礦井通風(fēng)與安全（中國礦業(yè)大學(xué) 課件） 第1章 礦內(nèi)空氣-預(yù)覽頁
【正文】 相對密度為 ，易溶于水，對人體有毒害作用 ? 《 規(guī)程 》 規(guī)定 ，礦內(nèi)最大容許濃度為 %(3mg/m3)。 ? 雖然無毒，但當(dāng)濃度較高時，會引起窒息。 礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體 （ 8）其它有害物質(zhì) ? 礦內(nèi)空氣除了上述有害氣體外，還含有其他一些有害物質(zhì)，如在采掘生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煤和巖石的細微顆粒 (統(tǒng)稱為礦塵 )。 表 117作業(yè)場所空氣中粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn) 粉塵中游離 SiO2含量 （ %） 最高允許濃度 / mg/m3 總粉塵 呼吸性粉塵 ＜ 10 10 10～＜ 50 2 1 50～＜ 80 2 ≥80 2 礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù) ? 密度 ? 比容 ? 粘度 ? 比熱 □ 礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù) 密度 單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，用符號 ρ表示。 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 — 1m3濕空氣中干空氣的質(zhì)量， kg ； — 1m3濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量， kg 密度 ? 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。 礦內(nèi)空氣的主要物理參數(shù) 粘度 ? 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）以便阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。 ? 當(dāng)流體處于靜止?fàn)顟B(tài)或流層間無相對運動時， ? du／ dy=0，則 F=0。在考慮流體的可壓縮性時常采用動力粘度 μ而不用運動粘度。定義式為 ? ， kJ/（ kg?K） ? 比熱的單位取決于熱量單位和物量單位。 空氣的比熱 比熱 溫度 10 ℃ 0 ℃ 15 ℃ 30 ℃ 80 ℃ 等容比熱 等壓比熱 礦井氣候 ? 礦井氣候 是指礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速這三個參數(shù)的綜合作用狀態(tài)。氣體分子的運動是熱運動，氣體分子熱運動的動能大小，表示這種熱運動的強弱程度，體現(xiàn)出氣體的冷熱程度。氣溫過高或過低，對人體都有不良的影響。巖層溫度分為三帶： ? 變溫帶 —— 隨地面氣溫的變化而變化的地帶。 （ 1）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，由于空氣柱的增加，空氣受到壓縮而產(chǎn)生熱量，一般垂深每增加 100 m，其溫度升高 1 ℃ ；相反，空氣向上流動時，則又因膨脹而降溫，平均每升高100 m，溫度下降 ～ ℃ 。 （ 1）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，使空氣溫度降低。 （ 1）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。 （ 2）井下空氣溫度變化規(guī)律 ? 《 規(guī)程 》 規(guī)定 ， ? 井下采掘工作面的氣溫不得超過 26 ℃ ， ? 機電硐室內(nèi)的氣溫不得超過 30 ℃ ； ? 冬季總進風(fēng)的氣溫必須在 2 ℃ 以上，除機電硐室外在井下風(fēng)流的氣溫允許在 2~26 ℃ 的范圍變化。在回風(fēng)路線上，因通風(fēng)強度較大，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 礦內(nèi)空氣的濕度 ? 濕度的表示方式 ? 礦內(nèi)空氣濕度 是指礦內(nèi)空氣中所含水蒸汽量?？諝庵酗柡退羝康拇笮∪Q于空氣的溫度。 ? (2) 當(dāng)?shù)V井涌水量較大或滴水較多，由于水珠易于蒸發(fā)，則井下比較潮濕，一般金屬礦山井下濕度在 80~90%左右。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。采用時均風(fēng)速后，井巷中空氣的流動一般可視為 定常流 (穩(wěn)定流 )。在層流邊層以外，從巷壁向巷道軸心方向，風(fēng)速逐漸增大，呈拋物線分布，如圖 133所示。 礦井氣候 ? 礦內(nèi)氣候參數(shù)的測定 ? 溫度和濕度的測定 ? 通常，是用干濕球溫度計測算空氣溫度和濕度的。濕球溫度計的讀數(shù)，實際上反映了濕紗布中水的溫度。 ? 測量時，從兩支溫度計上分別讀出空氣的干溫度 (又名干球溫度 )td (℃) 和濕溫度 (又名濕球溫度 )tw (℃) ，含水蒸汽量較少的空氣容易吸收紗布上的水分，或者說濕紗布上的水分比較容易蒸發(fā)，水分被蒸發(fā)越多，被紗布包著水銀球的溫度就越降低，則 td與 tw之差越大，表示空氣越干燥或其相對濕度越小。只要測出巷道斷面上各點風(fēng)速的平均值，就可算得風(fēng)量。葉式風(fēng)表其中的一種用于測量 ～ 10 m/s的中等風(fēng)速，一種用于測量 ～ m/s的低風(fēng)速。 ? 通常所謂巷道內(nèi)風(fēng)流的速度是指平均風(fēng)速而言。根據(jù)指針讀數(shù)和測風(fēng)時間，算得風(fēng)表指示風(fēng)速，再按風(fēng)表的校正曲線查得真實風(fēng)速，即為斷面上該點的風(fēng)速。用此法測風(fēng)時，測風(fēng)員背向巷道壁站立，手持風(fēng)表將手臂向風(fēng)流垂直方向伸直，然后在巷道斷面內(nèi)作均勻移動。 ? 機械傳動式風(fēng)表是受到風(fēng)流動壓作用而轉(zhuǎn)動的，空氣密度對風(fēng)表的轉(zhuǎn)速有一定影響。 ? 4）葉式風(fēng)表一定要與風(fēng)流垂直，尤其在傾斜巷道測風(fēng)時更應(yīng)注意此點。 ? 7）為了減少測量誤差，一般要求在一分鐘內(nèi)剛好從移動路線的起點移到終點。 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： 當(dāng) P=常數(shù)時，則 v／ T=R／ P=常數(shù)。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，空氣從外界獲得的熱量，等于空氣對外界作出的功；或者說空氣向外界放出的熱量，等于空氣從外界獲得的功。 因，則壓能變化為： 實際氣體的狀態(tài)方程 ? 實驗證明：只有在低壓下，氣體的性質(zhì)才近似符合理想氣體狀態(tài)方程式，在高壓低溫下，任何氣體對此方程都出現(xiàn)明顯的偏差，而且壓力愈大，偏離愈多。 □ 下一章內(nèi)容 ? 第二章 礦內(nèi)空氣動力學(xué)基礎(chǔ) ? 第一節(jié) 流體的概念 ? 第二節(jié) 風(fēng)流能量與能量方程 ? 一、風(fēng)流能量 ? 二、不可壓縮流體的能量方程 ? 三、可壓縮風(fēng)流能量方程 ? 四、關(guān)于能量方程使用的幾點說明 ? 第三節(jié) 風(fēng)流壓力及壓力坡度 ? 一、壓力的基本概念 ? 二、風(fēng)流點壓力及其相互關(guān)系 ? 三、壓力坡度
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