礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)03

1、礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)1礦井通風(fēng)與礦井安全2主要學(xué)習(xí)內(nèi)容介紹兩大部分組成：一、礦井通風(fēng)二、礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)3主要學(xué)習(xí)內(nèi)容介紹一、礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的歷史發(fā)展、課程設(shè)置二、礦井空氣的成分、性質(zhì)及變化規(guī)律三、礦井風(fēng)流運動特征與風(fēng)流能量變化四、礦井風(fēng)流流態(tài)與流動阻力（通風(fēng)阻力）五、礦井通風(fēng)動力與動力設(shè)備類型、特性六、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與風(fēng)流流動規(guī)律七、采區(qū)通風(fēng)八、掘進(jìn)通風(fēng)九、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)（按需調(diào)節(jié)）十、礦井通風(fēng)設(shè)計（通風(fēng)方式、風(fēng)量分配、阻力、設(shè)備選型）十一、礦井空氣降溫與加熱（空氣調(diào)節(jié)）4礦井通風(fēng)部分1、礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)的歷史發(fā)展、課程設(shè)置2、礦井空氣的成分、性質(zhì)及變化規(guī)律3、礦井風(fēng)流運動特征與風(fēng)流能量變

2、化4、礦井風(fēng)流流態(tài)與流動阻力（通風(fēng)阻力）5、礦井通風(fēng)動力與動力設(shè)備類型、特性6、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與風(fēng)流流動規(guī)律7、采區(qū)通風(fēng)8、掘進(jìn)通風(fēng)9、礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)（按需調(diào)節(jié)）10、礦井通風(fēng)設(shè)計（通風(fēng)方式、風(fēng)量分配、阻力、設(shè)備選型）11、礦井空氣降溫與加熱（空氣調(diào)節(jié)）5礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)部分1、礦井瓦斯防治2、礦井火災(zāi)防治3、礦井粉塵災(zāi)害4、礦井水防治6主要參考書目1.黃元平礦井通風(fēng)2.趙以蕙 礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)3.張國樞通風(fēng)安全學(xué)4.王德明 礦井通風(fēng)與安全5.俞啟香礦井瓦斯防治6.中國礦井通風(fēng)工程圖集 7.煤礦安全規(guī)程7學(xué)習(xí)方式課堂講授 （40/72）實驗（8/12）8考察方式1、實驗報告2、平時考察（考勤、

3、作業(yè)）3、閉卷考試9自我介紹姓名：潘奇志聯(lián)系方式:MB/QQ848858981專業(yè)：安全技術(shù)與工程、采礦工程10 從這一刻開始，我們將一起學(xué)習(xí)和探討有關(guān)礦井通風(fēng)的各類知識。11緒論一、國內(nèi)安全生產(chǎn)方針安全第一、預(yù)防為主、綜合治理二、礦井通風(fēng)概念1 .何為礦井通風(fēng)2. 通風(fēng)任務(wù)、目的、手段三、礦井通風(fēng)發(fā)展簡史古代 不知通風(fēng)1640 自然通風(fēng)1650 回風(fēng)線路設(shè)置火爐（熱風(fēng)壓）1849 蒸汽離心式通風(fēng)機1898 電力軸流式通風(fēng)機現(xiàn)在 趨向通風(fēng)自動化12早期的通風(fēng)裝置：人踩風(fēng)箱鼓風(fēng)風(fēng)箱管 道踏板早期的通風(fēng)裝置：馬踩輪子通風(fēng) 早期的通風(fēng)裝置：馬轉(zhuǎn)圈通風(fēng)軸流式局部通風(fēng)機16軸流式主要通風(fēng)機四、通風(fēng)課程設(shè)

