1、礦井通風(fēng)與安全,Ventilation & Safety,礦井通風(fēng)與安全,一、學(xué)習(xí)該課程的目的 二、該課程的學(xué)習(xí)方法 三、該課程的學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn) 空氣流動(dòng)基本理論、通風(fēng)阻力和動(dòng)力、礦井瓦斯、火災(zāi)、粉塵和水災(zāi) 三、該課程學(xué)時(shí)分配 總共48學(xué)時(shí)，計(jì)劃課內(nèi)44學(xué)時(shí)，習(xí)題4學(xué)時(shí) 四、成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)成績(jī)占20%，考試占80%，考教分離,礦井通風(fēng)與安全,五、主要參考書 1.礦井通風(fēng)與安全吳中立 主編 中國(guó)礦大出版社 2.通風(fēng)安全學(xué)張國(guó)樞主編 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 3煤礦安全規(guī)程,目 錄,一部分 通風(fēng)工程 章 礦井空氣 1 礦井空氣成份 2 礦井空氣中有害氣體 3 礦井氣候 章 礦井空氣流動(dòng)基本理論 1 空

2、氣主要物理參數(shù) 2 風(fēng)流能量與壓力 3 通風(fēng)能量方程 4 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用,章 井巷通風(fēng)阻力 1 井巷斷面上的風(fēng)速分布 2 摩擦風(fēng)阻與阻力 3 局部風(fēng)阻與阻力 4 礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔 5 降低礦井通風(fēng)阻力的措施 第 4 章 通風(fēng)動(dòng)力 1自然風(fēng)壓 2通風(fēng)機(jī)類型及構(gòu)造 3主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置 4主要通風(fēng)機(jī)實(shí)際特性曲線 5 主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 6 通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn) 7 礦井通風(fēng)設(shè)備選型,章 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量分配與調(diào)節(jié) 1 風(fēng)量分配的基本規(guī)律 2 簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)特性 3 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性分析 4 礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) 5 應(yīng)用計(jì)算機(jī)解復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)路 第 6 章 局部通風(fēng) 1 局部通風(fēng)方法 2 掘

3、進(jìn)工作面風(fēng)量分配 3 局部通風(fēng)設(shè)備 4 局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 7 章 通風(fēng)系統(tǒng)與通風(fēng)設(shè)計(jì) 1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)和局部通風(fēng)系統(tǒng) 2 通風(fēng)構(gòu)筑物與漏風(fēng) 2 通風(fēng)設(shè)計(jì),第 8 章 礦井空調(diào)技術(shù)概論 1 環(huán)境氣候與人體的熱平衡 2 影響礦井氣溫的因素 3 礦井降溫措施 4 礦井制冷空調(diào) 第二部分 安全工程 第9章 礦井瓦斯 1 概述 2 煤層瓦斯賦存與含量 3 礦井瓦斯涌出 4 煤與瓦斯突出 5 瓦斯爆炸與預(yù)防6 瓦斯抽放,第10章 火災(zāi)防治 1 概述 2 外因火災(zāi)及其預(yù)防 3 煤炭自燃理論基礎(chǔ)4 火災(zāi)預(yù)測(cè)與預(yù)報(bào) 5 開采技術(shù)防火措施 6 灌槳與阻化劑滅火 7 均壓防滅火 8 惰氣防滅火 9 火災(zāi)時(shí)期通風(fēng)

4、 10 礦井火災(zāi)處理與控制 第 11 章 礦塵防治 1 礦塵及其性質(zhì)、塵肺病 2 煤塵爆炸及其預(yù)防 3 綜合防塵措施,第12 章 礦山防水 地面防水、井下防水及其處理 第 13 章 礦山救護(hù) 1 礦山救護(hù)隊(duì) 2 礦工自救 3 現(xiàn)場(chǎng)急救,第一章 礦井空氣,本章重點(diǎn)： 1、空氣成分； 2、礦井有害氣體、來(lái)源及最高允許濃度； 3、礦井氣候條件,第一章 礦井空氣,利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力，使地面空氣進(jìn)入井下，并在井巷中作定向和定量地流動(dòng)，最后排出礦井的全過(guò)程稱為礦井通風(fēng)。 目的、主要任務(wù)保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。 第一 節(jié) 礦井空氣成份 定義：地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。 一、地面空氣的組成

5、地面空氣是由干空氣和水蒸汽組成的混合氣體，亦稱為濕空氣。 干空氣是指完全不含有水蒸汽的空氣，由氧、氮、二氧化碳、氬、氖和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。干空氣的組成成分比較穩(wěn)定，其主要成分如下。 濕空氣中含有水蒸氣，但其含量的變化會(huì)引起濕空氣的物理性質(zhì)和狀態(tài)變化。 氣體成分 按體積計(jì) 按質(zhì)量計(jì) 備 注 氧氣（O2） 20.96 23.32 惰性稀有氣體氦、 氮?dú)猓∟2） 79.0 76.71 氖、氬、氪、 二氧化碳（CO2） 0.04 0.06 氙等計(jì)在氮?dú)庵?二、礦井空氣的主要成分及基本性質(zhì) 新鮮空氣：井巷中用風(fēng)地點(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣， 污濁空氣：通過(guò)用風(fēng)地點(diǎn)以后、受污

