1.矿井空气

《通风安全学》课程复习思考题与习题安徽理工大学能源与安全学院安全工程系编二00六年三月《通风安全学》复习思考题与习题第一章矿井空气1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何区别？1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。

1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。

1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。

1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。

第二章矿井空气流动基本理论2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。

2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。

2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？2-5 试述能量方程中各项的物理意义。

2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎样反映的？2-9 为什么风道入口断面的绝对全压可认为等于入口外面的大气压（或绝对静压），风道出口断面的绝对静压等于出口外面的大气压（或绝对静压）？2-10 抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器？扩散器安装有效的条件是什么？2-11 作为通风动力的通风机全压在克服风道通风阻力中起什么作用？已知通风机的进出口断面上的全压如何求算通风机全压？2-12 用压差计法测定通风阻力时，如果胶皮管中的空气温度大于井巷中的空气温度，测出的压差是否等于通风阻力？偏大还是偏小？=12.1324N/m3）γ=1.2380kg/m3，v=0.8078m3/kg，ρ为75%，求空气的密度、比容和重率。

一、填空题1、矿井空气主要是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成的。

2、矿井通风的主要任务是：满足人的呼吸需要；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。

3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及人员的呼吸。

4、影响矿井空气温度的因素有：岩层温度、地面空气温度、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。

5、矿井空气中常见有害气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和瓦斯等。

6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。

7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。

8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于20％，二氧化碳浓度不得超过0.5％。

9、通常认为最适宜的井下空气温度是15-20℃，较适宜的相对湿度为50-60％。

10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有爆炸燃烧性。

一氧化碳极毒，能优先与人体的血色素起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。

11、矿井通风系统是指风流由进风井进入矿井，经过井下各用风场所，然后从回风井排出，风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。

12、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。

13、当巷道的断面发生变化或风流的方向发生变化时，会导致局部阻力的产生。

14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。

作用有三：一是保护风机；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用；15、掘进巷道时的通风叫掘进通风。

其主要特点是：只有一个出口，本身不能形成通风系统。

16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有安全性较好；有效射程大，排烟和瓦斯能力强；能适应各类风筒；风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。

矿井通风习题〔模块一矿井空气〕一、解释题1．新鲜空气:2．污浊空气:3．绝对湿度:4．相对湿度:二、填空题1．地面空气的主要成分为、和，按体积计算它们在空气中所占的百分比分别为、和。

2．《煤矿安全规程》(简称《规程》下同)第100条第二款对、、、和等5种有害气体的最高允许浓度作了具体规定，其最高允许浓度分别是％、％、％、％和％。

3．《规程》规定：在采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于％，二氧化碳浓度不得超过％。

4．检测矿井有害气体浓度的方式有2种，一种称之为；另一种称之为。

检定管检测法属。

5．用检定管检测有害气体浓度的原理是：当含有被测气体的空气以一定的速度通过检定管时，被测气体即与发生化学反应，根据指示胶变色的或变色的即可确定被测气体的浓度。

前者称为式，后者称为式。

6．一氧化碳检定管是以为载体，吸附化学试剂和作为指示胶，当含有一氧化碳的空气通过检定管时，与指示胶反应，有生成，沿玻璃管壁形成一个。

7．矿井气候条件的好坏取决于矿井空气的、和的综合作用。

最适宜的井下空气温度是℃，一般认为较适宜的相对湿度为％。

8．对浅井而言，矿井空气温度变化规律是：进风路线有现象，在整个风路上，采煤工作面一般是气温最的区段，回风路线上的空气温度略有，基本上常年变化。

矿井空气湿度变化规律是：在进风路线上往往出现的现象，矿井回风巷和出风井的相对湿度都在以上，而且一般常年变化。

9．已知某矿井下A处的空气温度为20℃，则查表可得该处的饱和水蒸气量为g／m3；另一处B的空气温度为25℃，则查表可得该处的饱和水蒸气量为g／m310．用手摇湿度计测得井下A处空气的干温度为18℃、湿温度为16℃：，则查表可得A处空气的相对湿度为；测得B处空气的干、湿温度均为16℃：，则查表可得B处空气的相对湿度为。