4、置 是采礦工程、安全技術(shù)與工程專業(yè)的主干專業(yè)課之一。 前置課程為：采煤學(xué)（或采煤概論）、流體力學(xué)、熱力學(xué)等 后續(xù)課程：礦井安全類課程第一章 礦井空氣成分一、國內(nèi)安全生產(chǎn)方針安全第一、預(yù)防為主、綜合治理二、礦井通風(fēng)概念1 .何為礦井通風(fēng)2. 通風(fēng)任務(wù)、目的、手段三、礦井通風(fēng)發(fā)展簡史古代 不知通風(fēng)1640 自然通風(fēng)1650 回風(fēng)線路設(shè)置火爐（熱風(fēng)壓）1849 蒸汽離心式通風(fēng)機1898 電力軸流式通風(fēng)機現(xiàn)在 趨向通風(fēng)自動化19礦井通風(fēng)目的：為井下各工作地點提供足夠的新鮮空氣，使其中有毒有害氣體、粉塵不超過規(guī)定值，并有適宜的氣候條件。礦井通風(fēng)系統(tǒng)：主要通風(fēng)機、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)巷道和通風(fēng)構(gòu)筑物組成。礦井通風(fēng)系統(tǒng)

5、礦井的心臟與動脈，是保障礦井安全的最主要技術(shù)手段之一。20通風(fēng)機巷道網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)設(shè)施第二章 礦井空氣 主要為大家介紹礦井井下空氣成分、有毒有害氣體和氣候條件。222.1 礦內(nèi)空氣成分及其基本性質(zhì)氣體成份（分子式）體積百分比（%）質(zhì)量百分比(%)氮氣（N2）78.0975.55氧氣（O2）20.9523.13二氧化碳（CO2）0.030.05氬氣，其它稀有氣體0.931.25地面空氣主要成分礦內(nèi)空氣地面空氣進(jìn)入礦井以后，其成分和性質(zhì)要發(fā)生一系列變化，如氧濃度降低，二氧化碳濃度增加；混入各種有毒、有害氣體和礦塵；空氣的狀態(tài)參數(shù)（溫度、濕度、壓力等）發(fā)生改變等。一般來說，將井巷中經(jīng)過用風(fēng)地點以前、受污染

6、程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣稱為新鮮空氣（新風(fēng)）；經(jīng)過用風(fēng)地點以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣，稱為污濁空氣（乏風(fēng)）。25有毒有害氣體成分盡管礦井空氣與地面空氣相比，在性質(zhì)上存在許多差異，但在新鮮空氣中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。在污濁空氣中含有大量有毒有害氣體：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氫（H2S）等。262.1.1 氧氣（O2） 氧氣是維持人體正常生理機能所需要的氣體。人類在生命活動過程中，必須不斷吸入氧氣，呼出二氧化碳。人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動強度等。27人體需氧量與勞動強度的關(guān)系勞動強度呼吸空氣量/L

7、min-1氧氣消耗量/Lmin-1休息0.20.4輕勞動0.6.0中度勞動1.2.6重勞動1.82.4極重勞動2.53.0人體缺氧癥狀與氧濃度的關(guān)系當(dāng)空氣中氧濃度降低時，人體就可能產(chǎn)生不良生理反應(yīng)，出現(xiàn)種種不適癥狀，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致缺氧死亡。氧濃度（體積）/%主要癥狀17靜止時無影響，工作時能引起喘息和呼吸困難15呼吸及心跳急促，耳鳴目眩，感覺和判斷能力降低，失去勞動能力1012失去理智，時間稍長有生命危險69失去知覺，呼吸停止，如有及時搶救幾分鐘內(nèi)可能導(dǎo)致死亡礦內(nèi)空氣中氧濃度降低的主要原因人員呼吸煤巖和其他有機物的緩慢氧化煤炭自燃瓦斯、煤塵爆炸煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體在井下通風(fēng)不良的

