项目三矿井通风动力
矿井通风实训教案
课程类型：工学结合 实验实训主题 （任务 1） 专业或班级 实训目标
项目 2 矿井风流能量及变化规律 相对空气压力测定 煤矿开采技术 计划课时 时间 2 2012 年 9 月 指导教师 日
赵尚书
使学生掌握矿井相对空气压力测定方法，能分析空气变化状况。 1.熟悉相对空气压力测定仪器的种类、构造与功能。
2.熟悉通风阻力测定仪器的操作使用方法及要领。 3.会测算矿井通风阻力。 4.会分析评价矿井通风等级和通风状况。
地点与器材 教学方法 实训教学 组织
地点：矿井通风实训室 器材：U 型压差计、皮托管、连接胶管 示范引导法、训练指导法 “师讲生学、师示生仿、生练师导、相互考评、总结讲评” 集中引导讲授、示范操作引导模仿、组织指导练习、组织学生互评、教 师总结讲评 实训内容： 1.矿井通风阻力测定仪器的构造原理。 2.矿井通风阻力测定操作方法及要领。 3.测算通风阻力。
实训任务
2.熟悉相对空气压力测定压力测定仪器的操作使用方法及要领。 3.会操作使用相对空气压力测定仪器。 4.会绘制不同通风法的相对压力关系图，分析空气压力变化状况。
地点与器材 教学方法 实训教学 组织
地点：矿井通风实训室 器材：U 型压差计、皮托管、胶管 示范引导法、训练指导法 “师讲生学、师示生仿、生练师导、相互考评、总结讲评” 集中引导讲授、示范操作引导模仿、组织指导练习、组织学生互评、教 师总结讲评 实训内容： 1.相对空气压力测定仪器的构造原理。 2.相对空气压力测定仪器操作使用方法及要领。 3.用相对空气压力测定仪器测量空气压力。
2. 示范操作绝对空气压力测定仪器，引导学生模仿操作过程，掌 握操作要领。 （1）选择绝对空气压力测定仪器。
（2）检查绝对空气压力测定仪器。 （3）确定测量路线。 （4）将绝对空气压力测定仪器置于测点。 （5）读取所测定的空气压力值 PS。 3.按 6 人一组实施绝对空气压力测定仪器操作的反复训练，巡回 指导答疑。 4.抽查学生“边操作，边提问”，检查训练效果。 5.组织训练小组织间相互考评。 6.组织训练小组代表对考评结果进行讲评。 7.总结讲评实训情况，并提出改进建议。 8.安排实训报告的编写。 9.组织学生评教。 效果评价
矿井自然通风
矿井自然通风2008-11-3 16:24:10 中国选矿技术网浏览482 次收藏我来说两句为了将地面新鲜空气不断输送到井下，并克服井巷阻力而流动，使工作面获得所需风量，矿井通风系统中必须有足够的通风动力。
矿井通风的动力有两种：自然风压（称自然通风）和扇风机风压（即机械通风）。
一、矿井自然通风的基本概念在非机械通风的矿井里常常观测到，风流从气温较低的井筒经工作面流到气温较高的井筒。
这主要是由于风流经过井巷时与岩石发生了热量交换，进、回风井里的气温出现差异，回风井里的空气密度小，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是所谓的自然风压H n。
在自然风压的作用下风流不断流过矿井，形成自然通风过程。
如图1所示，p o为竖井口标高处的大气压。
如果在夏天，地面气温较高，如图1（a）所示的矿井里，p2＞ p1，就会出现与冬天相反方向的自然通风，如虚矢线所示。
不难设想，由于地面气温的变化，也会导致p2 = p1，因而自然通风停止。
在山区用平硐开拓的矿井，未安主扇通风时，经常可以见到自然通风风向的变化，有时风流停滞。
这就表明，完全依靠自然通风，不能满足安全生产的要求。
图1 自然通风对于一个有主扇通风的矿井，由于上述自然因素的作用，自然通风压依然存在。
设若主扇在回风井抽出式或在进风井压入式工作，当炎热季节温度颇高的地面空气流入进风井巷后，其热量虽然已经不断传给岩石，但通常仍然形成进风井里的空气密度还低于回风井里的空气密度，这时自然风压的方向就与扇风机通风的方向相反，扇风机风压不仅要用来克服井巷通风阻力，而且还要克服反向的自然风压。
冬季情况正好相反，自然风压能够帮助扇风机去克服井巷通风阻力。
从上述自然通风形成的原因也可以说明，即使只有一个出口的井筒或平硐，也可能形成自然通风。
冬天，当井筒周壁不淋水，就可能出现井筒中心部下风而周围上风的现象；夏天，却可能出现相反的通风方向。
大爆破后产生大量温度稍高的有毒有害气体以后，特别是当井下发生火灾产生大量温度较高的烟气时，就会出现局部的自然风压（称为“火风压”），扰乱原来的通风系统风流状况。
矿井通风与安全(中国矿业大学课件)第四章通风动力