11．人体散热的方式有、和3种。

当气温较低时，人体产生的热量大部分以及形式散失；当气温超过37℃时，人体的主要散热方式是。

12．《规程》第：101条对井巷中的最低、最高允许风速作了具体规定，其中：(1)主要进、回风巷，最高m／s。

矿井空气中的主要成分矿井空气是指位于地下矿井内的空气组成。

由于矿井深处通常没有充分的氧气供应，所以矿井空气中的成分与地表空气有所不同。

本文将详细介绍矿井空气中的主要成分。

首先，矿井空气中的主要成分是氮气。

氮气是一种惰性气体，占据空气的主要比例，通常约占78%。

这是因为地球大气层中的氮气含量非常丰富，在进入矿井空间时会被带入其中。

其次，矿井空气中的第二主要成分是氧气。

与地表空气相比，矿井空气中的氧气含量会下降，通常约为21%左右。

这是由于矿井深入地下，氧气很难通过自然通风或其他机制到达矿井深处。

因此，在矿井中，氧气供应可能是有限的。

然后，矿井空气中的第三主要成分是水蒸气。

矿井地下通常存在一定的地下水位，水蒸气会从地下水面向上蒸发，进入矿井空间。

水蒸气的含量通常取决于地下水位高低以及矿井通风状况等因素。

此外，矿井空气中还可能含有其他气体，如甲烷、硫化氢、一氧化碳等。

这些气体通常来自煤层瓦斯或其他地质作用的副产物。

这些气体的浓度和含量与具体矿井的地质条件相关，因此每个矿井的气体组成可能不同。

对于矿井空气的成分控制和处理，矿井通常会采取一系列的安全措施。

例如，通过通风系统提供足够的氧气供应，确保矿工能够呼吸到足够的新鲜空气。

此外，矿井也会安装气体探测器，以及相应的报警系统，及时发现和处理异常的气体浓度。

综上所述，矿井空气的主要成分主要包括氮气、氧气和水蒸气。

此外，矿井地下的特殊环境可能导致其他气体的存在，如二氧化碳、甲烷等。

理解和控制矿井空气的成分对矿工的健康和安全至关重要。

因此，在矿井开采过程中需采取相应的措施来确保矿工的生命安全。

矿井空气的名词解释当谈到矿井空气时，我们通常指的是煤矿或其他矿山中的气态环境。

矿井空气与自由空气存在明显差异，主要由氮气、氧气、二氧化碳、甲烷等组成。

这些气体的特性和浓度对矿工的安全和健康具有重要影响。

以下将进一步探讨矿井空气的组成、流动和污染等相关问题。

1. 矿井空气的组成矿井空气主要由氮气（N2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等气体组成。

氮气占空气的主要成分，约占78%，它在矿井空气中的浓度也较高。

氧气是矿工维持生存所需的重要元素，占空气的约21%。

二氧化碳主要通过人员和设备的代谢作用产生，浓度占空气的约0.03%。

甲烷是煤矿中常见的可燃气体，其浓度随矿井深度的增加而增加。

2. 矿井空气的流动矿井空气的流动是指空气在矿井内的传递和交换过程。

矿井的开拓和挖掘会破坏地下原有的气流平衡，因此需要通过适当的通风系统来保持空气的流通。

通风系统可以分为主通风和局部通风两种形式。

主通风是指通过采风井和回风井进行的整体通风，局部通风则是在矿工作面局部设置的通风设施。

矿井空气的流动对于矿工的安全至关重要。

良好的通风系统可以将有害气体及时排出，防止煤尘和甲烷积累引发爆炸和窒息事故。

此外，通风还有助于控制矿井温度和湿度，提供舒适的工作环境。

3. 矿井空气的污染矿井空气的污染主要来自于煤矿开采过程中产生的废气和煤尘。

废气包括煤的燃烧产物和人员、设备的代谢产物，如二氧化碳、一氧化碳、硫化物等。

这些废气中含有大量有毒有害物质，对矿工的身体健康造成威胁。

另外，煤尘也是煤矿空气中的重要污染源。

煤尘产生于采煤、运输和处理过程中，它不仅有机械性地影响呼吸道，还会在空气中悬浮，并引发尘爆和呼吸系统疾病。

为了保护矿工的健康，减少空气污染对矿井环境的影响，各国对煤矿采取了一系列的措施，如加强通风、降低煤尘产生和处理废气等。

4. 矿井空气的检测为了监测和控制矿井空气的质量，矿山通常配备空气检测系统。

这些系统可以实时监测矿井中的氧气浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度等参数，并通过报警器提醒矿工注意安全。

