矿井空气流动的基础理论
第二章矿井空气流动的基础理论
本章的重点：
1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ；
2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系
3、能量方程
连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程
4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图
本章的难点：
点压力之间的关系
能量方程及其在矿井中的应用
主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。
第一节空气的主要物理参数
一、温度
温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标：T=273.15+t
二、压力（压强）
1、定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习
惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。P=2/3n(1/2mv2)
2、压头：如果将密度为 的某液体注入到一个断面为A的垂直的管中，当液体的高度为h 时，液体的体积为：V = hA m3
3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。
换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa
(见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20,
１mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
)ex p(00T
R gZ
P P μ-
=
三、湿度
表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。
表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。 １、绝对湿度
每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对温度。其单位与密度单位相同（Kg/ m 3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。
ρv =M v /V
饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，P S ，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs 。 ２、相对湿度
单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV ）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS ）之比称为空气的相对湿度
φ＝ ρV ／ ρS
反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。 Φ愈小 空气愈干爆， φ＝０ 为干空气； φ愈大 空气愈潮湿， φ＝１为饱和空气。
温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。 例如：甲地：t = 18 ℃， ρV ＝0.0107 Kg/m 3,
乙地：t = 30 ℃， ρV ＝0.0154 Kg/m 3
解：查附表 当t 为18 ℃， ρs ＝0.0154 Kg/m 3, , 当t 为 30 ℃， ρs ＝0.03037 Kg/m 3, ∴ 甲地： φ＝ ρV ／ ρS ＝0.7 ＝70 % 乙地： φ＝ ρV ／ ρS ＝0.51＝51 %
乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。
露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。
上例甲地、乙地的露点分别为多少？
３、含湿量
含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg）称为空气的含湿量。
d= ρV／ρd, ρV= φPs/461T ρd=(P-φPs)/287T
d=0.622 φPs/(P- φPs)
井下空气湿度的变化规律
进风线路有可能出现冬干夏湿的现象。进风井巷有淋水的情况除外。在采掘工作面和回风线路上，气温长年不变，湿度也长年不变，一般都接近100％，随着矿井排出的污风，每昼夜可从矿井内带走数吨甚至上百吨的地下水。
湿
四、焓
焓是一个复合的状态参数，它是内能u和压力功PV之和，焓也称热焓。
i=i d+d×i V=1.0045t+d(2501+1.85t)
实际应用焓-湿图（I-d)
五、粘性
–流体抵抗剪切力的性质。
当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻
力(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。其大小主要取决于温度。
根据牛顿内摩擦定律有：
运动粘度为： m 2/s
式中：μ－－比例系数，代表空气粘性，称为动力粘性或绝对粘度。其国际单位：帕.秒，写作：Pa.S 。
温度是影响流体粘性主要因素，气体，随温度升高而增大，液体而降低。 六、密度
单位体积空气所具有的质量称为空气的密度， 与P 、t 、湿度等有关。湿空气密度为干空气密度和水蒸汽密度之和，即：
根据气体状态方程，可推出空气密度计算公式：
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：Pa ； φ为相对湿度；
Ｔ为空气绝对温度，T= t + 273 , K 。
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：mmHg 。
V
y
dy
dv S
F μ=ρ
μν=
)
1(003484.0378.0P
P T P
sat
φρ-
=)
1(46457.0378.0P
P T P
sat
φρ-
=v
a d ρρρ+=.
注意：Ｐ和Ｐsat 单位一致。
空气比容：ν=V/M=1/ ρ
七、矿内空气的热力变化过程
矿井空气热力学和自然风压计算等课题都要求对井下空气的状态变化给予具体分析。
1)等容过程
v=常数，由气体状态方程可知：
等容过程是v不变而绝对压力和绝对温度成正比变化的过程。
因v不变，即
dv=0，则Pdv=0,热力学第一定律得：
在这个过程中，空气不对外做功，空气所吸收或放出的热量等于内能的增加或减少。
因(即压能变化)
2)等压过程
当P=常数时，则v/T=R/P=常数。表明等压过程是P不变而v和T成正比变化的过程。
对外界作功为：
热量变化为：
在此过程中，空气所吸收或放出的热量等于空气焓的增加或减少。
因
不变，压能变化为：
3)等温过程
当T=常数时，则表明等温过程是T不变而P和v成反比变化的过程。因P=RT/v ,
因T
在此过程中，空气从外界获得的热量，等于空气对外界作出的功；或者说空气向外界
u
u
q d
d
d
=
+
=
()
22
21
11
Pdv P dv P v v P v
==-=?
??
2
1
dq du Pdv du P v
=+=+?
?