8、地點，如果不經(jīng)檢查而貿(mào)然進(jìn)入，就可能引起人員的缺氧窒息。煤礦安全規(guī)程規(guī)定，礦內(nèi)采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中氧含量不得低于20%。302.1.2 氮氣（N2）氮氣是一種惰性氣體，是新鮮空氣中的主要成分，它本身無毒、不助燃，也不供呼吸。但空氣中若氮氣濃度升高，則勢必造成氧濃度相對降低，從而也可能導(dǎo)致人員的窒息性傷害。正因為氮氣為惰性氣體，因此又可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。礦井空氣中氮氣主要來源是：井下爆破和生物的腐爛，有些煤巖層中也有氮氣涌出。312.1.3 二氧化碳（CO2）二氧化碳是無色，略帶酸臭味的氣體，比重為1.52，很難與空氣 均勻混合，故常積存在巷道的底部，在靜止的空氣中有明顯的分界。

9、二氧化碳不助然也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，對眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。在新鮮空氣中含有微量的二氧化碳對人體是無害的，但如果空氣中完全不含有二氧化碳，則人體的正常呼吸功能就不能維持。32二氧化碳對人呼吸的影響在搶救遇難者進(jìn)行人工輸氧時，往往要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以刺激遇難者的呼吸機能。當(dāng)空氣中二氧化碳的濃度過高時，也將使空氣中的氧濃度相對降低，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴(yán)重時也可能造成人員中毒或窒息。33二氧化碳中毒癥狀與濃度的關(guān)系二氧化碳濃度（體積）/%主 要 癥 狀1呼吸加深，但對工作效率無明顯影響3呼吸急促，心跳加快，頭痛，人體很快疲勞2呼吸困難，頭痛

10、，惡心，嘔吐，耳鳴6嚴(yán)重喘息，極度虛弱無力79動作不協(xié)調(diào)，大約十分鐘可發(fā)生昏迷911數(shù)分鐘內(nèi)可導(dǎo)致死亡礦內(nèi)二氧化碳的主要來源礦井空氣中二氧化碳的主要來源是：煤和有機物的氧化；人員呼吸；碳酸性巖石分解；炸藥爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤塵爆炸等。此外，有的煤層和巖層中也能長期連續(xù)地放出二氧化碳，有的甚至能與煤巖粉一起突然大量噴出，給礦井帶來極大的危害。規(guī)程規(guī)定：進(jìn)風(fēng)流中二氧化碳不超過0.5%；總回風(fēng)流中，二氧化碳不超過1%。352.1.4 一氧化碳（CO）CO是一種無色、無味、無臭的氣體，相對密度為0.97，微溶于水，能與空氣均勻地混合。CO能燃燒，濃度在1375%時有爆炸的危險；CO與人體血液中血紅

11、素的親合力比氧大150300倍（血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞）。一旦CO進(jìn)入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機會，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。36HbCO指數(shù)CO隨空氣吸入后，通過肺泡進(jìn)入血液循環(huán)，與血液中的血紅蛋白（Hb）和血液外的其他某些含鐵蛋白質(zhì)（如肌紅蛋白、二價鐵的細(xì)胞素等）形成可逆性的結(jié)合。由于其與血紅蛋白的親和力要比氧與血紅蛋白的親和力大240倍，故把血液內(nèi)氧合血紅蛋白中的氧排擠出來，而形成碳氧血紅蛋白（HbCO）；又由于碳氧血紅蛋白的離解比氧合血紅蛋白（HbO2）的離解慢3600倍，故HbCO較之HbO2更為

12、穩(wěn)定。37毒理和臨床表現(xiàn)一氧化碳（CO） CO + Hb HbCO 親和力 HbCO HbO2 300倍解離速度 HbCO HbO2 3600倍 38毒理和臨床表現(xiàn)（1）CO所致組織缺氧及其程度取決于以下因素:HbCO飽和度：空氣中 CO 濃度愈高，肺泡氣中 CO分壓愈大，血液中 HbCO飽和度愈高。吸入空氣中氧和CO分壓：吸入高氧分壓氣體，可加速HbCO解離和CO排出。每分鐘肺通氣量：勞動量大、空氣和血液中CO達(dá)到平衡的時間縮短。HbCO動脈血氧量對缺氧最敏感的中樞神經(jīng)系統(tǒng)能量供應(yīng)障礙，使大腦和基底神經(jīng)節(jié)，尤其是蒼白球和黑質(zhì)發(fā)生變性、軟化或壞死，出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害。39毒理和臨床表現(xiàn)（2）

