機進口的壓力。abP0抽出式通風壓入式通風坡

7、度線的意義：掌握壓力沿程變化情況；有利于通風管理。風流入口斷面處的絕對全壓等于大氣壓。風流出口斷面處的絕對靜壓等于大氣壓。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。通風機的全壓Ht等于通風機出口全壓與入口全壓之差。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。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。相對靜壓的負值越大，其擴散器回收動能的效果越好。第三章 井巷通風阻力對于管道流：Re2300 層流， Re2300 紊流對于孔隙介質(zhì)流：層流，Re0.25； 紊流，R

8、e2.5； 過渡流 0.25Re 2.5風速分布系數(shù)：斷面上平均風速V與最大風速Vmax的比值稱為風速分布系數(shù)(速度場系數(shù))，用Kv表示：巷壁愈光滑，Kv值愈大，即斷面上風速分布愈均勻。摩擦阻力系數(shù)與支護形式有關(guān)。 ，修正后 反映巷道的粗糙程度，kg/m3 或 Ns2/m4。則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計算式寫為： ， 所以： 會產(chǎn)生局部阻力的地方主要有：井巷斷面發(fā)生變化、方向變化、分岔及匯合的地方。巷道斷面突然擴大的局部阻力： 或 對于粗糙度較大的井巷，可進行修正，修正后：巷道斷面突然縮?。簩?yīng)于小斷面的動壓 ，值可按下式計算： ，考慮粗糙程度的影響時： 突然縮小的局部阻力系數(shù)取決于巷道收

9、縮面積比21 。風阻 R 越大，阻力特性曲線越陡。R是反映礦井通風難易程度的一個指標，R越大，礦井通風越困難，反之，則較容易。礦井等積孔：作為衡量礦井通風難易程度的指標。 或 當 A，容易；A 2，中等；A困難。降低井巷摩擦阻力措施有：1減小摩擦阻力系數(shù)。2保證有足夠大的井巷斷面。3選用周長較小的井巷。4減少巷道長度。5避免巷道內(nèi)風量過于集中。降低局部阻力措施有：1、應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴大或突然縮小。2、盡可能避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大于90的轉(zhuǎn)彎。3、主要巷道內(nèi)不得隨意停放車輛、堆積木料等。4、要加強礦井總回風道的維護和管理，對冒頂、片幫和積水處要及時處理。第四章 礦井通風動力自然通風：由自

10、然因素作用而形成的通風。自然風壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力位能之差。自然風壓平均密度測定：若高差相等： ，若高差不等：所以自然風壓為：自然風壓的產(chǎn)生：在一個有高差的閉合回路中，作用作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力位能之差，就產(chǎn)生了自然風壓。自然風壓影響因素：1、礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差。2、空氣成分和濕度。3、井深。4、主要通風機工作對自然風壓的大小和方向也有一定影響。礦用通風機按其服務(wù)范圍可分為三種：1、主要通風機。2、輔助通風機。3、局部通風機。在軸流式風機中：葉片安裝角越大，風流和風壓越大。通風機附屬裝置有哪些，各自有什么作用？1、風硐。作用：連接風機和井筒。2、擴散器。作用：是降

11、低出口速壓以提高風機靜壓。3、防爆門(防爆井蓋)。作用：保護通風機。4、反風裝置。作用：在必要是使井下風流反向流動。反風方法主要有： 1）設(shè)專用反風道反風。2）利用備用風機作反風道反風。3）軸流式風機反轉(zhuǎn)反風。4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風。對反風裝置的要求：定期進行檢修，確保反風裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在10min內(nèi)改變巷道中風流方向；結(jié)構(gòu)要嚴密，漏風少；反風量不應(yīng)小于正常風量的40%；每年至少進行一次反風演習(xí)。風機房水柱計示值含義：其值得變化反映風道線路中阻力的變化和礦井通風靜壓的變化。個體特性曲線：不斷改變R，得到許多組Q、H、N、參數(shù)。以Q為橫坐標，分別以H、N、為縱坐標，將同名的點