dp=
Pv RT
==常数
放出的热量，等于空气从外界获得的功。因：
故压能变化为： 4) 绝热过程
绝热过程是空气和外界没有热量交换的情况下dp=0，所进行的膨胀或压缩的过程，空气的T 、v 都发生变化，而且变化规律很复杂。分析得出：在此过程中空气对外界作出的功等于空气内能的减少；空气从外界获得的功等于空气内能的增加。其状态变化规律为：
式中：k ——绝热指数，对于空气， k =1.41
5)多变过程
这是多种变化过程，这个过程的状态变化规律为：PV n =常数
n ——多变指数，不同的n 值决定不同的状态变化规律，描述不同的变化过程； 例如当n=0时，P=常数，表示等压过程； n=1时，Pv=常数，表示等温过程；
n=K 时，Pvk=常数，表示绝热过程； n=∞时，v =常数，表示等容过程。 则压能变化为：
6)实际气体的状态方程
实验证明：只有在低压下，气体的性质才近似符合理想气体状态方程式，在高压低温下，任何气体对此方程都出现明显的偏差，而且压力愈大，偏离愈多。实际气体的这种偏离，通常采用与RT 的比值来说明．这个比值称为压缩因子，以符号Z 表示，定义式为：
11k k
Pv Pv ==常数
显然，理想气体的Z＝1，实际气体的Z一般不等于1，而是Z＞1或Z＜1。Z 值偏离1的大小，是实际气体对理想气体性质偏离程度的一个度量。
第二节风流的能量与压力
能量与压力是通风工程中两个重要的基本概念，压力可以理解为：单位体积空气所具有的能够对外作功的机械能。
一、风流的能量与压力
1.静压能－静压
（1）静压能与静压的概念
空气的分子无时无刻不在作无秩序的热运动。这种由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外作功的机械能叫静压能，
在矿井通风中，压力的概念与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。静压也可称为是静压能。
（２）静压特点
a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；
b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；
c.风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作
功的静压能的多少。如说风流的压力为Pa，则指风流1m3具有101332J的静压能。
（３）压力的两种测算基准（表示方法）
根据压力的测算基准不同，压力可分为：绝对压力和相对压力。
A、绝对压力：以真空为测算零点（比较基准）而测得的压力称之为绝对压力，用 P
表示。
B、相对压力：以当地当时同标高的大气压力为测算基准(零点)测得的压力称之
为相对压力，即通常所说的表压力，用h 表示。
）三者之间的风流的绝对压力（Pi）、相对压力（h）和与其对应的大气压（P
0关系如下式所示：hi = Pi －P0
P i与h i比较：
I、绝对静压总是为正，而相对静压有正负之分；
II、同一断面上各点风流的绝对静压随高度的变化而变化，而相对静压与高度无关。
III、P i可能大于、等于或小于与该点同标高的大气压(P0i)。
2、重力位能
（1)重力位能的概念
物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫
重力位能，简称位能，用 E
PO
表示。
如果把质量为M（kg）的物体从某一基准面提高Z（m），就要对物体克服重力作功M.g.Z（J），物体因而获得同样数量（M.g.Z）的重力位能。
即： E
PO
=M.g.Z
重力位能是一种潜在的能量，它只有通过计算得其大小，而且是一个相对值。
实际工作中一般计算位能差。
（２）位能计算
重力位能的计算应有一个参照基准面。
如下图1－２两断面之间的位能差：E p012=∫ i gdz i
（3)位能与静压的关系
当空气静止时（v=0），由空气静力学可知：各断面
的机械能相等。设以2-2断面为基准面：
1-1断面的总机械能 E
1=E
PO1
+P
1
2-2断面的总机械能 E 2=E PO2+P 2 由E 1=E 2得： E PO1+P 1=E PO2+P 2 由于E PO2=0（2-2断面为基准面）， E PO1=ρ12.g.Z 12，
所以：P 2=E PO1+P 1=ρ12.g.Z 12+P 1
说明：Ｉ、位能与静压能之间可以互相转化。
II 、在矿井通风中把某点的静压和位能之和称之为势能。 （4)位能的特点
a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能差为定值。
b.位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象静压那样用仪表进行直接测量。
c.位能和静压可以相互转化，在进行能量转化时遵循能量守恒定律。 3.动能－动压 （1)动能与动压的概念
当空气流动时，除了位能和静压能外，还有空气定向运动的动能，用E v 表示，J/m 3；其动能所转化显现的压力叫动压或称速压，用符号h v 表示，单位Pa 。 （2)动压的计算
单位体积空气所具有的动能为： E vi ＝ ρi ×v 2×0.5 式中： ρi －－I 点的空气密度，Kg/m3； v －－I 点的空气流速，m/s 。 E vi 对外所呈现的动压h vi ，其值相同。 （3)动压的特点
a.只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。
b.动压总是大于零。垂直流动方向的作用面所承受的动压最大（即流动方向上的动压真值）；当作用面与流动方向有夹角时，其感受到的动压值将小于动压真值。
c.在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，
所以其
动压值不等。
d.某断面动压即为该断面平均风速计算值。
（４）全压
风道中任一点风流，在其流动方向上同时存在静压和动压，两者之和称之为该点风流的全压，即：全压＝静压＋动压。
由于静压有绝对和相对之分，故全压也有绝对和相对之分。
A、绝对全压（P
ti
）
P
ti ＝ P
i
＋h
vi
B、相对全压（h
ti
）
h
ti ＝ h
i
＋h
vi
＝ P
ti
－ P
oi
说明： A、相对全压有正负之分；
B、无论正压通还是负压通风，P
ti >P
i
h
ti
＞ h
i
。
二、风流的点压力之间相互关系
风流的点压力是指测点的单位体积(1m3)空气所具有的压力。通风管道中流动的风流的点压力可分为：静压、动压和全压。
风流中任一点i的动压、绝对静压和绝对全压的关系为：h vi=P ti-P i
h vi、h I和h ti三者之间的关系为：h ti = h i + h vi。
压入式通风（正压通风）：风流中任一点的相对全压恒为正。
∵P ti and P i > P o i
∴h i ＞０，h ti＞0 且h ti＞h i
压入式通风的实质是使风机出口风流的能量增加，即出口风流的绝对压力大于风机进口的压力。
抽出式通风（负压通风）：风流中任一点的相对全压恒为负，对于抽出式通风由于hti 和hi 为负，实际计算时取其绝对值进行计算。
∵P ti and P i＜P o i
h ti＜0 且h ti＞h i，但| h ti | < | h i|
实际应用中，因为负通风风流的相对全压和相对静压均为负值，故在计算过程中取其绝对值进行计算。
即：| h ti | = | h i| －h vi
抽出式通风的实质是使风机出口风流的能量降低，即出口风流的绝对压力小于风机进口的压力。
风流点压力间的关系
例题2-2-1如图压入式通风风筒中某点i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，风筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti
；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332+1000=102332Pa
(2) h
ti =h
i
+h
vi
=1000+150=1150Pa
(3 P
ti =P
0i
+h
ti
=P
i
+h
vi
=101332.32+1150=Pa
例题2-2-2如图抽出式通风风筒中某点i的h
i =1000Pa，h
vi
=150Pa，风筒外与i点同
标高的P
0i
=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti
；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332.5-1000=100332Pa
(2) | h ti | = | h i | － h vi ＝1000-150=850Pa h ti ＝－850 Pa (3) P ti =P 0i +h ti =101332.5-850=100482Pa 三、风流点压力的测定
１、矿井主要压力测定仪器仪表
（１）绝对压力测量：空盒气压计、精密气压计、水银气压计等。(介绍实物) （２）压差及相对压力测量：恒温气压计、“Ｕ”水柱计、补偿式微压计、倾斜单管压差计。
（３）感压仪器：皮托管，承受和传递压力，+ - 测压 ２、压力测定
（１）绝对压力－－直接测量读数。
（２）相对静压(以如图正压通风为例) （注意连接方法）： 推导如图 h = h i ?