13、急性中毒臨床表現(xiàn)主要為中樞神經(jīng)、心血管以及血液系統(tǒng)方面癥狀，如劇烈頭痛、頭昏、惡心、嘔吐；短暫昏厥、不同程度意識障礙或昏迷，皮膚粘膜呈櫻桃紅色。重者并發(fā)腦水腫、休克或嚴(yán)重心肌損害、呼吸衰竭。出現(xiàn)以錐體系或錐體外系癥狀精神意識障礙為主要表現(xiàn)的CO神經(jīng)精神后發(fā)癥或遲發(fā)腦病。40CO中毒癥狀與濃度的關(guān)系CO（ % ）主 要 癥 狀0.0223小時內(nèi)可能引起輕微頭痛0.0840分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛,眩暈和惡心。2小時內(nèi)發(fā)生體溫和血壓下降，脈搏微弱，出冷汗，可能出現(xiàn)昏迷0.32510分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛，眩暈。半小時內(nèi)可能出現(xiàn)昏迷并有死亡危險。1.28幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)昏迷和死亡。一氧化碳對人的生理作用42礦內(nèi)CO的來源

14、與允許濃度空氣中一氧化碳的主要來源有：井下爆破；礦井火災(zāi)；煤炭自然以及煤塵、瓦斯爆炸事故等。規(guī)程規(guī)定:礦內(nèi)空氣中CO濃度不得超過0.0024% 。43 2.1.5 二氧化硫(SO2) SO2是一種無色,有強烈硫磺味的氣體，易溶于水，在風(fēng)速較小時，易積聚于巷道的底部。對眼睛有強烈刺激作用。SO2與溶于水生成硫酸,對呼吸器官有腐蝕作用，使用喉嚨和支氣管發(fā)炎，呼吸麻痹,嚴(yán)重時引起肺病水腫，當(dāng)空氣中含二氧化硫為0.0005%時，嗅覺器官能聞到刺激味。0.002%時，有強烈的刺激，可引起頭痛和喉痛。0.05%時，引起急性支氣管炎和肺水腫，短期間內(nèi)即死亡。規(guī)程規(guī)定：空氣中二氧化硫含量不得超過0.0005%

15、。442.1.6 二氧化氮(NO2)二氧化氮是一種褐紅色的氣體，有強烈的刺激氣味，相對密度為1.59，易溶于水。二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強的硝酸，對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時可引起肺水腫。二氧化氮中毒有潛伏期，有的在嚴(yán)重中毒時尚無明顯感覺，還可堅持工作。但經(jīng)過624小時后發(fā)作，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點，并出現(xiàn)嚴(yán)重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。45二氧化氮中毒癥狀與濃度的關(guān)系二氧化氮（體積）/%主 要 癥 狀0.00424小時內(nèi)可出現(xiàn)咳嗽癥狀。0.006短時間內(nèi)感到喉嚨刺激，咳嗽，胸疼。0.01短時間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重中毒癥狀，神經(jīng)麻痹，嚴(yán)懲咳嗽，惡心，嘔吐。0.025短時

16、間內(nèi)可能出現(xiàn)死亡。 二氧化氮的來源與允許濃度礦內(nèi)空氣中二氧化氮的主要來源：井下爆破工作。規(guī)程規(guī)定氮氧化合物不得超過0.00025%。472.1.7 硫化氫（H2S） 硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001%即可嗅到。硫化氫相對密度為1.19，易溶于水，在常溫、常壓下一個體積的水可溶解2.5個體積的硫化氫，可能積存于舊巷積水中?？諝庵辛蚧瘹錆舛葹?.3%45.5%時有爆炸危險。 硫化氫劇毒，有強烈的刺激作用。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時主要以腐蝕刺激作用為主；濃度較高時能引起人體迅速昏迷或死亡。規(guī)程規(guī)定硫化氫的允許濃度為0.00066%。482003年12月23日22時左右

