矿井通风与安全《通风部分》第二章 矿井空气流动的基本理论PPT课件

矿井通风与安全（中国矿 业大学 课件）
通过探索矿井通风与安全，我们将深入了解其概述和意义，以及矿井通风系 统的组成和原理。我们还将研究矿井通风流动规律和风量计算，以及矿井瓦 斯和粉尘的扩散和控制方法。最后，我们将介绍矿井通风的安全管理。
矿井通风概述
介绍矿井通风的定义、目的以及与矿井安全相关的重要性。探讨矿井通风对于保障矿工健康和提高生产效率的 作用。
探讨矿井通风安全管理的重要性和基本原则。介绍矿井通风安全管理的策略和措施，以确保矿工在工作中的安 全。
矿井瓦斯与粉尘的扩散和控制
研究矿井瓦斯和粉尘的扩散规律以及相关的控制方法。探索如何有效地减少瓦斯和粉尘对矿工健康和安 全的影响。
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瓦斯扩散特性
探索瓦斯在矿的粉尘控制技术，包括湿法和干法处理等。
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瓦斯控制方法
讨论瓦斯抽放、防爆措施和气体监测等控制方法。
矿井通风安全管理
矿井通风系统的组成和原理
详细介绍矿井通风系统的各个组成部分，包括主风机、风道、风门等。解释 矿井通风系统的基本原理以及各部件的作用。
矿井通风流动规律
研究矿井通风流动的基本规律，包括气流路径、速度分布和压力变化等。探索不同条件下的气流行为和影响因 素。
矿井风速与风量的计算
介绍矿井风速和风量的计算方法。讨论如何根据矿井尺寸、风机性能和阻力 系数等参数，确定合理的风速和风量。

因此在△t时间里，外力对这段液体所作的总功 为：
W＝F1V1△t－F2V2△t＝ P1S１V1△t－ P2S2V2△t 按流体的连续性方程S1V1＝S2V2＝Q，代入上式得：
W＝(P1－P2)S1Vl△t＝ (P1－P2)Q△t＝ (P1－P2) v 式中 v——管道Sl、S1 ’间或S2、S2’间流体的体积。
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2.3 矿井风流能量(机械能)与压力
• 风流任一断面上的能量（机械能）由三部分 组成，压能，位能及动能。但在通风测量中， 他们并不以能量的形式出现，而是以压力的 形式出现，这三部分能量分别表示为静压， 位压和动压。
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一、压能 力（N）、压能（J/m3）、压力（N/m2，Pa ）
P=F/A=gh Pa
• 因此，如果液体的密度已知，h就可代表压力
N/m2 or
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相对压力、绝对压力、大气压力
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U型管水柱计一种简单并灵敏的测压计。分垂直与 倾斜两种，但不管哪一种都是由一根内径相同的玻璃管 弯成U形管，并在其中装入蒸馏水(或酒精)，在U形管中 间置一刻度尺所组成。当将它与测点和大气相连时，压 力大的一侧液面将下降。
由于所定基准面不同，位压的绝对值亦不同，但在 矿井通风中通常是比较两断面上的位压差，这时1、2断面 的位压差等于这段空气柱在单位面积上的重量 (hei＝ γ(Z1—Z2)＝ γZ1-2 Pa）。
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值得指出的是：由于在推导能量方程的 过程中矿井空气均按不可压缩流体来考虑的， 即重率不变。这样推导出来的公式便于应用， 比较简单。而实际上的矿井空气受矿井垂深 的影响，空气重率还是有些变化，为了弥补 这种由空气重率带来的误差，常把能量方程 写成如下形式：

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第二章
通风阻力及动力
• 2.1.2 矿井风流的能量方程 • 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，就必须有通风动力对空 气做功，使得通风阻力和通风动力相平衡。 空气在其流动过程中，由于自身的因素和 流动环境的综合影响，空气的压力、能量 和其他状态参数沿程将发生变化。本节将 重点讨论矿井通风中空气流动的压力和能 量变化规律，导出矿井风流运动的连续性 方程和能•
通风阻力及动力
(三)关于能量方程使用的几点说明 从能量方程的推导过程可知，方程是在一定的条件下导出的，并对它 做了适当的简化。 因此，在应用能量方程时应根据矿井的实际条件，正确理解能量方程中各 参数的物理意义， 灵活应用。 (1)能量方程的意义是，表示1kg(或1m3)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(压能、位能、 动能)的变化量。 (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 方向假设错误。 (4)正确选择基准面。 (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。
第二章
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通风阻力及动力
(一)单位质量(1kg)流体能量方程 1．能量组成(讨论1kg空气所具有的能量) 在井巷通风中，风流的能量由机械能(压能、位能、动 能)和内能组成，常用lkg空气或1m3空气所具有的能量表 示。 1)风流具有的机械能 风流具有的机械能包括压能、位能和动能。 2)风流具有的内能 风流的内能是风流内部储存能的简称，它是风流内部 所具有的分子内动能与分子位能之和。 2．风流流动过程中能量分析 风流在如图2-2-2所示的井巷中流动，设1、2断面的 参数分别为风流的绝对静压P1、P2(Pa)；风流的平均流 速(m/s)；风流的内能ul、u2(J/kg)；风流的密度(kg/m3)距 基准面的高程Z1、Z2(m)。

PPT课件矿井通风与安全一、矿井通风的基本概念矿井通风是指在煤矿、金属矿山等地下工程中，通过通风管道或开口使新鲜空气进入矿井，排出废气或污气，控制矿井内空气质量和温度，保障矿井内作业人员的健康和安全。

二、矿井通风的作用和意义1、保障人员健康和安全矿井内长期存在的尘埃、有毒有害气体等大气污染物会引起作业人员慢性职业病，如矽肺病、尘肺病等，甚至会危及生命。

通过通风换气，保证矿井内作业环境清新无污染，有利于人们的健康和安全。

2、提高生产效率矿井通风还有助于控制矿井内的温度和湿度，改善采掘作业环境，减少矿工疲劳度，提高生产效率和品质。

3、保护设备和矿井设施矿井内长期存在的氧化作用、水分和腐蚀等因素严重影响设备和矿井设施的使用寿命和稳定性，矿井通风可以延长设备和矿井设施的使用寿命，降低维修成本。

三、煤矿通风系统的组成及分布煤矿通风系统主要由进入矿井的新鲜空气、矿井内的其它气体和出矿井的尾气组成。

通风系统是由揭井、主风机、分支管道、阻力区、风道过渡，气流调节和瓦斯抽放等配件组成的。

煤矿通风的基本形式是分层、径向、主次通道结合。

四、矿井安全煤矿及其它矿山的安全是极其重要的，它关系到工人的安全和国家的产业和安全。

1、矿井安全的主要危害(1) 瓦斯爆炸：因为矿井内煤层中蕴藏着一定量的瓦斯，如果未能有效爆炸，则可能导致煤矿及其它矿山的大量工人死亡。

(2) 煤矿事故：煤矿事故包括坍塌、顶板事故、煤矿地震、高地下水位、电气事故等。

2、矿井安全之解决措施矿井内的工作岗位应尽可能实现自动化和智能化，矿工应根据作业温度选择最适合的工作服装，尽量减少工人劳动强度和工频辐射。

同时，矿井内应设置明确的警示标志和安全措施，严格实施安全规程，定期开展安全培训，提高员工安全意识。