以水柱计的等压面0 ’ －0’ 为基准面， 设: i 点至基准面的高度为 Z ，胶皮管内的空气平均密度为ρm ，胶皮管外的空气平均密度为ρm ’
；与i 点同标高的大气压P 0i 。 则水柱计等压面 0 ’ －0’两侧的受力分别为：
水柱计左边等压面上受到的力：
P 左＝ P ０+ ρ水gh ＝P 0i + ρm ’g(z-h)+ ρ水gh 水柱计右边等压面上受到的力： P 右＝ P 0i +ρm gz
由等压面的定义有： P 左＝ P 右 ，即： P 0i +ρm ’g(z-h)+ ρ水gh ＝ P 0i +ρm gz 若 ρm ＝ ρm ’ 有：
∵ ρ水 ＞＞ ρm
g
h m
i i p p ?=
--ρρ水
对于负压通风的情况请自行推导（注意连接方法）：
说明：（I）水柱计上下移动时，h i 保持不变；
（II）在风筒同一断面上、下移动皮托管，水柱计读数不变，说明同一断面上h i 相同。
（３）相对全压、动压测量
测定连接如图（说明连接方法及水柱高度变化）
(以上关系，实验室验证)
第三节矿井通风中的能量方程
当空气在井巷中流动时，将会受到通风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气连续不断地流动，就必需有通风动力对空气作功，使得通风阻力和通风动力相平衡。
一、空气流动连续性方程
在矿井巷道中流动的风流是连续不断的
介质，充满它所流经的空间。在无点源或点汇
存在时，根据质量守恒定律：对于稳定流，流入某空间的流体质量必然等于流出其的流体质量。
如图井巷中风流从1断面流向2 断面，作定常流动时，有：
ρ
１V1 S1＝ρ２V２S２Mi=const
i
i
i
i
i
i
h g
h
g
p
p
g
h p
p
=?
=
?
-
=
?
=-)
(
水
ρ
式中 ρ１、ρ2 －－1、2断面上空气的平均密度，kg/m 3 ； V 1,，V 2－－1、2 断面上空气的平均流速，m/s ；
S 1、S 2 －－ 1、２断面面积，m 2。 两种特例：
（I ） 若 S 1＝S 2 ， 则 ρ１ V 1＝ ρ２ V ２ ；
（II ） 若ρ１＝ ρ２， 则 V 1 S 1＝ V ２ S ２ 。对于不可压缩流体，通过任一断面的体积流量相等，即Q=v i S i =const 二、可压缩流体的能量方程
能量方程表达了空气在流动过程中的压能、动能和位能的变化规律，是能量守恒和转换定律在矿井通风中的应用。 （一）、单位质量(1kg)流量的能量方程
在井巷通风中，风流的能量由机械能（静压能、动压能、位能）和内能组成，常用1kg 空气或1m 3空气所具有的能量表示。 机械能：静压能、动压能和位能之和。
内能：风流内部所具有的分子内动能与分子位能之和。空气的内能是空气状态参数的函数，即：u = f （ T ，P ）。能量分析
任一断面风流总机械能：压能＋动能＋位能 任一断面风流总能量：压能＋动能＋位能＋内能， 所以，对单位质量流体有：
1
12
111
u .2v
P :11+++-Z g ρ断面总能量2
22
222
u .2
v
P :22+++-Z g ρ断面总能量
假设：1kg 空气由1 断面流至2 断面的过程中， L R （J/kg ）：克服流动阻力消耗的能量；
q R （J/kg ）：L R 部分转化的热量(这部分被消耗的能量将转化成热能仍存在于空气中）；
q （J/kg ）：外界传递给风流的热量（岩石、机电设备等）。 根据能量守恒定律：
根据热力学第一定律，传给空气的热量（q R +q ），一部分用于增加空气的内能，
一部分使空气膨胀对外作功，即：
式中：v 为空气的比容，m 3/kg 。 又因为：
上述三式整理得：
即为：单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程的一般形式。 式中 称为伯努力积分项，它反映了风流从1断面流至2
断面的 过
程中的静压能变化，它与空气流动过程的状态密切相关。对于不同的状态
??1
2
1
2
dP
1
=
dP ρ
v =+++++R
q q Z g 112
111u .2v P ρR 22
222L
u .2v P 2＋+++Z g ρ
过程，其积分结果是不同的。
对于多变过程，过程指数为 n ，对伯努利积分进行积分计算，可得到：单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
其中 过程指数n 按下式计算：
有压源 L t 在时，单位质量可压缩空气井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
令
式中 ρm 表示1，2断面间按状态过程考虑的空气平均密度，得
则单位质量流量的能量方程式又可写为：
m ρρρ2
12211P P P P 1n n -=???
? ??-
-???
?
??--=
???
?
??-
--=
221
12
21
12
12
1221
1
2
1P P /P /P ln
P P ln
P P P P 1n n P P ρρρρρρρm ()Lt Z +-+???? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2
v P P L ρ
（二）、单位体积(1m 3)流量的能量方程
我国矿井通风中习惯使用单位体积（1m 3）流体的能量方程。在考虑空气的可压缩
性时，那么1m 3 空气流动过程中的能量损失（h R ，J/m 3（Pa ），即通风阻力）可由1kg 空气流动过程中的能量损失（L R J/Kg ）乘以按流动过程状态考虑计算的空气密度ρm ，即：h R =L R .ρm ；则单位体积(1m 3)流量的能量方程的书写形式为：
几点说明：
1、1m 3 空气在流动过程中的能量损失（通风阻力）等于两断面间的机械能差。
2、g ρm （Z 1-Z 2）是1、2 断面的位能差。当1、2 断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。其中，关键是ρm 的计算，及基准面的选取。
ρm 的测算原则：将1－2 测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度(测定 P 、t 、φ)，求其几何平均值。
基准面选取：取测段之间的最低标高作为基准面。 例如：如图所示的通风系统，如要求1、2断面的位能差， 基准面可选在2的位置。其位能差为： 而要求1、3两断面的位能差，其基准面应选 在0-0位置。其位能差为：
()Lt Z +-+???
? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2v P P L
ρ?==
1
2
12
12
po12gZ gdZ E m ρ
ρ?-==
1
3
30
301010
po13gdZ E gZ gZ m m ρρ
ρ
３、是1、2两断面上的动能差
A 、 在矿井通风中，因其动能差较小，故在实际应用时，式中可分别用各自断
面上的密度代替计算其动能差。即上式写成：
其中： ρ１、ρ2分别为1、２断面风流的平均气密度。
B 、动能系数：是断面实际总动能与用断面平均风速计算出的总动能的比。即：
因为能量方程式中的v 1、v 2分别为1、2断面上的平均风速。由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等。需用动能系数K v 加以修正。在矿井条件下，K v 一般为1.02～1.05。由于动能差项很小，在应用能量方程时，可取K v 为1。
因此，在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方程可近似的写成：
J ／m 3
J ／m 3
（三）、关于能量方程使用的几点说明
1. 能量方程的意义是，表示1kg （或1m 3）空气由1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。
m
ρ???
