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1、安全专业基础课安全专业基础课矿井通风与空调矿井通风与空调Ventilation and Air Condition of Mines1第一章第一章 矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测Ventilationand Air Condition of Mines2引子引子1.1.石油大学的学生如何看待采矿专业？石油大学的学生如何看待采矿专业？2.2.采矿的学生如何看待石油开采？采矿的学生如何看待石油开采？3.3.煤炭资源有多宝贵？煤炭资源有多宝贵？ 181.35600=6480181.35600=6480元元4.4.煤炭企业的贡献有多大？煤炭企业的贡献有多大？ 100400=40000100400
2、=40000万元万元=4=4亿元亿元5.5.谁能阻挡煤炭企业的前进步伐？谁能阻挡煤炭企业的前进步伐？Ventilationand Air Condition of Mines3通通风安全学的安全学的产生生1.1.我们需要什么样的空气？我们需要什么样的空气？2.2.我们需要多少风量？我们需要多少风量？3.3.如何产生这些风量？如何产生这些风量？4.4.如何使这些风量合理分配到各用风地点？如何使这些风量合理分配到各用风地点？我们需要解决的问题是：我们需要解决的问题是：Ventilationand Air Condition of Mines4学学习中需要注意的几个中需要注意的几个问题一、一、该课程
3、的学程的学习的重点和的重点和难点点 空气流空气流动基本理基本理论、通、通风阻力和阻力和动力、通力、通风网网络风量分配与量分配与调节、通、通风系系统设计二、二、该课程学程学时分配分配总共共5252学学时，计划划课内内4848学学时，实验4 4学学时三、成三、成绩评定定平平时成成绩占占20%20%，考，考试占占80%80%。Ventilationand Air Condition of Mines5主要参考主要参考书1.1.矿井通井通风技技术与与发展展张友友谊主主编煤炭工煤炭工业出版社出版社2.2.通通风安全学安全学张国枢主国枢主编中国中国矿业大学出版社大学出版社3.3.矿井通井通风与安全与安全吴
4、中立主吴中立主编中国中国矿大出版社大出版社4.4.煤煤矿安全安全规程程Ventilationand Air Condition of Mines6目目录第第1 1章章 矿井气候井气候环境与境与检测第第2 2章章 矿井空气流井空气流动基本原理基本原理第第3 3章章 井巷通井巷通风阻力与技阻力与技术管理管理第第4 4章章 矿井通井通风动力与技力与技术管理管理第第5 5章章 矿井通井通风风量分配与量分配与调节第第6 6章章 矿井通井通风系系统第第7 7章章 矿井通井通风系系统设计第第8 8章章 矿井空井空调技技术概概论Ventilationand Air Condition of Mines7本章需
5、要解决的本章需要解决的问题问题1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件u1.1.我我们需要什么需要什么样的空气？的空气？u2.2.矿井中哪些气体有害？他井中哪些气体有害？他们是从哪儿来的？是从哪儿来的？对他他们的控制要求是什么？的控制要求是什么？u3.3.相相对于低海拔地区于低海拔地区矿井，高海拔井，高海拔矿井具有哪井具有哪些特殊的气候特点？些特殊的气
6、候特点？u4.4.矿井有害气体的井有害气体的检测方法及方法及检测原理是什么原理是什么？如何？如何对有害气体有害气体进行有效管理？行有效管理？u5.5.如何如何评价价矿井气候条件？井气候条件？Ventilationand Air Condition of Mines81.1 矿井空气成分井空气成分定定义义：地面空气地面空气进进入入矿矿井以后即称井以后即称为为矿矿井空气。井空气。1.1.1、地面空气的、地面空气的组组成成u地地面面空空气气是是由由干干空空气气和和水水蒸蒸汽汽组组成成的的混混合合气气体体，亦称亦称为为湿空气。湿空气。u干干空空气气是是指指完完全全不不含含有有水水蒸蒸汽汽的的空空气气，
7、由由氧氧、氮氮、二二氧氧化化碳碳、氩氩、氖氖和和其其他他一一些些微微量量气气体体所所组组成成的混合气体。的混合气体。1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Mines91.1 矿井空气成分井空气成分u干空气的干空气的组成成分比成成分比较稳定，其主要成分如下：定，其主要成分如下：气体成分气体
8、成分 按体按体积计 按按质量量计 备注注氧气氧气（ O2 ） 20.9620.96 23.32 23.32 惰性稀有气体惰性稀有气体氦、氦、氮气氮气（N2） 79.079.0 76.7176.71 氖、氩、氪、二氧化碳二氧化碳（CO2）0.04 0.04 0.06 0.06 氙等氙等计在在氮气中氮气中u湿空气中含有水蒸气，但其含量的湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物化会引起湿空气的物理性理性质和状和状态变化。化。1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井
