礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣

礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣2024/3/25礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣課程體系與學(xué)習(xí)方法一、教學(xué)參考書1.張國樞《通風(fēng)安全學(xué)》2.王德明《礦井通風(fēng)與安全》3.黃元平《礦井通風(fēng)》4.趙以蕙《礦井通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)》5.俞啟香《礦井瓦斯防治》6.《中國礦井通風(fēng)工程圖集》礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣課程體系與學(xué)習(xí)方法二、學(xué)習(xí)方法課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合課程設(shè)計與現(xiàn)場實(shí)習(xí)結(jié)合三、基礎(chǔ)課程（流體力學(xué)、傳熱學(xué)）四、考試要求評定成績：期末考試成績?yōu)闇?zhǔn)考試范圍：平時的復(fù)習(xí)思考題礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦井通風(fēng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展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(jī)1898電力軸流式通風(fēng)機(jī)1862關(guān)于煤自燃的文章1813安全油燈檢查O2、CH4、CO21960s風(fēng)流環(huán)境參數(shù)監(jiān)測1970s電子計算機(jī)應(yīng)用礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣早期的通風(fēng)裝置：人踩風(fēng)箱鼓風(fēng)風(fēng)箱管道踏板礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣早期的通風(fēng)裝置：馬踩輪子通風(fēng)礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣

早期的通風(fēng)裝置：馬轉(zhuǎn)圈通風(fēng)礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣現(xiàn)代化的局部通風(fēng)機(jī)礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣現(xiàn)代化的主要通風(fēng)機(jī)礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣第一章礦內(nèi)空氣礦井通風(fēng)目的：為井下各工作地點(diǎn)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(jī)、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)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。本章重點(diǎn)闡述礦內(nèi)空氣的主要成分、井下常見的有害氣體、礦井的氣候條件。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣通風(fēng)機(jī)巷道網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)設(shè)施礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1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?dú)猓∟2）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井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦內(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(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(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(diǎn)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)）。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.1氧氣（O2）氧氣是維持人體正常生理機(jī)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(qiáng)度等。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣人體需氧量與勞動強(qiáng)度的關(guān)系勞動強(qiáng)度呼吸空氣量/L·min-1氧氣消耗量/L·min-1休息６～１５0.2～0.4輕勞動２０～２５0.6～１.0中度勞動３０～４０1.2～１.6重勞動４０～６０1.8～2.4極重勞動４０～８０2.5～3.0礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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10～12失去理智，時間稍長有生命危險6～9失去知覺，呼吸停止，如有及時搶救幾分鐘內(nèi)可能導(dǎo)致死亡礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦內(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(jī)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)不良的地點(diǎn)，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?！睹旱V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%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.2氮?dú)猓∟2）氮?dú)馐且环N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?dú)鉂舛壬?，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?yàn)榈獨(dú)鉃槎栊詺怏w，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?dú)庵饕獊碓词牵壕卤坪蜕锏母癄€，有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍?。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.3二氧化碳（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。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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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(jī)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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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，惡心，嘔吐，耳鳴6嚴(yán)重喘息，極度虛弱無力7～9動作不協(xié)調(diào)，大約十分鐘可發(fā)生昏迷9～11數(shù)分鐘內(nèi)可導(dǎo)致死亡礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦內(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(jī)物的氧化；人員呼吸；碳酸性巖石分解；炸藥爆破；煤炭自然；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?！兑?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%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.4一氧化碳（CO）CO是一種無色、無味、無臭的氣體，相對對密度為0.97，微溶于水，能與空氣均勻地混合。CO能燃燒，濃度在13～75%時有爆炸的危險；CO與人體血液中血紅素的親合力比氧大150～300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(jī)會，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣HbCO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更為穩(wěn)定。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣毒理和臨床表現(xiàn)一氧化碳（CO）CO+Hb→HbCO親和力HbCO﹥HbO2300倍解離速度HbCO﹤HbO23600倍

礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣毒理和臨床表現(xiàn)（1）CO所致組織缺氧及其程度取決于以下因素:①HbCO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。②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。③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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣毒理和臨床表現(xiàn)（2）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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣CO中毒癥狀與濃度的關(guān)系CO（%）主要癥狀0.022～3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0.325～10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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣一氧化碳對人的生理作用礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦內(nèi)CO的來源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?！兑?guī)程》規(guī)定:礦內(nèi)空氣中CO濃度不得超過0.0024%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.5二氧化硫(SO2)SO2是一種無色,有強(qiáng)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(qiáng)烈刺激作用。SO2與水后生成都市硫酸,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?yàn)?.0005%時，嗅覺器官能聞到刺激味。0.002%時，有強(qiáng)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?！兑?guī)程》規(guī)定：空氣中二氧化硫含量不得超過0.0005%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.6二氧化氮(NO2)二氧化氮是一種褐紅色的氣體，有強(qiáng)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(qiáng)的硝酸，對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)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(jiān)持工作。但經(jīng)過6～24小時后發(fā)作，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，并出現(xiàn)嚴(yán)重的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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0.0042～4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短時間內(nèi)可能出現(xiàn)死亡。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣

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?！兑?guī)程》規(guī)定氮氧化合物不得超過0.00025%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.7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。空氣中硫化氫濃度為4.3%～45.5%時有爆炸危險。硫化氫劇毒，有強(qiáng)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%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣2003年12月23日22時左右，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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.8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%。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.1.9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(diǎn)燃溫度比甲烷低100～200℃，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出。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.2礦內(nèi)氣候條件礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.2.1礦內(nèi)空氣溫度礦內(nèi)空氣溫度是影響礦內(nèi)氣候條件的重要因素。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15～20℃。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；礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣不同深度處的巖層溫度可按式計算：t＝t0+G(Z－Z0)式中t0－恒溫帶處巖層的溫度，℃；G－地溫梯度，即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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣影響礦內(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0.8～0.9℃。3）氧化生熱礦井內(nèi)的有機(jī)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1m3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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣影響礦內(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。每蒸發(fā)一克水可吸收0.585千卡的熱量，能使1m3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(qiáng)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(qiáng)度是降低礦井溫度的主要措施之一。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣影響礦內(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(qiáng)烈，則地溫降低。８)其它因素如機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)以及人體散熱等都對井下氣溫有一定影響。特別是隨著機(jī)械化程度的不斷提高，機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量不能忽視。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣2．礦內(nèi)空氣溫度的變化規(guī)律在進(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。回采工作面的氣溫在整個風(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(qiáng)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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.2.2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。絕對濕度——指每1m3或1kg的濕空氣中所含水蒸汽量的克數(shù)。相對濕度——指濕空氣中實(shí)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ρw——空氣中所含水蒸汽量(即絕對濕度)，g/m3；ρs——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取決于空氣的溫度。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.3礦內(nèi)空氣的熱物理參數(shù)礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.3.1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ρ表示。空氣可以看作是均質(zhì)氣體，故：式中M——空氣的質(zhì)量，kgV——空氣的體積，m3；ρ——空氣的密度，kg／m3；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(diǎn)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ρ0為1.293kg／m3。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣濕空氣的密度是1m3空氣中所含干空氣質(zhì)量和水蒸氣質(zhì)量之和：式中，ρd—1m3濕空氣中干空氣的質(zhì)量，kg；

ρv—1m3濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，kg。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣由氣體狀態(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；ψ—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υ(m3／kg)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：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.3.2空氣的比熱、內(nèi)能、焓比熱單位物量的物質(zhì)在單位溫度變化時所吸收或放出的熱量稱為比熱。定義式為：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(Nm3)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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣空氣的內(nèi)能氣體的內(nèi)能是指氣體內(nèi)部分子熱運(yùn)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

u＝f（T）礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣焓

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。單位質(zhì)量物質(zhì)的焓稱為比焓（有時也將比焓簡稱為焓），即有礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.3.3空氣的粘性當(dāng)流體層間發(fā)生相對運(yùn)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(yùn)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；

μ--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(yùn)動時，du／dy=0，則F=0。礦井通風(fēng)中常用運(yùn)動粘度，用符號ν(m2／s)表示：

礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.4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。礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.4.1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：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣上式表明：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ρ也不變，則通風(fēng)常用的積分式的變化(即壓能變化)為：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.4.2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：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣上式表明：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：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣1.4.3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：礦井通風(fēng)和安全課件第一章礦內(nèi)空氣上式表明：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