? ??-2v 2v 222
1???
? ?
?-
=2
22
1
2
112
2
v 2
v ρρv
h
2. 风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。
3. 风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流方与假设相反。
4. 正确选择求位能时的基准面。
5. 在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。
６. 应用能量方程时要注意各项单位的一致性。
7、对于流动过程中流量发生变化，则按总能量守恒与转换定律列方程
例 1、 在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7 Pa 和101858 Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100米，巷道中ρm12=1.2kg/m 3，求：1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向1→2，列能量方程：
=（101324.7－101858）＋0＋100×9.81×1.2= 643.9 J/m 3。 由于阻力值为正，所以原假设风流方向正确，1→2。
例 2、 在进风上山中测得1、2两断面的有关参数，绝对静压P 1=106657.6Pa ，P 2=101324.72Pa ；标高差Z 1-Z 2=－400m ；气温t 1=15℃，t 2=20℃；空气的相对湿度?1=70%，?2=80%；断面平均风速v 1=5.5m/s ，v 2=5m/s ；求通风阻力L R 、h R 。 解：查饱和蒸汽表得；t 1=15℃时，P S1=1704Pa ；t 2=20℃时，P S2=2337Pa ；
R133R12232
3
33
33222
222212
111
11h Q h Q 2v P Z Q 2v P Z Q 2v P Z Q ?+?+???
? ??+++???? ??++=???? ??++ρρρρρρg g g m m m
()()m12
21222
12
121R12
g 2v 2v P P h ρρρZ Z -+???
? ??-+-=
= 382.26 J/kg 又 ∵
= 1.23877 kg/m 3 ∴
3
1/2841.16.10665717047.0378.0115.2886.106657003484.0m
kg =??? ????-??
=ρ3
2/1958.172.10132423378.0378.0115.29372.101324003484.0m
kg =??
? ????-??
=ρ72
.01958
.1ln 2841.1ln 2ln101324.7-ln106657.6ln ln lnP lnP =
n 2121=-=--ρρ()2122
2
12211R Z g 2v 2v P P 1n n L Z -+???
? ??-+???? ??--=ρρ()40081.9255.51958.172.1013242841.16.106657172.072.022-?+???
?
??-+??? ??-?-=?
??? ??--=
???
? ??---=
221
1221
121
2
122112
1P P /P /P ln P P ln
P P P P 1n n P P ρρρρρρρm ?
?? ??--=
1958.172.1013242841.16.1066571958
.1/101324.722841.1/106657.6ln
101324.72106657.6ln
72
.1013246.106657
矿井通风基本知识复习课程
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%
时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
矿井空气流动的基本理论
第二章矿井空气流动的基本理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和 压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标T=273.15+t 二、压力（压强） 空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习惯称为压力。 它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。 P=2/3n(1/2mv2) 矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
三、湿度 表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。 表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。 １、绝对湿度 每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对温度。其单位与密度单位相同（Kg/ m3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。 ρv=M v/V 饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，P S，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs。 ２、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS）之比称为空气的相对湿度 φ＝ρV／ρS 反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。 Φ愈小空气愈干爆，φ＝０为干空气； φ愈大空气愈潮湿，φ＝１为饱和空气。 温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点 例如：甲地：t = 18 ℃，ρV＝0.0107 Kg/m3, 乙地：t = 30 ℃，ρV＝0.0154 Kg/m3 解：查附表当t为18 ℃，ρs＝0.0154 Kg/m3, , 当t为30 ℃，ρs＝0.03037 Kg/m3, ∴甲地：φ＝ρV／ρS＝0.7 ＝70 % 乙地：φ＝ρV／ρS＝0.51＝51 % 乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。 露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。
煤矿采煤基础知识
采煤基础知识 1、什么叫井田开拓？ 答：在井田范围内，由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程叫井田开拓。 2、什么叫煤田？ 答：在地质历史发展过程中，由含炭物质沉积而形成的大面积含煤地带。 3、煤层厚度的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层厚度可分为极薄煤层（<0.7M）、薄煤层（<1.3M）、中厚煤层（ 1.3 ~3.5M ）、厚煤层（> 3.5M ）、特厚煤层（>8~10M）。 4、煤层倾角的变化对开采技术的影响可分为哪几类？ 答：按煤层倾角可分为：近水平煤层、缓倾斜煤层、倾斜煤层、急倾斜煤层。5、什么叫矿井生产系统？ 答：矿井生产系统是指在煤矿生产过程中为提升、运输、排水、通风、人员安全出入、材料设备的上下升降、矸石排运、供气、供电、供水等而形成的线路和设施的总称。 6、煤矿井下生产系统包括哪几部分？ 答：矿井生产系统分为：运煤系统、通风系统、运料排矸系统、排水系统、供电系统以及空压系统、灌浆系统、瓦斯抽排放系统等。 7、巷道的分类有几种？ 答：按巷道轴线和水平面的关系井下巷道可分为：垂直巷道、水平巷道、倾斜巷道。 按巷道的服务的对象和范围井下巷道可分为：开拓巷道、准备巷道、回采巷道。 8、什么叫开拓巷道？准备巷道？回采巷道？ 答：开拓巷道：为矿井或阶段服务的巷道。 准备巷道：为采区服务的巷道 回采巷道：为区段服务的巷道 9、什么叫阶段？什么叫开采水平？ 答：阶段―――沿煤层的倾斜方向，按一定的标高将井田划分成的若干长条部分。开采水平―――设置了井底车场和运输大巷的水平叫开采水平 10、什么叫矿井年产量？服务年限？ 答：矿井年产量―――矿井一年内实际产出的煤炭数量，而井型是指矿井年设计产量。 服务年限―――矿井从投产到报废的全部生产时间叫服务年限。 11、什么叫分区式布置？ 答：在阶段范围内，沿走向按一定的长度把阶段划分成的若干块段。 12、运输大巷的布置方式有几种？它的位置应选在什么地方？ 答：运输大巷的布置方式有分层运输大巷布置、集中运输大巷布置、分组集中运输大巷布置。对于分层运输大巷多布置在煤层中，集中运输大巷和分组集中运输大巷多布置在岩层中。 13、井田的开拓方式有几种？ 答：井田的开拓方式有：立井开拓、斜井开拓、平峒开拓及综合开拓。 14、什么叫井田开拓系统？ 答：开拓巷道系统与其形成的生产系统称为井田开拓系统。 15、煤矿主、副井分别担负着什么样的主要提升任务？