9、气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Mines1.1.2、井下空气成分的生成、井下空气成分的生成u物理物理变化化u气气体体混混入入瓦瓦斯斯、二二氧氧化化碳碳和和硫硫化化氢氢等等气气体体从从地地层层中涌出到井下空气中。中涌出到井下空气中。u固固体体混混入入井井下下各各种种作作业业所所产产生生的的微微小小的的岩岩尘尘、煤煤尘尘和其他和其他杂尘杂尘浮游在井下空气之中。浮游在井下空气之中。u气气象象变变化化主主要要是是由由于于井井下下空空气气的的温温度度、气
10、气压压和和湿湿度度的的变变化化引引起起井井下下空空气气的的体体积积和和浓浓度度的的变变化。化。101.1 矿井空气成分井空气成分1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Minesu化学化学变化化u井下一切物井下一切物质(煤、岩石、坑木、煤、岩石、坑木、等等)的的缓慢氧化、慢氧化、爆破工作、
11、火区氧化爆破工作、火区氧化(指采空区的煤炭被空气氧化而指采空区的煤炭被空气氧化而逐逐渐起火的自燃起火的自燃现象和人象和人员的呼吸等都会的呼吸等都会产生二氧化生二氧化碳；碳；u井下的爆破工作、火区氧化和机械井下的爆破工作、火区氧化和机械润滑油高温分解等滑油高温分解等都能都能产生一氧化碳；生一氧化碳；u井下火区氧化和含硫煤的水解都能井下火区氧化和含硫煤的水解都能产生硫化生硫化氢；u井下火区氧化和含硫煤的井下火区氧化和含硫煤的缓慢氧化都慢氧化都产生二氧化硫；生二氧化硫；u井下爆破工作能井下爆破工作能产生氧化氮生氧化氮(NO2及及N2O5)；u井下充井下充电硐室的室的电解能解能产生生氢；井下火区氧化能
12、；井下火区氧化能产生生氨氨(NH3)。111.1 矿井空气成分井空气成分1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Minesu就煤就煤矿而言，井下空气的成分种而言，井下空气的成分种类共有共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、NO2 (或或N2O5)、H2、NH3、水蒸气和浮水
13、蒸气和浮尘十二种。十二种。u在上述成分中，氧是井下人在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必呼吸所必需的，必须保持足保持足够的的浓度，其余九种度，其余九种(水蒸气除外水蒸气除外)气体气体和浮和浮尘，超，超过一定一定浓度度时，对人体都是有害的。人体都是有害的。这九种气体又名九种气体又名为广广义的的矿井瓦斯，而狭井瓦斯，而狭义的的矿井瓦斯井瓦斯则专指指CH4。CH4是煤是煤矿井下普遍存在的井下普遍存在的气体，在一定气体，在一定浓度范度范围内，具有爆炸性。所以，内，具有爆炸性。所以，CH4是煤是煤矿井下最危井下最危险的气体的气体。121.1 矿井空气成分井空气成分1 1矿矿井井气气候候环环境境与与
14、检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Mines131.1 矿井空气成分井空气成分1.1.31.1.3、矿井空气的主要成分及基本性井空气的主要成分及基本性质新新鲜空气：空气：井巷中用井巷中用风地点以前、受地点以前、受污染程度染程度较轻的的进风巷道内的空气巷道内的空气污浊空气：空气：通通过用用风地点以后、受地点以后、受污染
15、程度染程度较重的重的回回风巷道内的空气巷道内的空气1 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Mines141.1 矿井空气成分井空气成分1.1.3.11.1.3.1氧气氧气(O(O2 2) ) 氧氧气气是是维持持人人体体正正常常生生理理机机能能所所需需要要的的气气体体, ,人人体体维持持正正
16、常常生生命命过程程所所需需的的氧氧气气量量，取取决决于于人人的的体体质、精精神神状状态和和劳动强度等。度等。人体需氧量与人体需氧量与劳动强度的关系度的关系 劳动强度度 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 0.2-0.46-15 0.2-0.4 轻 劳 动 20-25 0.6-1.020-25 0.6-1.0 中度中度劳动 30-40 1.2-2.630-40 1.2-2.6 重重 劳 动 40-60 1.8-2.440-60 1.8-2.4 极重极重劳动 40-80 2.5-3.140-80 2.5-3.11 1矿矿井井气气候候环环境境与与检测检测1.11.1矿矿井井空空气气的的构构成成1.21.2矿矿井井空空气气中中有有害气体害气体1.31.3高高海海拔拔地地区区矿矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿矿井井有有害害气气体体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件Ventilationand Air Condition of Mines151.1 矿井空气成分井空气成分 当空气中的