6、染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣， 1氧氣(O2) 氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所需要的氣體,人體維持正常生命過(guò)程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動(dòng)強(qiáng)度等。 人體輸氧量與勞動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系 勞動(dòng)強(qiáng)度 呼吸空氣量（L/min） 氧氣消耗量（L/min） 休 息 6-15 0.20.4 輕 勞 動(dòng) 20-25 0.6-1.0 中度勞動(dòng) 30-40 1.2-2.6 重 勞 動(dòng) 40-60 1.8-2.4 極重勞動(dòng) 40-80 2.5-3.1,當(dāng)空氣中的氧濃度降低時(shí)，人體就可能產(chǎn)生不良的生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不舒適的癥狀，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致缺氧死亡。 礦井空氣中氧濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖和其他有機(jī)

7、物的緩慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤塵爆炸；此外，煤巖和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種有害氣體，也使空氣中的氧濃度相對(duì)降低。 2二氧化碳(CO2) 二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略帶酸臭味。二氧化碳比空氣重（其比重為1.52），在風(fēng)速較小的巷道中底板附近濃度較大；在風(fēng)速較大的巷道中，一般能與空氣均勻地混合。 礦井空氣中二氧化碳的主要來(lái)源是：煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；碳酸性巖石分解；炸藥爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤塵爆炸等。,3氮?dú)?N2) 氮?dú)馐且环N惰性氣體，是新鮮空氣中的主要成分，它本身無(wú)毒、不助燃，也不供呼吸。但空氣中含氮量升高，則勢(shì)必造成氧含量相對(duì)降低，從而也可能造成人員的窒息性傷害。正因?yàn)榈獨(dú)饩哂械?/p>

8、惰性，因此可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。 礦井空氣中氮?dú)庵饕獊?lái)源是：井下爆破和生物的腐爛，有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍?滅火人為注氮。 三、礦井空氣主要成分的質(zhì)量（濃度）標(biāo)準(zhǔn) 采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度不得低于20；二氧化碳濃度不得超過(guò)0.5；總回風(fēng)流中不得超過(guò)0.75；當(dāng)采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5或采區(qū)、采掘工作面回風(fēng)道風(fēng)流中二氧化碳濃度超過(guò)1.5時(shí)，必須停工處理。,第二節(jié) 礦井空氣中的有害氣體,空氣中常見(jiàn)有害氣體：CO、NO2、SO2 、NH3 、H2 。 一、基本性性質(zhì) 、一氧化碳（CO） 一氧化碳是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體。相對(duì)密度為0.97，微溶于水，能與空氣均勻地

9、混合。一氧化碳能燃燒，當(dāng)空氣中一氧化碳濃度在1375范圍內(nèi)時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。 主要危害：血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞。一氧化碳與人體血液中血紅素的親合力比氧大250300倍。一旦一氧化碳進(jìn)入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會(huì)，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。0 .08%，40分鐘引起頭痛眩暈和惡心，0.32%，510分鐘引起頭痛、眩暈，30分鐘引起昏迷，死亡。 主要來(lái)源：爆破；礦井火災(zāi)；煤炭自燃以及煤塵瓦斯爆炸事故等。,、硫化氫（H2S）硫化氫無(wú)色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001即可嗅到，但當(dāng)濃度較高時(shí)，

10、因嗅覺(jué)神經(jīng)中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氫相對(duì)密度為1.19，易溶于水，在常溫、常壓下一個(gè)體積的水可溶解2.5個(gè)體積的硫化氫，所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒，空氣中硫化氫濃度為4.345.5時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。 主要危害：硫化氫劇毒，有強(qiáng)烈的刺激作用；能阻礙生物氧化過(guò)程，使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時(shí)主要以腐蝕刺激作用為主，濃度較高時(shí)能引起人體迅速昏迷或死亡。0.0050.01%，12小時(shí)后出現(xiàn)眼及呼吸道刺激，0.0150.02% 主要來(lái)源：有機(jī)物腐爛；含硫礦物的水解；礦物氧化和燃燒；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。 、二氧化氮（NO2）二氧化氮是一種褐紅色的氣體，有強(qiáng)烈的刺激氣味，相對(duì)密度

11、為1.59，易溶于水。 主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，二氧化氮中毒有潛伏期，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)。0.01%出現(xiàn)嚴(yán)重中毒。主要來(lái)源：井下爆破工作。,4.二氧化硫(SO2) 二氧化硫無(wú)色、有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味，空氣中濃度達(dá)到0.0005即可嗅到。其相對(duì)密度為2.22，易溶于水。 主要危害：遇水后生成硫酸，對(duì)眼睛及呼吸系統(tǒng)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水腫。當(dāng)濃度達(dá)到 0.002時(shí)，眼及呼吸器官即感到有強(qiáng)烈的刺激；濃度達(dá)0.05時(shí)，短時(shí)間內(nèi)即有致命危險(xiǎn)。 主要來(lái)源：含硫礦物的氧化與自燃；在含硫礦物中爆破；以及從含硫礦層中涌