压缩空气用气量计算[资料]
压缩空气用气量计算[资料] 压缩空气用气量计算 压缩空气理论――状态及气量 1、标准状态 标准状态的定义是:空气吸入压力为0.1MPa，温度为15.6?(国内行业定义是0?)的状态下提供给用户系统的空气的容积。如果需要用标准状态，来反映考虑实际的操作条件，诸如海拔高度、温度和相 对湿度则将应实际吸入状态转换成标准状态。 2、常态空气 规定压力为0.1MPa、温度为20?、相对湿度为36,状态下的空气为常态空气。 常态空气与标准空气不同在于温度并含有水分。当空气中有水气，一旦把水气分离掉，气量将有所降低。 3、吸入状态 压缩机进口状态下的空气。 4、海拔高度 按海平面垂直向上衡量，海拔只不过是指海平面以上的高度。海拔在压缩机工程方面占有重要因素，因为在海拔高度越高,空气变得越稀薄，绝对压力变得越低。既然在海拔上的空气比较稀薄，那么电动机的冷却效果就比较差，这使得标准电动机只能局限在一定的海拔高度内运行。EP200 标准机组的最大容许运行海拔高度为2286米。 5、影响排气量的因素: Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。 6、海拔高度对压缩机的影响:
(1)、海拔越高，空气越稀薄，绝压越低，压比越高，Nd越大; (2)、海拔越高，冷却效果越差，电机温升越大; (3)、海拔越高，空气越稀薄，柴油机的油气比越大，N越小。 7、容积流量 容积流量是指在单位时间内压缩机吸入标准状态下空气的流量。用单 位:M3/min (立方米/分)表示。 标方用N M3/min表示。 1CFM=0.02832 M3/min, 或者 1 M3/min=35.311CFM, S--标准状态，A--实际状态 8、余隙容积 余隙容积是指正排量容积式(往复或螺杆)压缩机冲程终端留下的容积，此容积的压缩空气经膨胀 后返回到吸入口，并对容积系数产生巨大的影响。 9、负载系数 负载系数是指某一段时间内压缩机的平均输出与压缩机的最大额定输出之比。不明智的做法就是卖给用户的压缩机，正好满足用户的最大的需求，增加一个或几个工具或有泄漏会导致工厂的压力下降。为了避免这种情况，英格索兰多年来一直建议采用负载系数:取用户系统所需气量的极大值，并除以0.9或 0.8的负载系数。(或任何用户认为是个安全系数) 这种综合气量选择能顾及未预计到的空气需量的增加。无需额外的资本的投入，就可做一些小型的 扩建。 10、气量测试 (1)、往复式压缩机气缸容积
压缩空气基础知识
压缩空气基础知识 温度露点及相对湿度 状态及气量 温度 1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。（或更简单的说，某一事物有多少热或多少冷）。 温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100 度。在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。从华氏转换成摄氏：华氏=1.8 摄氏＋32，摄氏=5/9 （华氏-32 ） 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67 度或摄氏零下273.15 度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。 3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却 温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。 4、中间冷却器 中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。 返回顶部 露点和相对湿度 1、露点和相对湿度就象晚上温度下降会产生露水一样，压缩空气系统内的温度下降也会产生水气。露点就是当湿空气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。 这是为什么呢? 含有水分的空气只能容纳一定量的水分。如果通过压力或冷却使体积缩小，就没有足够的空气来容纳所有的水分，因此多于的水分析出成为冷凝水。 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内的冷凝水就显示了这一点，因此空气温度有任何的降低，就会产
设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量，即：水蒸气重量和干燥空气重量之比。 相对湿度 X -湿度Ps 屮= ..................... = ............. X0- 饱和绝对湿度Pb 当Ps=O, =0时，称为干空气； Ps=Pb, =1时，称为饱和空气。 绝对湿度——1M3 湿空气所含水蒸气的重量。 Gs—水蒸气重量 X = --------------------- V—湿空气体积 水蒸气重量 含湿量= -------------------- 干空气重量 2、饱和空气 当没有再多的水气能容纳在空气中时，就产生了空气的饱和，任何加压或降温均会导致冷凝水的析出。 3、水气分离器水气分离器是用于收集和除去在冷却过程中从空气或气体中冷凝出来水的器件。储气筒是用于储存压缩机排放出来的压缩空气和气体的容器。储气筒有利于消除排气管路中的脉冲，并在需求量大于压缩机的能力时，可起储存和补充提供压缩空气的作用。 4、干燥机 干燥机是用于干燥空气的装置。用我们的术语，就是用其干燥的压缩空气。离开后冷却器的空气通常是完全饱和的，就是说任何降温都会产生冷凝水。冷冻式干燥机是通过降低压缩空气的温度，析去水分，然后将空气再加热到接近原来的温度。 再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置比冷冻式装置更能吸附水气。
矿井开拓考试题
1.阶段：沿煤层倾向，按一定标高把煤层划分为若干个平行于走向的长条部分， 每个部分称为一个阶段。 2.开拓巷道：为全矿井，一个水平或若干采区服务的巷道。 3.水平：通常将设有井底车场，阶段运输大巷并且担负全阶段运输任务的水平，称为开采水平。 2.采掘关系：通常将采煤与掘进的配合关系称为采掘关系。 3.掘进率：生产矿井在统计的时期内每生产10kt煤所分摊的掘进生产巷道总进尺数和开拓总进尺数。 4.开采计划：根据市场对矿井的煤炭产量和质量提出的要求，按照地质情况和生产技术条件，统筹安排采区及工作面的开采与接替。 1、石门：与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷称为石门 3、井底车场：井底车场是连接井筒和井下主要运输巷道的一组巷道和硐室的总称，是连接井下运输和提升两个环节的枢纽，是矿井生产的咽喉。 4、开拓巷道：一般来说，为全矿井、一个水平或若干采区服务的巷道称为开拓巷道 5、沿空掘巷：沿着已采工作面的采空区边缘掘进的区段平巷 6、采掘平衡：采煤工作面和掘进工作面保持一定的比例，能很好的保证矿井生产的正常接续，做到采掘的同步平衡 7、开拓煤量：井田范围内已掘进开拓巷道所圈定的尚未采出的那部分可采储量。1开拓方式：开拓巷道的布置方式称为开拓方式。 2中央并列式通风：进风井与回风井都位于井田中央的同一个工业场地内，一般利用主，副井分别作为进风井与回风井。 4．运输大巷：为整个开采水平或阶段运输服务的水平巷道。 5．暗立井：又称盲竖井，盲立井。不与地面直接相通的巷道。 1.井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。 2.开拓系统：开拓巷道的形式、数目、位置及其相互联系和配合，总称开拓系 统。 3.矿井工业储量：井田范围内，经过地质勘探合乎开采要求，可供利用列入平 衡表内的储量 一，填空 1矿井储量可分为（矿井地质储量），（矿井工业储量），（矿井可采储量）。2.根据主、副井筒的形式，矿井开拓方式可分为四种：（平硐开拓），（斜井开拓），（立井开拓）和（综合开拓）。 3.矿井巷道按服务范围可分为（开拓巷道）、（准备巷道）和（回采巷道）三大类。 4.井底车场的调车方式可分为（顶推调车），（顶推拉调车），（专用设备调车），（甩车调车）。 5.根据开采煤层的数目和层间距，运输大巷的布置方式有三种：（分层布置）、（集中布置）和（分组集中布置)。 6.矿井技术改造的内容主要有三个方面：（矿井改扩建）、（合理集中生产）和（生产环节改造）。 7.矿井三量指（开拓煤量），（准备煤量），（回采煤量）。 8.某矿有一工作面编号为1234，其中数字1代表（水平序号），数字2代表（采