12、用光滑的曲線相連，即得到通風機在該轉(zhuǎn)速條件下的個體特性曲線。通風機裝置：把外接擴散器看作通風機的組成部分，總稱之為通風機裝置。軸流式通風機個體特性曲線的特點：（1）軸流式風機的風壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。駝峰區(qū)隨葉片安裝角的增大而增大。（2）駝峰點以右的特性曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定工作段；（3）點以左是不穩(wěn)定工作段，產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象；（4）軸流式風機的葉片裝置角不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，功率隨增加而減小。風機開啟方式：軸流式風機應(yīng)在風阻最小（閘門全開）時啟動，以減少啟動負荷。說明：軸流式風機給出的大多是靜壓特性曲線離心式通風機個體特性曲線的特點：（1）離心式風機風壓曲線駝峰

13、不明顯，且隨葉片后傾角度增大逐漸減小，其風壓曲線工作段較軸流式風機平緩；（2）當管網(wǎng)風阻作相同量的變化時，其風量變化比軸流式風機要大。（3）離心式風機的軸功率隨增加而增大，只有在接近風流短路時功率才略有下降。風機開啟方式：離心式風機在啟動時應(yīng)將風硐中的閘門全閉，待其達到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。說明：（1）離心式風機大多是全壓特性曲線。（2）當供風量超過需風量過大時，常常利用閘門加阻來減少工作風量，以節(jié)省電能。工況點：風機在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風阻條件下運行的工作參數(shù)。通風機工況點的合理工作范圍：1、從經(jīng)濟角度，通風機的運轉(zhuǎn)效率不低于60 。2、從安全角度，工況點必須位于駝峰點右側(cè)，單調(diào)下降的

14、直線段。3、實際工作風壓不得超過最高風壓的90。4、風機的動輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速。工點調(diào)節(jié)方法主要有：1、改變風阻特性曲線。主要包括：）增風調(diào)節(jié)。）減風調(diào)節(jié)。2、改變風機特性曲線。主要包括：）軸流風機可采用改變?nèi)~片安裝角度達到增減風量的目的。）裝有前導(dǎo)器的離心式風機，可以改變前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角進行風量調(diào)節(jié)。）改變風機轉(zhuǎn)速。繪制串、并聯(lián)風壓特性曲線？課本上P75中介紹。第五章 礦井通風網(wǎng)絡(luò)中風量分配與調(diào)節(jié)礦井通風系統(tǒng)圖：是映礦井通風系統(tǒng)中各要素間的相互關(guān)系及通風參數(shù)的圖紙。用圖論的方法對通風系統(tǒng)進行抽象描述，把通風系統(tǒng)變成一個由線、點及其屬性組成的系統(tǒng)，稱為通風網(wǎng)絡(luò)。通風網(wǎng)絡(luò)圖：用直觀的幾何圖形來

15、表示通風網(wǎng)絡(luò)。圖論術(shù)語有：1. 分支（邊、?。?. 節(jié)點（結(jié)點、頂點）。3. 路（通路、道路）。4. 回路。5、樹。6. 割集。手工繪制網(wǎng)絡(luò)圖的步驟：(1) 節(jié)點編號。(2) 繪制草圖。(3) 圖形整理。通風網(wǎng)絡(luò)圖的繪制原則：(1) 用風地點并排布置在網(wǎng)絡(luò)圖中部，進風節(jié)點位于其下邊；回風節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)圖的上部，風機出口節(jié)點在最上部；(2) 分支方向基本都應(yīng)由下至上；(3) 分支間的交叉盡可能少；(4) 網(wǎng)絡(luò)圖總的形狀基本為“橢圓”形。(5) 節(jié)點與節(jié)點之間具有一定的距離。風量平衡定律：指在穩(wěn)態(tài)通風條件下，單位時間流入某節(jié)點的空氣質(zhì)量等于流出該節(jié)點的空氣質(zhì)量。即：能量平衡定律：指在任一閉合回路中，

16、各分支的通風阻力代數(shù)和等于該回路中自然風壓與通風機風壓的代數(shù)和。即：當風路中無壓源或自然風壓時： ，風路中有壓源或自然風壓時：串聯(lián)風路特性：1、總風量等于各分支的風量。2、壓（阻力）等于各分支風壓（阻力）之和。3、總風阻等于各分支風阻之和。4、串聯(lián)風路等積孔與各分支等積孔間的關(guān)系：并聯(lián)風路特性：1、總風量等于各分支的風量之和。2、總風壓等于各分支風壓。3、并聯(lián)風網(wǎng)總風阻與各分支風阻的關(guān)系：4、并聯(lián)風網(wǎng)等積孔等于各分支等積孔之和。5、并聯(lián)風網(wǎng)的風量分配：串聯(lián)風路與并聯(lián)風網(wǎng)的比較：1、并聯(lián)的優(yōu)點：）從提高工作地點的空氣質(zhì)量及安全性出發(fā)，采用并聯(lián)風網(wǎng)具有明顯的優(yōu)點。）在同樣的分支風阻條件下，分支并聯(lián)

