矿井通风与安全

第一章矿井空气1
第一节矿井空气主要成分1
一、有害气体的成因1
二、井下主要空气成分1
第二节矿井空气中的有害气体2
一、矿井空气中的有害气体及其基本性质2
二、矿井空气中有害气体的安全体积分数标准4
三、防止有害气体危害的措施4
第三节矿井气候条件5
一、矿井空气的温度、湿度和风速5
二、衡量矿井气候条件的指标6
复习题7
第二章矿井空气流动基本理论8
第一节矿井空气常用物理参数8
第二节矿井空气流动基本定律9
一、静压能与静压9
二、重力位能10
三、动压10
四、绝对压力与相对压力11
五、井巷风流断面上的点压力与平均压力11
第三节测压方法11
一、绝对静压、动压和绝对全压的测量11
二、相对静压、动压和相对全压的测量12
三、静压差和全压差的测量13
复习题13
第三章矿井通风系统15
第一节巷道断面的风速分布15
一、风流流态15
二、井巷断面上风速分布16
三、巷道几何参数的测算16
第二节矿井通风阻力17
一、矿井通风阻力的定义17
二、矿井通风阻力定律19
三、通风阻力测定19
四、降低通风阻力的措施20
第三节矿井通风动力21
一、矿井自然通风21
二、通风机通风23
三、通风机的工作方式26
四、通风机实际特性曲线26
五、通风机联合运转28
六、主要通风机的使用及安全要求32
第四节矿井等积孔与矿井总风阻32
一、井巷阻力特性32
二、矿井总风阻33
三、矿井等积孔33
第五节矿井通风方式34
一、中央式34
二、对角式35
三、区域式35
四、混合式36
第六节采区通风系统36
一、采区通风系统的基本要求36
二、采区上山与回风上山的选择37
三、采、掘工作面的串联通风及要求38
四、长壁式采煤工作面通风系统的类型和特点39
五、采煤工作面上行通风与下行通风41
六、采区通风管理中的注意事项42
第七节掘进通风方式42
一、局部通风机通风42
二、矿井全风压通风45
三、引射器通风46
第八节矿井通风方式的选择46
一、矿井通风系统基本要求47
二、矿井通风系统的选择48
复习题49
第四章通风网络风量分配与调节51
第一节矿井通风图51
一、通风系统平面图51
二、矿井通风系统网络图51
第二节简单通风网路及其性质53
一、串联通风及其特性53
二、并联通风及其特性54
三、串联与并联的比较56
四、角联通风及其特性57
第二节局部风量调节58
一、增加风阻调节法58
二、降低风阻调节法61
三、辅助通风机调节法62
第三节矿井通风能力63
一、矿井需要风量计算方法63
二、总体核算法68
三、由里向外核算法69
四、矿井通风能力验证70
五、通风能力确定70
第四节矿井通风总阻力的计算70
一、矿井通风总阻力的计算原则70
二、矿井通风总阻力的计算方法71
第五节选择矿井通风设备71
一、选择矿井通风设备的基本要求71
二、主要通风机的选择72
第六节概算矿井通风费用73
一、吨煤通风电费73
二、其他吨煤通风费用74
第七节矿井通风仿真系统74
一、矿井通风仿真系统概述74
二、《矿井通风安全决策支持系统》简介75
复习题77
第五章矿井瓦斯防治78
第一节瓦斯概述78
第二节瓦斯赋存与含量79
一、煤层中瓦斯赋存状态79
二、煤的孔隙特征及瓦斯含量80
三、煤层瓦斯含量81
四、影响瓦斯含量的主要因素82
五、煤层瓦斯压力84
第三节矿井瓦斯涌出87
一、矿井瓦斯涌出量87
二、影响瓦斯涌出的因素88
三、矿井瓦斯等级及鉴定89
四、瓦斯涌出量预测94
第四节瓦斯喷出及防治94
一、瓦斯喷出防治94
二、喷出瓦斯积聚的处理方法95
第五节煤(岩)与瓦斯突出及防治96
一、突出机理96
二、煤与瓦斯突出的基本特征97
三、突出强度的一般规律97
四、区域性预防突出措施97
五、局部防治突出措施101
六、煤层突出危险性预测102
第六节矿井瓦斯爆炸及预防105
一、瓦斯爆炸的条件105
二、瓦斯爆炸的原因分析106
三、防止瓦斯爆炸的措施108
第七节瓦斯抽放110
一、瓦斯治理与利用现状110
二、瓦斯抽放要求112
三、瓦斯抽放方法115
四、瓦斯抽放工程设计123
复习题125
第六章高温矿井热害治理126
第一节概述126
第二节矿井高温热源测定与计算127
一、地面空气温度127
二、井下热源测定与计算127
第三节矿井生产环境热源计算与测定129
一、井下各种物质化学反应热量129
二、各种设备运转散热量129
三、人体和煤岩块散热量131
四、管路散热量计算131
五、空气放热系数及换湿系数的测定与计算132
第四节巷道围岩与风流热交换133