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
矿井通风基本知识一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。
（3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
压缩空气基本理论知识
压缩空气基本理论知识 压缩和压缩比 1、压缩 绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。在一个完全隔热的气缸上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。 2、压缩比：（R ） 压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例：在海平面时进气绝对压力为0.1 MPa ，排气压力为绝对压力0. 8MPa 。则压缩比： R=81 .08.012==P P 多级压缩的优点： （1）、节省压缩功； （2）、降低排气温度； （3）、提高容积系数； （4）、对活塞压缩机来说，降低气体对活塞的推力。 压缩介质 为什么要用空气来作压缩介质？ 因为空气是可压缩、清晰透明的，并且输送方便（不凝结）、无害性、安全、取之不尽。 惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体，标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。 空气的性质： 干空气成分：氮气（N2） 氧气（O2） 二氧化碳（CO2） 78.03% 20.93% 0.03% 分子量：28.96 比重：在0℃、760mmHg 柱时，r0=1.2931kg/m3 比热：在25℃、1个大气压时，Cp=0.241大卡/kg －℃ 在t℃、压力为H （mmhg ）时，空气的比重： rt=1.2931× t +273273× 760 H kg/m 3 湿空气的比重，还应考虑饱和水蒸气分压力（0.378ψ，Pb ）。 压力 1、压力 这只是某一单位面积的力，如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕斯卡：
即：1Pa = 1N/m 2 1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kg/cm 2 1Mpa = 106Pa = 10 kg/ cm 2 2、绝对压力 绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa 的绝对压力。在海平面上，仪表压力加上0.1MPa 的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。 3、大气压力 气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。 绝对压力=压力计压力＋大气压力 大气压力通常是以水银MM 为单位，但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解释： 1个物理大气压力 = 760毫米汞柱 = 10.33米水柱 =1.033kgf/cm2≌0.1MPa. 大气压同海拔高度的关系： P=P 0 ×（1- 44300 H ）5.256 mmHg H ——海拔高度， P 0=大气压（0℃，760mmHg ） 4、压力单位换算： 单位： MPa ，Psi(bf/in 2) 1Psi=0.006895MPa, 1bar=0.1MPa, 1kgf/cm2=98.066KPa=0.098066MPa ≌0.1Mpa 温度 1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。（或更简单的说，某一事物有多少热或多少冷）。 温度围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100度。在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。 从华氏转换成摄氏：华氏=1.8摄氏＋32， 摄氏=5/9（华氏-32） 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。 3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。 4、中间冷却器 中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。
矿井通风基本理论知识
矿井通风基本理论知识 第一章空气 第一节矿井空气的主要成分 矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是%、79%、% 一、氧气(O2) 无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是）能助燃和帮助人呼吸。《》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ； 第100条规定：采掘的进风流中，氧气浓度不得低于20%； 人在一般情况下，在休息时的需氧量为～min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。 O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈 15%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动 10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险 6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡 二、氮气 无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为，矿井中主要用于灭火。 矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。 三、二氧化碳ＣＯ２ ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于的底板，易溶于水，略带毒性。当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。 主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过%时立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过%时,采掘工作面风流中浓度达到%时,都必须停止工作,撤出人员,采取进行处理。 四、矿井空气的检测方法 取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。 快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管 第二节矿井空气中的有害气体 矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。 一、矿井空气中的有害气体及其基本性质 (一)一氧化碳（CO） 基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。 有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。