17、時的總風阻小于串聯(lián)時的總風阻。在相同風量情況下，串聯(lián)的能耗為并聯(lián)的 8 倍。風網(wǎng)內(nèi)某分支增阻時，增阻分支風量減小值比其并聯(lián)分支風量增加值大；某分支減阻時，減阻分支風量增加值比其并聯(lián)分支風量減小值大。對風網(wǎng)絡(luò)動態(tài)特性曲線：當某分支風阻增大時，該分支的風量減小、風壓增大；當風阻減小時，該分支的風量增大、風壓降低。當某分支風阻增大時，包含該分支的所有通路上的其它分支的風量減小，風壓亦減??；與該分支并聯(lián)的通路上的分支的風量增大，風壓亦增大；當風阻減小時與此相反對于一進一出的子網(wǎng)絡(luò)，若外部分支調(diào)阻引起其流入（流出）風量變化，其內(nèi)部各分支的風量變化趨勢相同。 礦井總風量的調(diào)節(jié)方法有：1）改變主要通風機工作

18、特性。2）改變礦井總風阻。局部風量調(diào)節(jié)方法：增阻法、減阻法及輔助通風機調(diào)節(jié)法。增阻調(diào)節(jié)法的主要措施：(1)調(diào)節(jié)風窗 (2)臨時風簾 (3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置等。增阻調(diào)節(jié)法是一種耗能調(diào)節(jié)法，會使整個礦井的總風量減少，是由于其風量增加的巷道的增量沒有風量減小的巷道的減小量還小。為了使風量不變，則調(diào)節(jié)風阻特性曲線。增阻調(diào)節(jié)的分析：1) 增阻調(diào)節(jié)使風網(wǎng)總風阻增加，在一定條件下可能達不到風量調(diào)節(jié)的預(yù)期效果。2) 總風量的減少值與主要通風機性能曲線的陡緩有關(guān)。3) 增阻調(diào)節(jié)有一定的范圍，超出這范圍可能達不到調(diào)節(jié)的目的。增阻調(diào)節(jié)的使用條件：增阻分支風量有富裕。增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點與適用條件：優(yōu)點：簡便、易行、見效

19、快。缺點：使礦井的總風阻增加，總風量減少。第六章 局部通風利用局部通風機做動力，通過風筒導(dǎo)風的通風方法稱為局部通風機通風。利用局部通風機或主要通風機產(chǎn)生的風壓對井下獨頭巷道進行通風的方法稱為局部通風向井下局部地點進行通風的方法，按通風動力形式不同，可分為局部通風機通風、礦井全風壓通風和引射器通風。局部通風機通風其工作方式分為壓入式、抽出式和混合式三種。壓入式通風的技術(shù)要求：（）局巷，避免產(chǎn)生循環(huán)風；（）局扇入口與掘進巷道距離大于10m；（）風筒出口至工作面距離小于Ls。壓入式通風的技術(shù)特點：（）局扇及電器設(shè)備布置在新鮮風流中；（）有效射程遠，工作面風速大，排煙效果好；（）可使用柔性風筒，使用方

20、便；（）由于內(nèi)外，風筒漏風對巷道排污有一定作用。從風筒出口至射流反向的最遠距離稱有效射程。有效吸程：風筒吸口吸入空氣的作用范圍。抽出式通風的特點：（）新鮮風流沿巷道進入工作面，勞動條件好；（）污風通過風機；（）有效吸程小，延長通風時間，排煙效果不好；（）不能使用柔性風筒。壓入式通風的優(yōu)點：1）安全性好；2）壓入式通風風筒出口風速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，提高散熱效果；3）掘進巷道涌出的瓦斯向遠離工作面方向排走；4）風筒成本低、重量輕，便于運輸。壓入式通風的缺點：污風沿巷道緩慢排出，當掘進巷道越長，排污風速度越慢，受污染時間越久。抽出式通風的優(yōu)點：新鮮風流沿巷道進入工作面，整個井巷空