一、二维导热偏微分方程建立133
二、矿区地温梯度测定及计算135
三、地温梯度计算算例135
四、巷道围岩调热圈135
第五节矿井井巷风温预测138
一、围岩传递给井下空气的热量138
二、矿内空气温度计算139
三、井下通风巷道风温预测142
四、回采工作面风温预测145
五、巷道风温预测实例148
第六节高温矿井配风量152
一、工作面是否增风降温判别152
二、湿球温度与风流焓值的关系152
三、用湿球温度表示的工作面热平衡方程式152
四、工作面风流的最大吸热能力153
五、工作面进风临界湿球温度确定153
六、工作面是否增风降温的判别154
第七节矿井降温技术154
一、通风降温155
二、喷雾降温155
三、个体防护155
四、空调降温156
第七章矿井防灭火158
第一节概述158
一、矿井火灾158
二、矿井火灾形势159
三、煤层自燃防治技术国内外的研究现状161
第二节采空区“三带”163
一、概述163
二、采空区“三带”164
三、“三带”指标检测设备164
四、矿井防火检测实例165
第三节采空区自然发火数值模拟167
一、采空区气体运移特征概述167
二、采空区气体运移的数学模型167
三、采空区气体运移数学模型的边界条件及解法169
四、采空区自燃发火的理论模型169
第五节易燃煤层开采自燃早期预报及应急新技术171
一、概述171
二、指标气体选取172
三、沿空巷道自燃发火早期预报172
四、工作面自燃发火监测及早期预报174
五、工作面封闭期间和闭墙内火灾气体检测及预报175
六、应急防灭火系统的构成176
七、防灭火应急预案176
第五节矿井防灭火技术179
一、氮气防灭火技术179
二、注胶防灭火技术180
第八章矿尘防治183
第一节矿尘防治基础知识183
一、矿尘的产生与分类183
二、矿尘的性质184
第二节矿尘危害及矿山尘肺病187
一、矿尘的危害187
二、矿山尘肺病187
三、煤矿粉尘危害的控制189
第三节煤尘爆炸及预防190
一、煤尘爆炸机理及特征190
二、煤尘爆炸的条件191
三、影响煤尘爆炸的因素192
四、煤尘爆炸性鉴定及事故处理方法194
五、预防煤尘爆炸技术196
第四节矿井综合防尘202
一、通风除尘202
二、湿式作业204
三、净化风流207
四、个体防护208
第五节煤矿粉尘测量210
一、矿尘含量的测定210
二、矿尘中游离SiO2含量的测定212
三、矿尘的分散度的测定213
复习题215
第九章通风安全技术测定216
第一节矿井通风阻力测定216
一、测定原理与方法216
二、资料准备216
三、测点布置与测定路线选择217
四、井巷内风量的计算217
五、矿井通风总阻力的计算217
六、井巷风阻RL的计算217
七、计算井巷摩擦阻力系数217
八、计算巷道百米风阻R100217
九、矿井通风阻力计算实例217
第二节自然风压测定225
一、平均密度测算法225
二、直接测定法226
三、停主要通风机时测定自然通风的风量计算自然风压227
四、简化计算法227
第三节主要通风机性能测定227
一、各参数的测定228
二、工况调节230
三、数据整理与特性曲线的绘制230
第四节煤层透气性系数的测定方法232
一、煤层透气性系数的测定原理和步骤232
二、煤层透气性系数的测定和计算结果233
第五节钻屑瓦斯解吸指标测定方法234
一、定义234
二、测定原理234
三、测定仪器234
四、实验室测定235
五、现场测定237
第六节防突措施有效半径的测定方法238
一、超前钻孔有效排放半径测定方法238
二、其他防突措施参数的测定法239
第七节煤的坚固性系数(f)的测定方法239
一、仪器设备及用具239
二、采样与制样239
三、测定步骤239
四、坚固性系数的计算240
五、煤坚固性系数的确定240
第八节煤层瓦斯含量井下直接测定方法240
一、仪器设备240
二、采样240
三、测定方法及步骤241
四、数据处理245
第九节煤自燃倾向性的氧化动力学测定方法251
一、术语和定义251
二、测试煤样的采取方法251
三、测试系统与辅助器材252
四、测试步骤252
五、煤自燃倾向性判定指数的计算254
六、煤自燃倾向性分类及其指标254
七、测试重复性255
附录256
附录一通风中常用单位换算256
附录二不同温度下饱和水蒸气分压力(单位：hPa)257
附录三由风扇温度计查相对温度258
附录四井巷摩擦阻力系数α值(空气相对密度ρ=1?2kg/m3)259
附录五井巷局部阻力系数ξ值262
附录六BD系列风机特性曲线263
参考文献268