17、，重慶市開縣高橋鎮(zhèn)的川東北氣礦16H井發(fā)生特大井噴事故，造成243人死亡。49502.1.8 氨氣（NH3） 氨氣是一種無色、有濃烈臭味的氣體，比重為0.596，易溶于水，空氣濃度中達(dá)30%時有爆炸危險。 氨氣對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。 礦內(nèi)空氣中氨氣的主要來源：爆破工作，用水滅火等；部分巖層中也有氨氣涌出。規(guī)程允許濃度為0.004%。512.1.9 氫氣（H2）氫氣無色、無味、無毒，相對密度為0.07。氫氣能自燃，其點燃溫度比甲烷低100200，當(dāng)空氣中氫氣濃度為4%74%時有爆炸危險。 井下空氣中氫氣的主要來源：井下蓄電池充電時可放出氫氣；有些中等變質(zhì)的煤層中也有氫氣涌

18、出。規(guī)程規(guī)定允許濃度為0.5。522.1.10 甲烷（CH4）為瓦斯的主要成分，甲烷無色、無味、無臭，相對密度為0.55。難溶于水，擴(kuò)散性較空氣高1.6倍。無毒，但高濃度時可窒息。易燃燒，當(dāng)濃度為（516）、遇到（650750）以上高溫時易爆炸。 井下空氣中甲烷的主要來源：煤層、巖層。規(guī)程規(guī)定：采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中不超過0.5，回風(fēng)流中不超過1（0.8），礦井和一翼總回風(fēng)流中不超過0.75（0.7）。53 礦井常按井下瓦斯涌出情況劃分瓦斯等級，以實現(xiàn)分級安全管理。瓦斯等級劃分依據(jù)按相對瓦斯涌出量（m3/t）按絕對瓦斯涌出量（m3/min）低瓦斯礦井1040高瓦斯礦井1040煤與瓦斯突出礦井（巖石

19、與CO2突出礦井）發(fā)生過一次突出的即稱為突出礦井對只發(fā)生過動力現(xiàn)象的稱具突出危險礦井542.1.11 礦塵 井下采掘等生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生煤與巖石粉塵，稱為礦塵。礦塵（尤其是呼吸性粉塵）可造成塵肺病，可加速設(shè)備的磨損，可影響工人視野造成意外；另外，有些煤塵揚起后形成的煤塵霧可能爆炸。 呼吸性粉塵：直徑5m以下粉塵。55作業(yè)場所空氣中的粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)粉塵中游離SiO2的含量/%粉塵最高允許濃度/mg.m-3總粉塵呼吸性粉塵10103.5105021508020.58020.356 2.2 礦井氣候 礦井氣候是指礦井中空氣溫度、濕度與風(fēng)速的綜合作用狀態(tài)。57 2.2.1 礦內(nèi)空氣溫度氣體分子進(jìn)行的熱運動

20、，熱運動強烈程度由氣體分子熱運動動能大小表示，體現(xiàn)出氣體的冷熱程度。表示這種冷熱程度的參數(shù)是溫度。溫度的表示方法有三種：（1）絕對溫度（開，K）（2）攝氏度（度，）（3）華氏溫度（F）58礦內(nèi)空氣溫度是影響礦內(nèi)氣候條件的重要因素，是氣體狀態(tài)基本參數(shù)之一。氣溫過高或過低，對人體都有不良的影響。最適宜的礦內(nèi)空氣溫度是1520。1影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素1）巖石溫度巖層溫度的三帶（1）變溫帶：隨地面氣溫的變化而變化的地帶；（2）恒溫帶：地表下地溫常年不變的地帶；（3）增溫帶：恒溫帶以下地帶；59不同深度處的巖層溫度可按式計算： tt0+G ( ZZ0)式中 t0恒溫帶處巖層的溫度，；G地溫梯度，即