12、出。 5.氨氣(NH3) 無(wú)色、有濃烈臭味的氣體，相對(duì)密度為0.596，易溶于水，?？諝鉂舛戎羞_(dá)30時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。 主要危害：氨氣對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。 主要來(lái)源：爆破工作，注凝膠、水滅火等；部分巖層中也有氨氣涌出。,6.氫氣(H2) 無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒，相對(duì)密度為0.07。氫氣能自燃，其點(diǎn)燃溫度比沼氣低100200， 主要危害：當(dāng)空氣中氫氣濃度為474時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。 主要來(lái)源：井下蓄電池充電時(shí)可放出氫氣；有些中等變質(zhì)的煤層中也有氫氣涌出、或煤氧化。 二、礦井空氣中有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn) 礦井空氣中有害氣體對(duì)井下作業(yè)人員的生命安全危害極大，因此，規(guī)程對(duì)常見(jiàn)有害氣體的安全標(biāo)

13、準(zhǔn)做了明確的規(guī)定， 礦井空氣中有害氣體的最高容許濃度 有害氣體名稱 符號(hào) 最高容許濃度/% 一氧化碳 CO 0.0024 氧化氮（折算成二氧化氮） NO2 0.00025 二氧化硫 SO2 0.0005 硫化氫 H2S 0.00066 氨 NH3 0.004,第三節(jié) 礦井氣候 礦井氣候：礦井空氣的溫度、濕度和流速三個(gè)參數(shù)的綜合作用。這三個(gè)參數(shù)也稱為礦井氣候條件的三要素。 一、礦井氣候?qū)θ梭w熱平衡的影響 新陳代謝是人類生命活動(dòng)的基本過(guò)程之一。人體散熱主要是通過(guò)人體皮膚表面與外界的對(duì)流、輻射和汗液蒸發(fā)這三種基本形式進(jìn)行的。對(duì)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

14、于周圍空氣的相對(duì)濕度和流速。 人體熱平衡關(guān)系式：qm-qw=qd+qz+qf+qch qm人體在新陳代謝中產(chǎn)熱量，取決于人體活動(dòng)量； qW人體用于做功而消耗的熱量，qm-qw人體排出的多余熱量； qd人體對(duì)流散熱量，低于人體表面溫度，為負(fù)，否則，為正； qz汗液蒸發(fā)或呼出水蒸氣所帶出的熱量； qf人體與周圍物體表面的輻謝散熱量，可正，可負(fù)； qch人體由熱量轉(zhuǎn)化而沒(méi)有排出體外的能量；人體熱平衡時(shí)，qch=0； 當(dāng)外界環(huán)境影響人體熱平衡時(shí)，人體溫度升高qch0，人體溫度降低， qch0,礦井氣候條件的三要素是影響人體熱平衡的主要因素。 空氣溫度：對(duì)人體對(duì)流散熱起著主要作用。 相對(duì)濕度：影響人體蒸

15、發(fā)散熱的效果。 風(fēng)速：影響人體的對(duì)流散熱和蒸發(fā)散熱的效果。對(duì)流換熱強(qiáng)度隨風(fēng)速而增大。同時(shí)濕交換效果也隨風(fēng)速增大而加強(qiáng)。如有風(fēng)的天氣，涼衣服干得快。 二、衡量礦井氣候條件的指標(biāo) 1.干球溫度 干球溫度是我國(guó)現(xiàn)行的評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)之一。 特點(diǎn)：在一定程度上直接反映出礦井氣候條件的好壞。指標(biāo)比較簡(jiǎn)單，使用方便。但這個(gè)指標(biāo)只反映了氣溫對(duì)礦井氣候條件的影響，而沒(méi)有反映出氣候條件對(duì)人體熱平衡的綜合作用。 2.濕球溫度 濕球溫度是可以反映空氣溫度和相對(duì)濕度對(duì)人體熱平衡的影響，比干球溫度要合理些。但這個(gè)指標(biāo)仍沒(méi)有反映風(fēng)速對(duì)人體熱平衡的影響。,3.等效溫度 等效溫度定義為濕空氣的焓與比熱的比值。它是一個(gè)以能量為基礎(chǔ)來(lái)評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)。 4 .同感溫度 同感溫度（也稱有效溫度）是1923年由美國(guó)采暖工程師協(xié)會(huì)提出的。這個(gè)指標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，憑受試者對(duì)環(huán)境的感覺(jué)而得出的同感溫度計(jì)算圖。 5.卡他度 卡他度是1916年由英國(guó)L.希爾等人提出的?？ㄋ扔每ㄋ?jì)測(cè)定。 卡他度分為：干卡他