1通风安全学 矿井空气.ppt
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1、通风安全学通风安全学Ventilation&Safety赵伏军赵伏军通风安全学通风安全学一、学习该课程的目的一、学习该课程的目的二、该课程的学习方法二、该课程的学习方法三、该课程的学习的重点和难点三、该课程的学习的重点和难点 空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、火灾、粉尘和水灾火灾、粉尘和水灾三、该课程学时分配三、该课程学时分配 总共总共4848学时,计划课内学时,计划课内4444学时,习题学时,习题4 4学时学时四、成绩评定四、成绩评定 平时成绩占平时成绩占20%20%,考试占,考试占80%80%,考教分离,考教分离通风安全学通风安全学五、
2、主要参考书五、主要参考书1.1.矿井通风与安全矿井通风与安全吴中立吴中立 主编主编 中国矿大出版社中国矿大出版社2.2.矿井通风与安全矿井通风与安全王英敏主编王英敏主编 冶金工业出版社冶金工业出版社3 3煤矿安全规程煤矿安全规程目目 录录第一部分一部分 通风工程通风工程第章章 矿井空气矿井空气1 1 矿井空气成份矿井空气成份 2 2 矿井空气中有害气体矿井空气中有害气体3 3 矿井气候矿井气候第章章 矿井空气流动基本理论矿井空气流动基本理论1 1 空气主要物理参数空气主要物理参数2 2 风流能量与压力风流能量与压力3 3 通风能量方程通风能量方程 4 4 能量方程在矿井通风中的应用能量方程在矿
3、井通风中的应用第章章 井巷通风阻力井巷通风阻力1 井巷断面上的风速分布井巷断面上的风速分布2 摩擦风阻与阻力摩擦风阻与阻力3 局部风阻与阻力局部风阻与阻力4 4 矿井总风阻与矿井等积孔矿井总风阻与矿井等积孔5 降低矿井通风阻力的措施降低矿井通风阻力的措施第第 4 章章 通风动力通风动力1自然风压自然风压2通风机类型及构造通风机类型及构造3主要通风机附属装置主要通风机附属装置4主要通风机实际特性曲线主要通风机实际特性曲线55 主要通风机工况点及其经济运行主要通风机工况点及其经济运行66 通风机联合运转通风机联合运转77 矿井通风设备选型矿井通风设备选型第章章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风
4、网络中风量分配与调节1 风量分配的基本规律风量分配的基本规律2 简单网络特性简单网络特性33 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析44 矿井风量调节矿井风量调节55 应用计算机解复杂通风网路应用计算机解复杂通风网路第第 6 章章 局部通风局部通风1 局部通风方法局部通风方法2 掘进工作面风量分配掘进工作面风量分配3 局部通风设备局部通风设备4 局部通风系统设计局部通风系统设计第第 7 章章 通风系统与通风设计通风系统与通风设计1 矿井通风系统和局部通风系统矿井通风系统和局部通风系统2 通风构筑物与漏风通风构筑物与漏风2 通风设计通风设计第第 8 章章 矿井空调技术概论矿井空调技术概论 1
5、环境气候与人体的热平衡环境气候与人体的热平衡 2 影响矿井气温的因素影响矿井气温的因素 3 矿井降温措施矿井降温措施 4 矿井制冷空调矿井制冷空调 第二部分第二部分 安全工程安全工程第第9章章 矿井瓦斯矿井瓦斯 1 概述概述 2 煤层瓦斯赋存与含量煤层瓦斯赋存与含量 3 矿井瓦斯涌出矿井瓦斯涌出 4 煤与瓦斯突出煤与瓦斯突出 5 瓦斯爆炸与预防瓦斯爆炸与预防66 瓦斯抽放瓦斯抽放第第10章章 火灾防治火灾防治1 概述概述2 外因火灾及其预防外因火灾及其预防3 煤炭自燃理论基础煤炭自燃理论基础44 火灾预测与预报火灾预测与预报5 开采技术防火措施开采技术防火措施66 灌桨与阻化剂灭火灌桨与阻化剂
6、灭火7 均压防灭火均压防灭火8 惰气防灭火惰气防灭火9 火灾时期通风火灾时期通风1010 矿井火灾处理与控制矿井火灾处理与控制第第 11 章章 矿尘防治矿尘防治1 矿尘及其性质、尘肺病矿尘及其性质、尘肺病2 煤尘爆炸及其预防煤尘爆炸及其预防3 综合防尘措施综合防尘措施第第12 章章 矿山防水矿山防水地面防水、井下防水及其处理地面防水、井下防水及其处理 第第 13 章章 矿山救护矿山救护 1 矿山救护队矿山救护队 2 矿工自救矿工自救 3 现场急救现场急救第一章第一章 矿井空气矿井空气本章重点:本章重点:1、空气成分;、空气成分;2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度;、矿井有害气体、来源及最高允
7、许浓度;3、矿井气候条件、矿井气候条件第一章 矿井空气矿井空气 利用机械或自然通风动力,使地面空气进入井下,并在井巷中作定向和定量利用机械或自然通风动力,使地面空气进入井下,并在井巷中作定向和定量地流动,最后排出矿井的全过程称为地流动,最后排出矿井的全过程称为矿井通风矿井通风。目的、主要任务目的、主要任务保证矿井空气的质量符合要求。保证矿井空气的质量符合要求。第一第一 节节 矿井空气成份矿井空气成份定义:定义:地面空气进入矿井以后即称为地面空气进入矿井以后即称为矿井空气矿井空气。一、地面空气的组成一、地面空气的组成地面空气是由地面空气是由干空气干空气和和水蒸汽水蒸汽组成的混合气体,亦称为组成的
8、混合气体,亦称为湿空气湿空气。干空气干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定,其主要成分如下。量气体所组成的混合气体。干空气的组成成分比较稳定,其主要成分如下。湿空气中含有水蒸气,但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。湿空气中含有水蒸气,但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。气体成分气体成分 按体积计按体积计 按质量计按质量计 备备 注注 氧气(氧气(O2O2)20.96 23.32 20.96 23.32 惰性稀有气体氦、惰性稀
