礦井通風(fēng)與安全

前言

采礦工業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將為我國(guó)提供主要能源。所以礦井安全生產(chǎn)的科學(xué)研究在我國(guó)具有重要意義。礦井通風(fēng)是采礦的一個(gè)重要組成部分，是礦井安全生產(chǎn)的基本保障。它的作用是保證井下有良好的空氣、安全、衛(wèi)生條件，也是在事故后控制事故擴(kuò)大和搶險(xiǎn)救災(zāi)的基本手段之一。它直接影響到井下工人的安全、健康及礦井的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。 根據(jù)我國(guó)礦井開(kāi)采技術(shù)實(shí)際，為了既適應(yīng)本科通風(fēng)安全專業(yè)教學(xué)需求，又能為提高我國(guó)礦井通風(fēng)安全技術(shù)及管理知識(shí)水平作出努力，編者編寫了這部《礦井通風(fēng)與安全》。 本書從通風(fēng)知識(shí)與實(shí)用技術(shù)角度出發(fā)，結(jié)合作者在科研活動(dòng)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地介紹了礦井空氣及其流動(dòng)理論、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分配與調(diào)節(jié)、瓦斯與熱害防治、礦山防火、防塵以及通風(fēng)安全技術(shù)測(cè)定等知識(shí)。 本書由謝中朋主編，王凱、宋曉燕、李勇軍副主編。在本書的編寫過(guò)程中得到了郭永鋒、王愷、周愛(ài)桃、張躍兵、康伯陽(yáng)、崔麗琴、李隆庭、李杰、王軼波的大力幫助，在此表示感謝。 隨著科學(xué)水平的發(fā)展，我國(guó)礦山通風(fēng)安全理論與技術(shù)得到迅速發(fā)展，學(xué)者們發(fā)表了很多各具特色的與通風(fēng)技術(shù)相關(guān)的文獻(xiàn)和書籍。本次編寫過(guò)程中吸收了較多之前諸多教材的優(yōu)點(diǎn)，且參閱了許多近年來(lái)發(fā)表的科技文獻(xiàn)。為此特向文獻(xiàn)作者表示感謝。 如果本書的出版能對(duì)讀者有所裨益，對(duì)我國(guó)礦山安全技術(shù)特別是通風(fēng)安全工作有所幫助，那將使我們感到莫大欣慰。 由于編者水平有限，加之時(shí)間緊迫，錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，懇請(qǐng)廣大讀者不吝指正。 編著者 2010年10月

內(nèi)容概要

　　《礦井通風(fēng)與安全》從通風(fēng)知識(shí)與實(shí)用技術(shù)角度出發(fā)，系統(tǒng)地介紹了礦井空氣及其流動(dòng)理論、礦井通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分配與調(diào)節(jié)、瓦斯與熱害防治、礦山防火、防塵以及通風(fēng)安全技術(shù)測(cè)定等知識(shí)，重點(diǎn)介紹了礦井通風(fēng)的基本理論、基本技能和基本要求。每章都附有復(fù)習(xí)思考題，以便讀者進(jìn)一步加深鞏固和提高對(duì)所學(xué)章節(jié)內(nèi)容的理解。　　本書內(nèi)容豐富，資料翔實(shí)，可供礦山安全技術(shù)人員、安全管理人員以及采礦工程、安全工程等相關(guān)專業(yè)的師生參考閱讀。