根据具体要求和环境，设计通风 系统的布局和组件。
优化
通过模拟和优化算法，提高通风 系统的效率和性能。
测量
使用空气流量计和压力计等设备， 监测和评估通风系统的运行状况。
矿井通风动力管理的必要性和挑战
有效管理通风动力对于确保矿井的安全和高效运行至关重要。然而，管理挑战包括人员培训、设备维护和监测 系统的建立。
矿井通风动力的分类和特点
自然通风
利用自然气流，适用于小型 矿井和开放式工作场所。
机械通风
通过风机和风道系统，更适风
结合自然通风和机械通风的 优点，综合应用于不同矿井。
矿井通风动力系统的组成
1 风机
通过旋转叶片产生气流。
3 风门和调节阀
控制气流的流量和分布。
2 风道
将气流引导到矿井各个区域。
4 排风系统
将废气排出矿井，保持空气质量。
矿井通风动力的计算方法和参数
1
风量计算
根据矿井的大小、工作环境和需求，计算所需的风量。
2
风速计算
确定适当的风速，以保证空气的流动和气体的分散。
3
风压计算
计算风道和风门的适当压力，以维持稳定的气流。
矿井通风动力系统的设计和优化
设计
矿井通风与安全
在这个课堂上，我们将学习矿井通风动力的重要性、定义和基本原理，以及 实际应用中的分类、组成、计算方法、设计和优化。
通风动力的重要性
矿井通风动力是确保矿井安全运行的关键因素之一。它不仅能提供新鲜空气，还可以排除有害气体和煤尘，有 效预防火灾和爆炸。
通风动力的定义和基本原理
通风动力是通过排风和送风系统，控制气体的流动和分布。它基于流体力学 原理，包括压力差、速度和阻力等概念。
矿井通风技术
矿井通风技术矿井通风技术是矿山开采过程中必不可少的一项技术措施，其主要目的是解决矿井中因开采过程产生的有害气体和灰尘等污染物质，以维护矿工安全和健康的工作环境，并保障矿井正常生产和经济效益。
下面就来详细介绍一下矿井通风技术。
一、矿井通风的原理矿井通风的原理主要是利用风力和气流的作用，将新鲜空气从矿井口引入，利用空气流动的物理特性将有害气体和灰尘排出矿井，以维护空气流通，保障矿工安全。
二、矿井通风的分类矿井通风可以根据通风方式分为自然通风和机械通风两种。
1、自然通风：自然通风以自然风力为动力，其原理是利用自然风通过矿井开口处渗透进入矿井，经过井巷内多次反射、分散、合流和挤压，最终将废气排出矿井。
自然通风是比较常用和简单的一种通风方法，但其通风效果和稳定性不如机械通风，常用于一些小型矿井或通风条件较好的矿井中。
2、机械通风：机械通风是根据机械设备排风，通过强制流动空气，使矿井内形成稳定的通风状态。
其通风效果和稳定性较好，能够控制空气流量和空气分布，适用于通风条件较差、危害气体较多的矿井。
三、矿井通风的设备矿井通风设备主要包括风机、风筒、风门等。
1、风机：风机是产生气流的主要设备，根据矿井所需要的气体流量和压力来选择风机的型号和数量。
常用的风机有本质安全式主风机、防爆型主风机、副风机、局部通风机等。
不同的风机有不同的使用范围和使用条件，使用时应根据实际情况进行选择和使用。
2、风筒：风筒是将气流输送到需要通风的地方的设备，其主要作用是承载和传递气流，其质量好坏和安装位置的合理性直接影响矿井通风效果。
3、风门：风门是控制气流分配和方向的设备，通过调整风门的开度和位置来控制通风气流流动速度和方向，以达到最佳通风效果。
四、矿井通风管理矿井通风管理是保障矿井安全和正常生产的关键措施，其主要内容包括通风计划编制、通风系统维护、通风轮换等。
1、通风计划编制：通风计划是制定机械通风或自然通风的前提和基础，应在考虑矿井经营、生产和环境保障的前提下，制定适宜的通风计划。
矿井通风动力.doc
第六节 矿井通风动力一 、自然风压(一)、 自然风压及其形成和计算图1—6—1 简化矿井通风系图1-6-1为一个简化的矿井通风系统，2-3为水平巷道，0-5为通过系统最高点的水平线。
如果把地表大气视为断面无限大，风阻为零的假想风路，则通风系统可视为一个闭合的回路。
在冬季，由于空气柱0-1-2比5-4-3的平均温度较低，平均空气密度较大，导致两空气柱作用在2-3水平面上的重力不等。
其重力之差就是该系统的自然风压。
它使空气源源不断地从井口1流入，从井口5流出。
在夏季时，若空气柱5-4-3比0-1-2温度低，平均密度大，则系统产生的自然风压方向与冬季相反。
地面空气从井口5流入，从井口1流出。
这种由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。