9、有气体氦、氮气(氮气(N2N2)79.0 76.71 79.0 76.71 氖、氩、氪、氖、氩、氪、二氧化碳(二氧化碳(CO2CO2)0.04 0.06 0.04 0.06 氙等计在氮气中氙等计在氮气中二、矿井空气的主要成分及基本性质二、矿井空气的主要成分及基本性质 新鲜空气:新鲜空气:井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气,井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气,污浊空气:污浊空气:通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气,通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气,1 1氧气氧气(O(O2 2)氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体氧气是维持人
10、体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需人体维持正常生命过程所需的氧气量,取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。的氧气量,取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。人体输氧量与劳动强度的关系人体输氧量与劳动强度的关系 劳动强度劳动强度 呼吸空气量(呼吸空气量(L/minL/min)氧气消耗量(氧气消耗量(L/minL/min)休休 息息 6-15 0.26-15 0.20.40.4 轻轻 劳劳 动动 20-25 0.6-1.020-25 0.6-1.0 中度劳动中度劳动 30-40 1.2-2.630-40 1.2-2.6 重重 劳劳 动动 40-60 1.8-2.440-60 1.8
11、-2.4 极重劳动极重劳动 40-80 2.5-3.140-80 2.5-3.1 当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡。出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡。矿井空气中氧浓度降低的主要原因有:矿井空气中氧浓度降低的主要原因有:人员呼吸;煤岩和其他有人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;此外,煤岩和生产机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;此外,煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相对降低。过程中产生的各种有害气体,也使空气中
12、的氧浓度相对降低。2 2二氧化碳二氧化碳(CO(CO2 2)二二氧氧化化碳碳不不助助燃燃,也也不不能能供供人人呼呼吸吸,略略带带酸酸臭臭味味。二二氧氧化化碳碳比比空空气气重重(其其比比重重为为1.521.52),在在风风速速较较小小的的巷巷道道中中底底板板附附近近浓浓度度较较大大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。矿矿井井空空气气中中二二氧氧化化碳碳的的主主要要来来源源是是:煤煤和和有有机机物物的的氧氧化化;人人员员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。3 3
13、氮气氮气(N(N2 2)氮氮气气是是一一种种惰惰性性气气体体,是是新新鲜鲜空空气气中中的的主主要要成成分分,它它本本身身无无毒毒、不不助助燃燃,也也不不供供呼呼吸吸。但但空空气气中中含含氮氮量量升升高高,则则势势必必造造成成氧氧含含量量相相对对降降低低,从从而而也也可可能能造造成成人人员员的的窒窒息息性性伤伤害害。正正因因为为氮氮气气具具有有的的惰惰性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。矿矿井井空空气气中中氮氮气气主主要要来来源源是是:井井下下爆爆破破和和生生物物的的腐腐烂烂,有有些些煤煤岩岩层中也有氮气涌出层中也有氮气涌出,灭火人为注氮。灭火
14、人为注氮。三、矿井空气主要成分的质量(浓度)标准三、矿井空气主要成分的质量(浓度)标准 采采掘掘工工作作面面进进风风流流中中的的氧氧气气浓浓度度不不得得低低于于2020;二二氧氧化化碳碳浓浓度度不不得得超超过过0.50.5;总总回回风风流流中中不不得得超超过过0.750.75;当当采采掘掘工工作作面面风风流流中中二二氧氧化化碳碳浓浓度度达达到到1.51.5或或采采区区、采采掘掘工工作作面面回回风风道道风风流流中中二二氧氧化化碳浓度超过碳浓度超过1.51.5时,时,必须停工处理必须停工处理。第二节第二节 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体空气中常见有害气体:空气中常见有害气体:COCO、N
15、ONO2 2、SOSO2 2 、NHNH3 3 、H H2 2 。一、基本性性质一、基本性性质、一氧化碳(、一氧化碳(COCO)一氧化碳是一种无色、一氧化碳是一种无色、无味、无味、无臭的气体。相对密度为无臭的气体。相对密度为0.970.97,微,微溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化碳浓度在碳浓度在13137575范围内时有爆炸的危险。范围内时有爆炸的危险。主要危害主要危害:血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。:血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大一氧
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