書籍目錄

第一章礦井空氣1第一節(jié)礦井空氣主要成分1一、有害氣體的成因1二、井下主要空氣成分1第二節(jié)礦井空氣中的有害氣體2一、礦井空氣中的有害氣體及其基本性質(zhì)2二、礦井空氣中有害氣體的安全體積分?jǐn)?shù)標(biāo)準(zhǔn)4三、防止有害氣體危害的措施4第三節(jié)礦井氣候條件5一、礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速5二、衡量礦井氣候條件的指標(biāo)6復(fù)習(xí)題7第二章礦井空氣流動(dòng)基本理論8第一節(jié)礦井空氣常用物理參數(shù)8第二節(jié)礦井空氣流動(dòng)基本定律9一、靜壓能與靜壓9二、重力位能10三、動(dòng)壓10四、絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力11五、井巷風(fēng)流斷面上的點(diǎn)壓力與平均壓力11第三節(jié)測(cè)壓方法11一、絕對(duì)靜壓、動(dòng)壓和絕對(duì)全壓的測(cè)量11二、相對(duì)靜壓、動(dòng)壓和相對(duì)全壓的測(cè)量12三、靜壓差和全壓差的測(cè)量13復(fù)習(xí)題13第三章礦井通風(fēng)系統(tǒng)15第一節(jié)巷道斷面的風(fēng)速分布15一、風(fēng)流流態(tài)15二、井巷斷面上風(fēng)速分布16三、巷道幾何參數(shù)的測(cè)算16第二節(jié)礦井通風(fēng)阻力17一、礦井通風(fēng)阻力的定義17二、礦井通風(fēng)阻力定律19三、通風(fēng)阻力測(cè)定19四、降低通風(fēng)阻力的措施20第三節(jié)礦井通風(fēng)動(dòng)力21一、礦井自然通風(fēng)21二、通風(fēng)機(jī)通風(fēng)23三、通風(fēng)機(jī)的工作方式26四、通風(fēng)機(jī)實(shí)際特性曲線26五、通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)28六、主要通風(fēng)機(jī)的使用及安全要求32第四節(jié)礦井等積孔與礦井總風(fēng)阻32一、井巷阻力特性32二、礦井總風(fēng)阻33三、礦井等積孔33第五節(jié)礦井通風(fēng)方式34一、中央式34二、對(duì)角式35三、區(qū)域式35四、混合式36第六節(jié)采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)36一、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的基本要求36二、采區(qū)上山與回風(fēng)上山的選擇37三、采、掘工作面的串聯(lián)通風(fēng)及要求38四、長(zhǎng)壁式采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)39五、采煤工作面上行通風(fēng)與下行通風(fēng)41六、采區(qū)通風(fēng)管理中的注意事項(xiàng)42第七節(jié)掘進(jìn)通風(fēng)方式42一、局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)42二、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)45三、引射器通風(fēng)46第八節(jié)礦井通風(fēng)方式的選擇46一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)基本要求47二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇48復(fù)習(xí)題49第四章通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)51第一節(jié)礦井通風(fēng)圖51一、通風(fēng)系統(tǒng)平面圖51二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖51第二節(jié)簡(jiǎn)單通風(fēng)網(wǎng)路及其性質(zhì)53一、串聯(lián)通風(fēng)及其特性53二、并聯(lián)通風(fēng)及其特性54三、串聯(lián)與并聯(lián)的比較56四、角聯(lián)通風(fēng)及其特性57第二節(jié)局部風(fēng)量調(diào)節(jié)58一、增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法58二、降低風(fēng)阻調(diào)節(jié)法61三、輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法62第三節(jié)礦井通風(fēng)能力63一、礦井需要風(fēng)量計(jì)算方法63二、總體核算法68三、由里向外核算法69四、礦井通風(fēng)能力驗(yàn)證70五、通風(fēng)能力確定70第四節(jié)礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算70一、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算原則70二、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算方法71第五節(jié)選擇礦井通風(fēng)設(shè)備71一、選擇礦井通風(fēng)設(shè)備的基本要求71二、主要通風(fēng)機(jī)的選擇72第六節(jié)概算礦井通風(fēng)費(fèi)用73一、噸煤通風(fēng)電費(fèi)73二、其他噸煤通風(fēng)費(fèi)用74第七節(jié)礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)74一、礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)概述74二、《礦井通風(fēng)安全決策支持系統(tǒng)》簡(jiǎn)介75復(fù)習(xí)題77第五章礦井瓦斯防治78第一節(jié)瓦斯概述78第二節(jié)瓦斯賦存與含量79一、煤層中瓦斯賦存狀態(tài)79二、煤的孔隙特征及瓦斯含量80三、煤層瓦斯含量81四、影響瓦斯含量的主要因素82五、煤層瓦斯壓力84第三節(jié)礦井瓦斯涌出87一、礦井瓦斯涌出量87二、影響瓦斯涌出的因素88三、礦井瓦斯等級(jí)及鑒定89四、瓦斯涌出量預(yù)測(cè)94第四節(jié)瓦斯噴出及防治94一、瓦斯噴出防治94二、噴出瓦斯積聚的處理方法95第五節(jié)煤(巖)與瓦斯突出及防治96一、突出機(jī)理96二、煤與瓦斯突出的基本特征97三、突出強(qiáng)度的一般規(guī)律97四、區(qū)域性預(yù)防突出措施97五、局部防治突出措施101六、煤層突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)102第六節(jié)礦井瓦斯爆炸及預(yù)防105一、瓦斯爆炸的條件105二、瓦斯爆炸的原因分析106三、防止瓦斯爆炸的措施108第七節(jié)瓦斯抽放110一、瓦斯治理與利用現(xiàn)狀110二、瓦斯抽放要求112三、瓦斯抽放方法115四、瓦斯抽放工程設(shè)計(jì)123復(fù)習(xí)題125第六章高溫礦井熱害治理126第一節(jié)概述126第二節(jié)礦井高溫?zé)嵩礈y(cè)定與計(jì)算127一、地面空氣溫度127二、井下熱源測(cè)定與計(jì)算127第三節(jié)礦井生產(chǎn)環(huán)境熱源計(jì)算與測(cè)定129一、井下各種物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)熱量129二、各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)散熱量129三、人體和煤巖塊散熱量131四、管路散熱量計(jì)算131五、空氣放熱系數(shù)及換濕系數(shù)的測(cè)定與計(jì)算132第四節(jié)巷道圍巖與風(fēng)流熱交換133一、二維導(dǎo)熱偏微分方程建立133二、礦區(qū)地溫梯度測(cè)定及計(jì)算135三、地溫梯度計(jì)算算例135四、巷道圍巖調(diào)熱圈135第五節(jié)礦井井巷風(fēng)溫預(yù)測(cè)138一、圍巖傳遞給井下空氣的熱量138二、礦內(nèi)空氣溫度計(jì)算139三、井下通風(fēng)巷道風(fēng)溫預(yù)測(cè)142四、回采工作面風(fēng)溫預(yù)測(cè)145五、巷道風(fēng)溫預(yù)測(cè)實(shí)例148第六節(jié)高溫礦井配風(fēng)量152一、工作面是否增風(fēng)降溫判別152二、濕球溫度與風(fēng)流焓值的關(guān)系152三、用濕球溫度表示的工作面熱平衡方程式152四、工作面風(fēng)流的最大吸熱能力153五、工作面進(jìn)風(fēng)臨界濕球溫度確定153六、工作面是否增風(fēng)降溫的判別154第七節(jié)礦井降溫技術(shù)154一、通風(fēng)降溫155二、噴霧降溫155三、個(gè)體防護(hù)155四、空調(diào)降溫156第七章礦井防滅火158第一節(jié)概述158一、礦井火災(zāi)158二、礦井火災(zāi)形勢(shì)159三、煤層自燃防治技術(shù)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀161第二節(jié)采空區(qū)“三帶”163一、概述163二、采空區(qū)“三帶”164三、“三帶”指標(biāo)檢測(cè)設(shè)備164四、礦井防火檢測(cè)實(shí)例165第三節(jié)采空區(qū)自然發(fā)火數(shù)值模擬167一、采空區(qū)氣體運(yùn)移特征概述167二、采空區(qū)氣體運(yùn)移的數(shù)學(xué)模型167三、采空區(qū)氣體運(yùn)移數(shù)學(xué)模型的邊界條件及解法169四、采空區(qū)自燃發(fā)火的理論模型169第五節(jié