21、巖層溫度隨深度變化率，/m， 常用百米地溫梯度，即/100m；Z巖層的深度；Z0恒溫帶的深度。60影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素2）空氣的壓縮與膨脹 空氣向下流動時，空氣受壓縮產(chǎn)生熱量，一般垂深每增加100米，溫度升高1；相反，空氣向上流動時，則因膨脹而降溫，平均每升高100米，溫度下降0.80.9。3）氧化生熱 礦井內(nèi)的有機礦物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化發(fā)熱。例如，經(jīng)氧化生成2g二氧化碳時，可使1 m3空氣升溫14.5。在煤層中的采掘巷道，暴露煤面氧化產(chǎn)生的熱量較大，故回采工作面是通風(fēng)系統(tǒng)中溫度最高的區(qū)段。61影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素4）水分蒸發(fā) 水分蒸發(fā)時從空氣中吸收熱量，使空氣

22、溫度降低。每蒸發(fā)一克水可吸收0.585千卡的熱量，能使1 m3空氣降溫1.9，可見水的蒸發(fā)對降低氣溫起著重要的作用。5）通風(fēng)強度 (指單位時間進(jìn)入井巷的風(fēng)量)，溫度較低的空氣流經(jīng)巷道或工作面時，能夠吸收熱量，供風(fēng)量越大，吸收熱量越多。因此，加大通風(fēng)強度是降低礦井溫度的主要措施之一。62影響礦內(nèi)空氣溫度的主要因素6) 地面空氣溫度的變化 地面氣溫對井下氣溫有直接影響，尤其是較淺的礦井，礦內(nèi)空氣溫度受地面氣溫的影響更為顯著。7) 地下水的作用 礦井地層中如果有高溫?zé)崛?，或有熱水涌出時，能使地溫升高，相反，若地下水活動強烈，則地溫降低。) 其它因素 如機械運轉(zhuǎn)以及人體散熱等都對井下氣溫有一定影響。特

23、別是隨著機械化程度的不斷提高，機械運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量不能忽視。632礦內(nèi)空氣溫度的變化規(guī)律規(guī)程規(guī)定：井下采掘工作面氣溫26，機電硐室內(nèi)氣溫30 ，井下溫度范圍（226 ）。在進(jìn)風(fēng)路線上礦內(nèi)空氣的溫度與地面氣溫相比，有冬暖夏涼的現(xiàn)象?；夭晒ぷ髅娴臍鉁卦谡麄€風(fēng)流路線上，一般是最高的區(qū)段。在回風(fēng)路線上，因通風(fēng)強度大，水分蒸發(fā)吸熱，氣流向上流動而膨脹降溫，使氣溫略有下降，但基本上常年變化不大。平硐等淺井系統(tǒng)井下氣溫多隨地面空氣溫度變化而變化。642.2.2 礦內(nèi)空氣的濕度礦內(nèi)空氣濕度是指礦內(nèi)空氣中所含水蒸汽量。表示空氣濕度的方法有三種：1、絕對濕度（w）： 單位體積或質(zhì)量的濕空氣中所含水蒸汽量的質(zhì)量。

24、飽和絕對濕度（s） ：單位體積或質(zhì)量的濕空氣中所能含最大水蒸氣的質(zhì)量。2、相對濕度（ ）：指濕空氣中實際含有水蒸汽量與同溫度下的飽和水蒸汽量之比的百分?jǐn)?shù) 式中 w空氣中所含水蒸汽量(即絕對濕度)，g/m3； s在同一溫度下空氣中的飽和水蒸汽量， g/m3 。 空氣中飽和水蒸汽量的大小主要取決于空氣的溫度。 當(dāng)未達(dá)到飽和濕空氣冷卻時，隨著溫度降低，其能容納的最大水蒸氣量會降低，即相對濕度增大，當(dāng)100時，此時溫度稱為露點。溫度繼續(xù)下降水蒸氣將凝結(jié)析出。3、含濕量在含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，稱為濕空氣的含濕量（d, g/kg干空氣）。公式中，Ps飽和水蒸氣分壓，Pa。濕空氣氣體常