教学模块Ⅰ矿井空气及调节1.1 矿井空气成分、性质和变化规律1.1.1 矿井空气的成分矿井空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后会发生物理和化学两种变化，变化，因而矿井空气在成分、质量和数量都和地面空气有着程度不同的区别。

1.1.1.1地面空气成分的种类和数量地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。

在混合气体中，水蒸气的浓度随地区和季节而变化，其平均的体积浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质，有时能污染局部地区的地面空气。

新鲜空气无色，无味和无臭，是维持生命所必需的，并能助燃。

1.1.1.2 矿井空气的主要成分及生成上面提到，地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分的浓度也发生改变。

1.矿井空气的主要成分就煤矿而官，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、N02、H 2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。

由于各矿的具体条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都有一定的差异。

在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够的浓度，其余九种(水蒸气除外)气体和浮尘，超过一定浓度时，对人体都是有害的，必须把它们的浓度降低到没有危害的程度．在这九种气体中CO、H2S、SO2和N02超过一定浓度时，还能使人体中毒。

故称这九种气体为有害有毒气体，又名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指CH4。

CH4是煤矿井下昔遍存在的气体，在一定浓度范围内，具有爆炸性。

所以，CH4是煤矿井下最危险的气体。

煤矿井下经常出现且数量较多的气体是CH4和CO2，它们是计算矿井所需风量的主要根据。

2.物理变化井下的物理变化有：气体混入：沼气(CH4)、二氧化碳和硫化氢(H2S)等气体从地层中涌出到井下空气中。

多数矿井有沼气涌出现象,沼气涌出量的大小各矿不同，有些矿井沼气涌出量高达40～50m3/min，有些矿井还伴随沼气涌出氮(N2)二氧化硫(SO2)和氢(H2)等气体。

矿井通风的基本要求1. 井下空气成分。

采掘工作面的进风流中，O2浓度不低于20%，CO2不超过0.5％;所有有关人员工作的地点，CO不超过0.0024％，NO2不超过0.00025％，SO2不超过0.0005％，H2S不超过0.00066％，NH3不超过0.004％。

2. 井巷的最高最低风速，各井巷的空气温度，风量都必须符合《煤矿安全规程》要求。

3. 矿井必须要有完整独立的通风系统，改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施。

掘进巷道贯通时，综合机械化掘进巷道在相距50m前，其它巷道在相距20m前，必须停止一个工作面作业，做好调整通风系统的准备工作，贯通的整个过程当中，必须要有防止瓦斯、爆炸、火灾等事故的安全措施。

4. 矿井开拓新水平和准备新采区的回风，必须引入总回风巷或主要回风巷中。

在未构成通风系统前，可将此种回风引入生产水平的进风中，但在有瓦斯喷出或有煤与瓦斯空出危险的矿井中，开拓新水平和准备新采区时，必须先在无喷出或空出危险的煤层中掘进巷道并构成通风系统。

5. 生产水平和采区必须实行分区通风。

准备采区，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其它巷道。

采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。

高、突矿井的每个采区和有自然发火危险的采区，必须设置至少1条专用回风巷。

低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。

采区进回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷，一段为回风巷。

6. 采掘工作面应实行独立通风。

同一采区、同一煤层上下相连的同一风路中的两个采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2 个掘进工作面，布置独立通风有困难时，在制定措施后，可采用串联通风，但串联通风的次数不得超过l次。

采区为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但必够制定安全措施，且串联通风的次数不得超过1次；构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。