)易燃煤層開(kāi)采自燃早期預(yù)報(bào)及應(yīng)急新技術(shù)171一、概述171二、指標(biāo)氣體選取172三、沿空巷道自燃發(fā)火早期預(yù)報(bào)172四、工作面自燃發(fā)火監(jiān)測(cè)及早期預(yù)報(bào)174五、工作面封閉期間和閉墻內(nèi)火災(zāi)氣體檢測(cè)及預(yù)報(bào)175六、應(yīng)急防滅火系統(tǒng)的構(gòu)成176七、防滅火應(yīng)急預(yù)案176第五節(jié)礦井防滅火技術(shù)179一、氮?dú)夥罍缁鸺夹g(shù)179二、注膠防滅火技術(shù)180第八章礦塵防治183第一節(jié)礦塵防治基礎(chǔ)知識(shí)183一、礦塵的產(chǎn)生與分類183二、礦塵的性質(zhì)184第二節(jié)礦塵危害及礦山塵肺病187一、礦塵的危害187二、礦山塵肺病187三、煤礦粉塵危害的控制189第三節(jié)煤塵爆炸及預(yù)防190一、煤塵爆炸機(jī)理及特征190二、煤塵爆炸的條件191三、影響煤塵爆炸的因素192四、煤塵爆炸性鑒定及事故處理方法194五、預(yù)防煤塵爆炸技術(shù)196第四節(jié)礦井綜合防塵202一、通風(fēng)除塵202二、濕式作業(yè)204三、凈化風(fēng)流207四、個(gè)體防護(hù)208第五節(jié)煤礦粉塵測(cè)量210一、礦塵含量的測(cè)定210二、礦塵中游離SiO2含量的測(cè)定212三、礦塵的分散度的測(cè)定213復(fù)習(xí)題215第九章通風(fēng)安全技術(shù)測(cè)定216第一節(jié)礦井通風(fēng)阻力測(cè)定216一、測(cè)定原理與方法216二、資料準(zhǔn)備216三、測(cè)點(diǎn)布置與測(cè)定路線選擇217四、井巷內(nèi)風(fēng)量的計(jì)算217五、礦井通風(fēng)總阻力的計(jì)算217六、井巷風(fēng)阻RL的計(jì)算217七、計(jì)算井巷摩擦阻力系數(shù)217八、計(jì)算巷道百米風(fēng)阻R100217九、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算實(shí)例217第二節(jié)自然風(fēng)壓測(cè)定225一、平均密度測(cè)算法225二、直接測(cè)定法226三、停主要通風(fēng)機(jī)時(shí)測(cè)定自然通風(fēng)的風(fēng)量計(jì)算自然風(fēng)壓227四、簡(jiǎn)化計(jì)算法227第三節(jié)主要通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定227一、各參數(shù)的測(cè)定228二、工況調(diào)節(jié)230三、數(shù)據(jù)整理與特性曲線的繪制230第四節(jié)煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定方法232一、煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定原理和步驟232二、煤層透氣性系數(shù)的測(cè)定和計(jì)算結(jié)果233第五節(jié)鉆屑瓦斯解吸指標(biāo)測(cè)定方法234一、定義234二、測(cè)定原理234三、測(cè)定儀器234四、實(shí)驗(yàn)室測(cè)定235五、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定237第六節(jié)防突措施有效半徑的測(cè)定方法238一、超前鉆孔有效排放半徑測(cè)定方法238二、其他防突措施參數(shù)的測(cè)定法239第七節(jié)煤的堅(jiān)固性系數(shù)(f)的測(cè)定方法239一、儀器設(shè)備及用具239二、采樣與制樣239三、測(cè)定步驟239四、堅(jiān)固性系數(shù)的計(jì)算240五、煤堅(jiān)固性系數(shù)的確定240第八節(jié)煤層瓦斯含量井下直接測(cè)定方法240

編輯推薦

根據(jù)我國(guó)礦井開(kāi)采技術(shù)實(shí)際，為了既適應(yīng)本科通風(fēng)安全專業(yè)教學(xué)需求，又能為提高我國(guó)礦井通風(fēng)安全技術(shù)及管理知識(shí)水平作出努力，主編謝中朋特編寫了這部《礦井通風(fēng)與安全》。    本書從通風(fēng)知識(shí)與實(shí)用技術(shù)角度出發(fā)，結(jié)合作者在科研活動(dòng)中的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)地介紹了礦井通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分配與調(diào)節(jié)、瓦斯與熱害防治、礦山防火、防塵以及通風(fēng)安全技術(shù)測(cè)定等知識(shí)。

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