矿井通风基本知识(正式版)
文件编号：TP-AR-L8326 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿井通风基本知识(正式 版)
编订人：某某某 审批人：某某某 矿井通风基本知识(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1. 矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。
（2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感
压缩空气系统知识
压缩空气系统━耗电大户 根据美国能源部的统计, 在美国，空压机是工业中耗电最多的设备之一。尽管美国能源部一度认为电动机是耗电最多的设备, 改进压缩空气系统设计和运行所得到的节能大大超过电动机效率提高所产生的节能。 通过改进压缩空气系统的设计和运行可节能20-50%。许多企业将压缩空气视为等同于煤, 电, 水的实用品。它与其它实用品不同, 很少有人知道每立方米/分压缩空气的成本。 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数 = 110% 功率因子 = 0.9 ·一台典型的空压机每1 HP可产生4CFM ·1 HP = 110%x0.746kW/0.9 = 0.912kW ·所以产生1CFM压缩空气需0.228kW ·如果每度电费为0.65元: 1CFM = 0.1482元/小时 ·1立方米/分= 35.315CFM ·所以 1立方米/分 = 5.23元/小时 ·所以一台10立方米/分的空压机运行8,000小时将耗电: 10 x 8,000 x 5.23 = 418,694元 何处可节约你的电费? 在一个典型的工厂, 压缩空气泄漏占总需求量的20%. 假定一个工厂的压缩空气系统 ·每年运行8,000小时 ·每度电费 0.65元 ·管路压力 = 7.0 kgf/cm2 ·工厂用气: 10立方米/分 ·管路泄漏: 20% ： 2立方米/分 ·总需气量: 12立方米/分 压缩空气的电费 10 x 8,000 小时 x 5.23 元 = 418,694 元 2 x 8,000 小时 x 5.2 3 元 = 83,738 元 合计 502,433 元 泄漏也产生足够的附加载荷迫使2台空压机同时运行. ·没有备机 ·不能对任何一台进行维护保养
如何做好矿井通风基础工作
如何做好矿井通风基础工作 【摘要】本文论述了矿井通风工作在煤矿安全生产过程中的重要性；阐述了做好矿井通风基础工作应从正确、合理的选择矿井通风系统，加强井下通风设施的管理及维护，合理选择矿井风量的调节方法，加强局部通风机的管理力度，加强瓦斯管理、防止瓦斯积聚，加强综合防尘工作、减少粉尘量等几个方面着手，努力做好矿井通风工作，杜绝安全事故发生，确保矿井安全发展。 【关键词】矿井通风通风设施风量调节瓦斯管理综合防尘 矿井通风安全工作是煤矿安全管理的主要内容，国家在制定年度安全生产政策时，都提出以“一通三防”为中心，矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气；稀释和排除有毒有害气体和矿尘；调节井下气候条件和防止瓦斯、煤尘等重大事故的发生，是保证井下职工的安全和健康，提高矿井生产的效率。所以，我们必须要努力学习和掌握矿井通风安全理论知识、技术、方法和内容，努力做好以下几个方面工作，确保矿井安全生产。 一、正确、合理的选择矿井通风系统 矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力，以及通风控制设施等构成的工程体系。矿井通风系统与井下各作业地点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，是搞好矿井通风防尘的基础工程。无论新设计的矿井或已生产的矿井，都应建立和完善矿井通风系统，通风系统是否合理，对整个矿
井的通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要作用，它是作为搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风；按进风井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；按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。因此，选择合理的通风系统应在能保证安全生产的前提下，尽量减少通风工程量，降低通风费用，力求经济合理。 二、加强井下通风设施的管理及维护、减少漏风 矿井通风建(构)筑物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线路流动，凡用于引导风流、隔断风流和调节风量的装置，统称为通风构筑物。合理地安设通风构筑物，并使其能常处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务。而通风设施损坏时，如不能及时维护就会造成大量漏风，井下通风设施严重漏风，一是会使工作地点有效风量减小；造成瓦斯积聚，煤尘不能被带走，气温升高，形成不良的气候条件；不仅使生产效益降低，而且影响人的身体健康。二是漏风大，必然会使通风系统复杂化，使通风系统的稳定性、可靠性受到一定影响，增加风量调节的困难。三是通风设施漏风太大的话，会使风流短路，使风流不能按我们指定的路线到达井下用风地点。所以，选择通风设施的安设位置、类型及质量都要慎重考虑，通风设施不应安设在有裂隙的地点，在风压大的巷道应该采用质量较高的设施；风门及密闭是矿井数量较多的通风设施，在井下漏风中，风
压缩空气相关知识
压缩空气相关知识 1）什么叫空气？什么湿空气？ 地球周围的大气，我们习惯上称它作空气。自然界中的空气是由多 种气体（O 2、N 2 、CO 2 ……等）混合而成的，水蒸气是其中的一种。含有一定量 水蒸气的空气叫湿空气，不含水蒸气的空气叫干空气。我们周围的空气都是湿空气。在一定海拔高度下，干空气的组成成分及比例基本稳定不变，它对整个湿空气的热工性能无特殊意义。湿空气中的水蒸气含量虽然不大，但含量的变化对湿空气的物理性质影响很大。水蒸气含量的多少决定了空气的干燥和潮湿程度。冷干机的工作对象就是湿空气。 2）什么叫饱和空气？ 在一定的温度和压力条件下，湿空气中水蒸气的含量（即水蒸气密度）是有一定限度的；在某一温度下，所含水蒸气的量达到最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。水蒸气未达到最大可能含量时的湿空气就叫未饱和空气。 3）未饱和空气在什么条件下成为饱和空气？什么叫“结露”？ 在含水量不变的情况下，通过降低未饱和空气的温度可使之成为饱和空气。未饱和空气在成为饱和空气的瞬间，湿空气中会有液态水珠凝结出来，这一现象称之为“结露”。 4）什么是大气压？什么是绝对压力？什么是表压力？ 包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”，符号为B；直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为P ABS ； 用压力表、真空表、U形管等仪器测出来的压力叫“表压力”（又叫相对压力），“表压力”以大气压力为起点，符号为Pg。 三者之间的关系是：P ABS = B + Pg 压力的法定单位是帕（Pa），大一些单位是兆帕(MPa)=106Pa 1标准大气压 = 0.1013MPa 在旧的单位制中，压力用kgf/cm2(公斤/平方厘米)作单位，1 kgf/c m2=0.098MPa
矿井空气流动的基础理论