由上述例子可见，在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。
p 为井口的大气压，Pa ；Z 为井深，m ；0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，kg/m 3，则自然风压为：H Zg N m m =-()ρρ12 (1-6-1)(二)、自然风压的影响因素及变化规律1、自然风压变化规律自然风压的大小和方向，主要受地面空气温度变化的影响。
如图1-6-2、图1-6-3所示分别为浅井和我国北部地区深井的自然风压随季节变化的情形。
由图可以看出，对于浅井，夏季的自然风压出现负值；而对于我国北部地区的一些深井，全年的自然风压都为正值。
图1-6-2 浅井自然风压随季节变化图图1-6-3 深井自然风压随季节变化图2、自然风压影响因素（1）两侧空气柱的温度差矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响的主要因素。
影响气温差的主要因素是地面入风气温和风流与围岩的热交换。
其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。
（2）矿井深度当两侧空气柱温差一定时，自然风压与矿井或回路最高与最低点间的高差Z 成正比。
深1000m的矿井，“自然通风能”占总通风能量的30%。
矿井通风基本知识
3 局部通风 局扇通风是目前矿山局部通风最常用的一种方法，按
局扇通风方式又分为压入式、抽出式和混合式三种。 压入式通风是扇风机把新鲜风流经风筒压送到工作面，
而污浊空气沿巷道排出。这种通风方式工作面的通风时间短， 但全巷道的通风时间长，故适用于较短巷道掘进时的通风。
抽出式通风是扇风机将工作面的污浊空气经风 筒抽排至排风道，新风由巷道进入工作面。
矿井通风基本知识
一 矿井通风的目的和任务
矿井通风定义：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矿井通风。
1.1 矿井通风的目的
矿井通风的主要目的是供给矿井新鲜风量，冲淡并排出有毒、有害气体和矿尘，保 证井下风流质量和数量符合国家安全卫生标准；创造安全、健康的工作环境， 防止各种伤害和爆炸事故；保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源 和财产。
过0.5％；总回风流中不得超过0.75％；当采掘工作面风流中二氧 化碳浓度达到1.5％或采区、•采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓 度超过1.5％时，必须停工处理。
4 矿井空气中的有害气体 空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2 、NH3 、H2 。 4.1 基本性性质 １）一氧化碳（CO） 一氧化碳是一种无色、•无味、•无臭的气体。相对密度为0.97，微
2 矿井空气的主要成分及基本性质 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; 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。 1）氧气(O2) 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过
程所需的氧气量，取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。
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。
3矿井通风9矿井通风的基本理论
9.2
矿井通风动力
自然风压的形成和计算
简化的矿井通风系统
在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温 度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。自然风压为： HN=Zg(ρm1-ρm2)
自然风压的变化规律及其影响因素 A 自然风压变化规律
浅井自然风压随季节变化图
深井自然风压随季节变化图