25、數(shù)計算公式：井下空氣濕度的變化規(guī)律 進(jìn)風(fēng)線路有可能出現(xiàn)冬干夏濕的現(xiàn)象。進(jìn)風(fēng)井巷有淋水的情況除外。在采掘工作面和回風(fēng)線路上，氣溫長年不變，濕度也長年不變，一般都接近100，隨著礦井排出的污風(fēng)，每晝夜可從礦井內(nèi)帶走數(shù)噸甚至上百噸的地下水。濕度的測算（1）利用干式溫度表測定干溫度（td）與濕溫度（tw）。 干溫度表示周圍空氣的實際溫度，濕溫度表示包裹濕球溫度計的含水紗布中水的溫度。 （2）根據(jù)td、t=td-tw，查表得出相對濕度；根據(jù)td查出飽和絕對濕度s。利用以下公式計算出絕對濕度w 。 w = s2.2.3 礦內(nèi)空氣的風(fēng)速礦內(nèi)空氣風(fēng)速是指巷道內(nèi)風(fēng)流流速（v）。巷道斷面某點處平均風(fēng)速（按時間）稱

26、為時均風(fēng)速，瞬時速度隨時間的變化稱為脈動現(xiàn)象。按時均風(fēng)速描述巷道風(fēng)速時，可視巷道中風(fēng)流為穩(wěn)定流。受巷道壁面摩擦和空氣黏性影響，巷道斷面上風(fēng)速的分布是不均勻的。分布規(guī)律為：從巷道壁至巷道中心軸線上風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線形。風(fēng)速的測定 常用風(fēng)表測量巷道斷面上的風(fēng)速。常用風(fēng)表有測量低速（0.30.5m/s）、中速（0.510m/s）用的葉式風(fēng)表，測量高速（10m/s）用的杯式風(fēng)表。 測風(fēng)方法：手握風(fēng)表，側(cè)身、伸直手臂，風(fēng)表正面正對風(fēng)流。沿一定線路進(jìn)行巷道斷面內(nèi)風(fēng)速測量。測量時間1min，一般測量2次，2次讀數(shù)誤差不超過5，取平均值作為測量值va ，查風(fēng)表校正線得真實風(fēng)速vt。 實際風(fēng)速：當(dāng)測點處空氣

27、密度與風(fēng)表校正時空氣密度差別大時，需進(jìn)一步更正風(fēng)速。校正曲線葉式風(fēng)表杯式風(fēng)表測風(fēng)移動路線2.3 礦內(nèi)空氣的熱物理參數(shù)732.3.1 空氣的密度、比容 單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，用符號表示。空氣可以看作是均質(zhì)氣體，故：式中 M空氣的質(zhì)量，kg V空氣的體積，m3 ； 空氣的密度，kgm3； 當(dāng)空氣的溫度和壓力改變時，其體積會發(fā)生變化。所以空氣密度是隨溫度、壓力而變化的，從而得出空氣的密度是空間點坐標(biāo)和時間的函數(shù)。如在大氣壓P0為101325Pa，氣溫為0（273.15K）時，干空氣密度0為1.293 kgm3。74濕空氣的密度是1 m3空氣中所含干空氣質(zhì)量和水蒸氣質(zhì)量之和： 式中，

28、d1m3濕空氣中干空氣的質(zhì)量，kg ； v1m3濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，kg。由氣體狀態(tài)方程和道爾頓分壓定律可以得出濕空氣的密度計算公式：式中，P空氣的壓力，Pa ； t空氣的溫度， ； Ps溫度t時飽和水蒸氣的分壓，Pa ； 相對濕度，用數(shù)表示?？諝獾谋热菔侵竼挝毁|(zhì)量空氣所占有的體積，用符號(m3kg)表示，比容和密度互為倒數(shù)，它們是一個狀態(tài)參數(shù)的兩種表達(dá)方式。則：76 空氣的內(nèi)能 氣體的內(nèi)能是指氣體內(nèi)部分子熱運動的動能和由分子間相互吸引力所產(chǎn)生的位能的總和。井下空氣可視為理想氣體，而理想氣體是沒有分子間相互吸引力的氣體。因此氣體分子的內(nèi)能決定于氣體的絕對溫度T，即 uf（T）2.3.2 空氣