第二章矿井空气流动的基础理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标：T=273.15+t 二、压力（压强） 1、定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习 惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。P=2/3n(1/2mv2) 2、压头：如果将密度为 的某液体注入到一个断面为A的垂直的管中，当液体的高度为h 时，液体的体积为：V = hA m3 3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
矿井开拓基础知识
矿井开拓 一、煤田、井田 1. 煤田划分为井田 在同一地质时期生成的大面积含煤地带称为煤田。煤田的范围很大，面积由数十至数千平方公里，煤的储量由几亿到几百亿吨。一个大的煤田通常由几个或十几矿开采，划归一个矿井进行开采的煤田通常称为井田（或矿田）。井田的边界多以大断层等自然条件进行划分。 2. 矿井储量与可采储量 井田范围的大小，决定了矿井的煤炭储量和开采条件，是建设矿井的基本根据。井田范围内煤炭的埋藏量称为矿井储量，矿井储量中工业储量只有一部分能够采出，这部分储量叫做可采储量。 3. 矿井井型与服务年限 矿井生产能力指矿井一年内能生产煤炭的产量，又称为矿井年产量或井型。矿井范围内可采储量按矿井设计生产能力计算其可生产年限，称为矿井设计服务年限。我国目前按设计生产能力把煤矿分为大、中、小三种类型，每种类型又分为若干个等级，目前我国井型系列如表2-2-1所示。 表2-2-1 矿井井型和服务年限 二、井田再划分 煤田划分为井田后，每一个井田的面积仍然比较大， 为便于开采，还必须将井田再划分为若干较小的区、段，以便有计划的按一定顺序进行开采。 1. 井田划分为阶段 开采缓倾斜、倾斜和急倾斜煤层时，通常沿煤层倾斜方向，按一定标高，将井田划分为若干长条部分，每一个长条部分称为阶段，如图2-2-1所示。阶段大小一般用阶段斜长或阶段垂高来表示，它的走向长度等于井田走向全长。 第三阶段 第二阶段第一阶段-800-500-300-150第四阶段 图2-2-1 井田划分为阶段 H-阶段垂高；h-阶段斜长
阶段与阶段之间以水平面分界，分界面又称为水平面。布置有主要运输大巷和井底车场，担负该水平开采范围内主要运输和提升任务的水平称为开采水平。水平常用该处标高、开采顺序和用途来表示，如图2-1中的－150、－300、－500、－800水平，又称为第一水平，第二水平以及运输水平、回风水平等。 阶段的开采顺序一般是自上而下依次进行的，在开采第二阶段时，第一阶段的运输水平可变为第二阶段的回风水平。 一个井田如果只有一个开采水平，称为单水平开拓，它适用煤层倾角在16°以下，井田倾斜长度较小的矿井；当用两个以上开采水平来开采井田时，称为多水平开拓。从技术经济的角度考虑，一个矿井最好用一个开采水平来保证矿井的年产量，这样生产组织、技术管理简单，技术经济指标较好。 2. 阶段内的布置 阶段内的布置有连续式、分区式和分带式三种。 ⑴连续式 当阶段内的走向长度和倾斜长度都较小时，可在井田的每一翼沿阶段倾斜全长布置一个回采工作面，并且回采工作面可以由井田中央向井田边界推进（连续前进式开采），或者从井田边界向井田中央推进（连续后退式开采），这种布置称为连续式布置如图2-2-2所示。 a b 图2-2-2 阶段内的连续式布置方式 a-连续前进式开采；b-连续后退式开采 ⑵分区式 当阶段的走向长度和倾斜长度都较大时，在阶段范围内，沿走向把阶段划分为若干部分，每部分长度约为600～1200m，沿倾斜的长度等于阶段斜长，在其中有独立的通风和运输系统，这样的每个部分称为采区，这种布置称为分区式布置，如图2-2-3所示。
矿井通风基本知识.docx
矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。 （2）矿井有害气体的最高允许浓度如表3-1所示。瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按《煤矿安全规程》的有关规定执行。 （3）采掘工作面的空气温度不得超过26 ℃，机电硐室的空气温度不得超过30 ℃。采掘工作面的空气温度超过30 ℃、机电设备硐室的空气温度超过34 ℃时，必须停止作业。 （4）采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷最低允许风速为0.25 m/s，掘进中的
2020年矿井开拓与生产系统-煤矿地质基本知识
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020年矿井开拓与生产系统-煤 矿地质基本知识 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2020年矿井开拓与生产系统-煤矿地质基 本知识 备注说明：安全管理是生产管理的重要组成部分，安全与生产在实施过程，两者存在着密切的联系，存在着进行共同管理的基础。 一、煤层的形成与赋存特征 1.煤层的形成 在成煤的古地质年代，大量的植物死亡后，堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后，由于盆地基底下降而沉埋至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；温度和压力逐渐增高，再经变质作用后转变成烟煤至无烟煤。 2.煤层的形态与结构 煤在地下通常是呈层状埋藏的，煤层在空间的展布特征，称为煤层形态。根据煤层在空间的连续情况，可分为层状、似层状、不规则状、马尾状等煤层形态。煤层结构是指煤层中夹矸的数量和分
布特征。按是否含有夹矸层，常将煤层分为以下2种： （1）简单结构煤层，是指不含夹矸的煤层。 （2）复杂结构煤层，是指含有夹矸的煤层。 3.煤层的顶板与底板 （1）顶板。正常层序的含煤地层中覆盖在煤层上面的岩层称为顶板。根据岩层相对于煤层的位置和垮落性能、强度等特征的不同，顶板可分为伪顶、直接顶和基本顶3种如图3-3所示。在采煤过程中，直接顶是顶板管理的重要部位。 伪顶是指位于煤层之上，随采随落的极不稳定岩层。其厚度一般在0.5m以下，多由页岩、碳质页岩组成，不易支护。 直接顶是指位于煤层或伪顶之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层。其厚度一般为1～2m，多由页岩、泥岩、粉砂岩及少量的石灰岩组成。 基本顶是指位于直接顶或煤层之上，通常厚度及岩石强度较大且难以垮落的岩层。基本顶一般只发生缓慢下沉，在采空区上方悬露一段时间，达到相当面积之后才垮落一次，其岩性多为砂岩、砾
螺杆式空气压缩机原理及其各个系统原理
螺杆式空压机主机部分工作原理 一、主机/电机系统： 单螺杆空压机又称蜗杆空压机，单螺杆空压机的啮合副由一个6头螺杆和2个11齿的星轮构成。蜗杆同时与两个星轮啮合即使蜗杆受力平衡，又使排量增加一倍。我们通常说的螺杆式压缩机一般指双螺杆式压缩机。 单 螺 杆 空 气 压 缩 机
双 螺 杆 式 空 气 压 缩 机 螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。其齿面凸起的转子称为阳转子，齿面凹下的转子称为阴转子。随着转子在机体内的旋转运动，使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。
主机是螺杆机的核心部件，任何品牌的螺杆机其主机结构和工作机理都是相近的。
(1)吸气过程 转子旋转时，阳转子的一个齿连续地脱离阴转子的一个齿槽，齿间容积逐渐扩大，并和吸气孔口连通，气体经吸气孔口进齿间容积，直到齿间容积达到最大值时，与吸气孔口断开，由齿与内壳体共同作用封闭齿间容积，吸气过程结束。值得注意的是，此时阳转子和阴转子的齿间容积彼此并不连通。 2)压缩过程 转子继续旋转，在阴、阳转子齿间容积连通之前，阳转子齿间容积中的气体，受阴转子齿的侵入先行压缩；经某一转角后，阴、阳转子齿间容积连通，形成“V”字形的齿间容积对(基元容积)，随两转子齿的互相挤入，基元容积被逐渐推移，容积也逐渐缩小，实现气体的压缩过程。压缩过程直到基元容积与排气孔口相连通时为止。 (3)排气过程 由于转子旋转时基元容积不断缩小，将压缩后气体送到排气管，此过程一直延续到该容积最小时为止。 随着转子的连续旋转，上述吸气、压缩、排气过程循环进行，各基元容积依次陆续工作，构成了螺杆式制冷压缩机的工作循环。 从以上过程的分析可知，两转子转向互相迎合的一侧，即凸齿与