B 自然风压的影响因素 （1）两侧空气柱的温度差。 （2）矿井深度。 （3）主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。 （4）地面大气压、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自 然风压也有一定影响，但影响较小。 C 自然风压的控制和利用 （1）应充分考虑利用地形和当地气候特点； （2）应适时调整主要通风机的工况； （3）要掌握自然风压的变化规律； （4）在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通 风； （5）利用自然风压做好非常时期通风。
i 1
n
hi
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电动机功率 通风机转速
P 3 U I cos
大气参数：大气压力、温度和湿度 测定步骤 1.测定前的准备； 2.组织分工； 3.测定工作； 4.资料整理。
9.3
矿井通风阻力
同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的 流动状态。风流的流动状态有层流与紊流两种。 层流是指当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴 平行的方向做层状运动。 紊流是指当流速较太时，流体质点的运动速度在大小和方 向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，且在流 体内部存在着时而产生、时而消失的旋涡。 影响因素：流体的速度、粘性和管道尺寸。雷诺数表示： vd Re
9.1
矿井空气
矿井空气：由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合 气体。 主要组成：氧气、氮气、二氧化碳、水蒸汽、有害气体（瓦斯 、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气、氢气、矿 尘等。 氧气：维持人体生命和劳动必不可少。矿井空气中氧气浓度 降低的主要原因有：氧化；火灾、爆炸；煤炭自燃；人员呼 吸；爆破及生产产生的有害气体的混入。 氮气：井下氮气的主要来源是：地面大气、有机物的腐烂、 爆破、煤岩中涌出等。 二氧化碳：能维持正常呼吸。矿井空气中二氧化碳的主要来 源有：有机物的氧化、人员的呼吸、煤和岩石的缓慢氧化， 以及矿井水与碳酸性岩石的分解作用，爆破工作等。
矿井通风技术
矿井通风技术集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-矿井通风技术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，以防止各种伤害和爆炸事故，保证井下职工的安全和健康，提高劳动生产的效率。
矿内空气的主要成分是氧、氮和二氧化碳。
矿内空气中含氧量不得低于20％；有人工作或可能有人到达的井巷，二氧化碳不得大于o．5％；总回风流中，二氧化碳不超过1％。
(一)矿井通风系统矿井通风系统是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、通风动力和通风控制设施(通风构筑物)的总称。
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生产矿井，都应按照有关法律法规的规定，建立和完善矿井通风系统。
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；按主要通风机的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。
此外，阶段通风网络、采区通风网络和通风构筑物，也是通风系统的重要构成要素。
防止漏风，提高有效风量率，是矿井通风系统管理的重要内容。
矿井通风的动力有自然通风和机械通风两种。
自然通风是利用自然风压对矿井或井巷进行通风的方法；机械通风是利用通风机产生的风压，对矿井或井巷进行通风的方法。
小型矿山，特别是那些山区平硐开拓的中小型矿井，自然通风起了相当的作用。
自然通风对机械通风有一定的影响，当自然风压与机械风压一致时，对矿井通风有利，能增加矿井的风量，反之会影响矿井通风。
《煤矿安全规程》规定，煤矿井下必须使用机械通风。
矿井反风是为防止灾害扩大和抢救人员的需要而采取的迅速倒转风流方向的措施。
矿井反风的方式分为全矿性反风和局部反风。
(二)阶段通风、采场通风及通风构筑物矿井开采通常多阶段同时作业。