29、的比熱、內(nèi)能、焓77焓 焓是一個組合的狀態(tài)參數(shù)，表示氣體熱力狀態(tài)的總能量，是內(nèi)能和壓力功之和。 單位質(zhì)量物質(zhì)的焓稱為比焓（有時也將比焓簡稱為焓），即有濕空氣的比焓是指1kg干空氣的焓與其中所含水蒸氣的焓。即78比熱（熱容）單位物量的物質(zhì)在發(fā)生單位溫度變化時所吸收或放出的熱量稱為比熱。定義式為： ，kJ/(單位物量.K) 比熱的單位取決于熱量單位和物量單位。表示物量的單位不同，比熱的單位也不同。通常采用的物量單位 ：質(zhì)量(kg)、標(biāo)準(zhǔn)容積(m3)和千摩爾(kmo1)。因此，相應(yīng)的就有質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱之分。三種比熱關(guān)系：79c是熱力過程函數(shù)，與物質(zhì)性質(zhì)、熱力過程、物質(zhì)所處狀態(tài)有關(guān)。針對

30、熱力變化過程中常見的等容過程、等壓過程，對應(yīng)的比熱為等容比熱（cV）、等壓比熱（cP）。熱容是溫度的單值函數(shù)，隨溫度升高而增大。但cV/cP=k幾乎不隨溫度變化，稱為絕熱指數(shù)，對于空氣k=1.41。802.3.3 空氣的粘性 當(dāng)流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力)以阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。由牛頓內(nèi)摩擦定律得：式中，F(xiàn)-內(nèi)摩擦力，N； S-流層之間的接觸面積，m2； -動力粘度(或稱絕對粘度)，Pa.s。 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)或流層間無相對運動時，dudy=0，則F=0。礦井通風(fēng)中常用運動粘度，用符號(m2s)表示： 8182

31、2.3.4 空氣的壓力絕對靜壓：空氣分子永不停息、無規(guī)則地?zé)徇\動對容器壁面所產(chǎn)生的壓強，稱為空氣的絕對靜壓。地表大氣中的絕對靜壓習(xí)慣上稱為大氣壓力。一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力是氣溫0時緯45832.4 礦內(nèi)空氣的熱力變化過程 礦井空氣熱力學(xué)和自然風(fēng)壓計算等課題都要求對井下空氣的狀態(tài)變化給予具體分析。842.4.1等容過程 就是在比容保持不變的情況下所進(jìn)行的熱力變化過程。當(dāng)v常數(shù)，由氣體狀態(tài)方程可知：上式表明：等容過程是v不變而絕對壓力和絕對溫度成正比變化的過程。因v不變，即dv=0，則Pdv=0,熱力學(xué)第一定律得：85上式表明：在這個過程中，空氣不對外做功，空氣所吸收或放出的熱量等于內(nèi)能的增加或減少。 因 不變，空氣密度也不變，則通風(fēng)常用的積分式的變化(即壓能變化)為：2.4.2 等壓過程當(dāng)P=常數(shù)時，則V/T=R/P=常數(shù)。表明等壓過程是P不變而v和T成正比變化的過程。對外界作功為熱量變化為：上式表明：在此過程中，空氣所吸收或放出的熱量等于空氣焓的增加或減少。因 ，故壓能變化為：2.4.3 等溫過程當(dāng)T=常數(shù)時，則 表明等溫過程是T不變而P和v成反比變化的過程。因 ,則對外作功為：因T不變，則內(nèi)能u不變，故熱量變化為：上式表明：在此過程中，空氣從外