21、氣清新，勞動環(huán)境好。抽出式通風的缺點：1）安全性較差；2）抽出式風量小，工作面排污風所需時間長、速度慢；3）風筒成本高，重量大，運輸不便。適用條件：壓入式通風：以排瓦斯為主的煤巷或半煤巖巷。抽出式通風：以排塵為主的井筒或巖巷掘進。炮煙拋擲長度：是指掘進工作面爆破后，炮煙充滿巷道的最遠距離。稀釋安全長度：當炮煙排到一定距離后，其平均濃度已降到安全濃度一下的長度。混合式通風的主要特點：a、混合式通風是大斷面長距離巖巷掘進通風的較好方式。b、主要缺點是降低了壓入式與抽出式兩列風筒重疊段巷道內(nèi)的風量。當局部通風機的吸入風量大于全風壓供給設(shè)置通風機巷道的風量時，則部分由局部用風地點排出的污濁風流，會再次

22、經(jīng)局部通風機送往用風地點，故稱其為循環(huán)風。礦井全風壓通風的措施：1）風筒導(dǎo)風；2）平行巷道導(dǎo)風；3）鉆孔導(dǎo)風；4）風幛導(dǎo)風。風筒的基本要求是：漏風小、風阻小、重量輕、拆裝簡便。風筒按其材料力學(xué)性質(zhì)可分為剛性和柔性兩種。風筒漏風量占局部通風機工作風量的百分數(shù)稱為風筒漏風率。掘進工作面風量占局部通風機工作風量的百分數(shù)稱為有效風量率。風筒有效風量率的倒數(shù)稱為風筒漏風系數(shù)。掘進通風安全技術(shù)裝備系列化包括哪些內(nèi)容？有何安全作用？內(nèi)容：1、保證局部通風機穩(wěn)定可靠運轉(zhuǎn)。其主要包括：（1）雙風機、雙電源、自動換機和風筒自動倒風裝置；（2）“三專二閉鎖”裝置；（3）局部通風機遙訊裝置；（4）積極推行使用局部通風

23、機消聲裝置；2、加強瓦斯檢查和監(jiān)測；3、綜合防塵措施；4、防火防爆安全措施；5、隔爆與自救措施。作用：1、降低噪音；2、使通風機更加安全可靠；3、提供礦井防災(zāi)和抗災(zāi)能力；4、降低礦塵瓦斯；5、改善工作面的工作環(huán)境；6、提供安全性。第七章 礦井通風設(shè)計與能力核定礦井通風系統(tǒng)：是向礦井各作業(yè)地點供給新鮮空氣、排出污濁空氣的進、回風井的布置方式，主要通風機的工作方法，通風網(wǎng)路和通風控制設(shè)施的總稱。按進、回風井在井田內(nèi)的位置不同，通風系統(tǒng)可分為中央式、對角式、區(qū)域式及混合式。主要通風機的工作方式有三種：抽出式、壓入式、壓抽混合式抽出式：整個礦井通風系統(tǒng)處在低于當?shù)卮髿鈮毫Φ呢搲籂顟B(tài)。當主要通風機因故停

24、止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力提高，比較安全。壓入式：在壓入式主要通風機作用下，整個礦井通風系統(tǒng)處在高于當?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。當主要通風機因故停止運轉(zhuǎn)時，井下風流的壓力降低。壓入式通風時通風構(gòu)筑物多，通風管理困難，漏風較大。壓抽混合式：通風系統(tǒng)的進風部分處于正壓，回風部分處于負壓，工作面大致處于中間，其正壓或負壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風因而較小。其缺點是使用的通風機設(shè)備多，管理復(fù)雜。采區(qū)通風系統(tǒng)：是礦井通風系統(tǒng)的主要組成單元，包括：采區(qū)進風、回風和工作面進、回風巷道組成的風路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風流控制設(shè)施。上行風的主要優(yōu)點是：1、利于帶走瓦斯，在正常風速下，瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較小。2、采用上行風時，工作面運輸平巷中的運輸設(shè)備位于新鮮風流中，安全性較好。3、工作面發(fā)生火災(zāi)時，采用上行風在起火地點發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比