矿山通风与安全--第二讲-矿井空气流动基本理论.pptx
矿井空气流动基本理论
汇报人:
目录
01
矿井空气流动原理
02
影响矿井空气流动的因素
03
矿井通风系统设计原则
04
矿井空气流动的计算方法
PART-01
矿井空气流动原理
空气流动的基本概念
空气流动是指空气在不同压力和温度作用下，从高压区向低压区移动的现象。
空气流动的定义
01
空气流动的动力主要来源于温差和风压差，这导致空气在矿井内形成循环。
空气流动的动力
02
矿井内空气流动主要分为自然通风和机械通风两种类型，各有其特点和应用。
空气流动的类型
03
通过风速计等仪器测量矿井内风速，以评估空气流动状况，确保矿井安全。
空气流动的测量
04
空气流动的驱动力
矿井内不同区域间的压力差异是空气流动的主要驱动力，促使空气从高压区向低压区移动。
压力差
矿井内外的风压差，如自然风或机械通风产生的压力差，也是推动空气流动的重要因素。
风压效应
矿井内温度的不均匀分布导致空气密度变化，形成热对流，进而驱动空气流动。
温度差异
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02
03
空气流动的阻力分析
摩擦阻力
气流湍流阻力
通风设备阻力
局部阻力
矿井内空气流动时，与井壁摩擦产生阻力，影响风速和风量。
矿井中弯道、分支、变截面等局部结构导致空气流动阻力增加。
通风机、风门等通风设备的运行也会对矿井空气流动产生阻力。
矿井内空气流动不稳定形成的湍流会增加额外的阻力，影响空气流动效率。
空气流动的稳定状态
矿井内空气流动达到稳定状态时，各区域间压力差异最小，形成压力平衡。
压力平衡
在稳定状态下，矿井内风速保持恒定，风流路径和强度不随时间变化。
风速恒定
PART-02
影响矿井空气流动的因素
地质条件的影响
矿井的构造特征，如断层、褶皱等，会影响空气流动的路径和速度。
矿井构造特征
不同岩石的透气性差异会导致空气流动阻力不同，影响矿井通风效果。
岩石透气性
矿层的厚度和倾角变化会影响空气流动的分布，进而影响矿井的通风效率。
矿层厚度与倾角
地下水的流动和水位变化可能会改变矿井内的气压分布，影响空气流动。
地下水活动
矿井结构的影响
矿井通风系统的设计布局直接影响空气流动路径和效率，如主扇位置和风道设计。
矿井通风系统的布局
矿井的断面形状和大小决定了空气流动的阻力大小，进而影响风速和风量分布。
矿井断面形状与大小
通风设备的影响
不同类型的通风机，如轴流风机和离心风机，其性能参数直接影响矿井空气流动的效率。
通风机的类型和性能
通风设备的定期维护和检查，确保其正常运行，对维持矿井内空气流动的稳定至关重要。
通风设备的维护状况
通风系统的布局设计，包括风道的长度、弯曲程度和分支情况，对空气流动有显著影响。
通风系统的布局
气候条件的影响
矿井内外的温度差异会导致空气密度变化，进而影响空气流动。
温度差异
01
地表风压的变化会通过通风系统对矿井内部空气流动产生影响。
风压效应
02
矿井内湿度的改变会影响空气的相对密度，进而影响空气流动。
湿度变化
03
不同季节的气候变化，如温度和湿度的周期性变化，对矿井空气流动有长期影响。
季节性气候变化
04
人为因素的影响
矿井内的爆破作业、机械运转等活动会产生大量粉尘和有害气体，改变空气流动。
矿井内活动
缺乏有效的安全措施和监管，可能导致矿井内空气污染加剧，影响空气流动。
安全措施的执行
矿工操作不当或通风系统故障会导致空气流动不畅，影响矿井内空气质量。
通风系统的操作
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03、
PART-03
矿井通风系统设计原则
安全性原则
设计时需考虑冗余通风路径，以防主要通风设备故障导致矿井内空气停滞。
确保通风系统稳定性
通过合理布局和计算，确保矿井内瓦斯、一氧化碳等有害气体浓度低于安全标准。
控制有害气体浓度
经济性原则
01
最小能耗设计
设计矿井通风系统时，应考虑能耗最小化，采用高效风机和合理布局减少电力消耗。
02
成本效益分析
在通风系统设计中进行成本效益分析，确保投资与长期运行成本之间的最佳平衡。
03
维护与运营成本
选择耐用且维护成本低的通风设备，以降低长期运营和维护的总体费用。
可靠性原则
矿井通风系统应设计有备用通风设备，确保主要设备故障时系统仍能正常运行。
冗余设计
定期检查通风设备，使用先进的监测技术预测潜在故障，及时进行维护和更换。
故障预测与维护
制定详细的应急预案，包括紧急撤离路线和程序，确保在通风系统失效时能迅速反应。
应急响应机制
安装实时监控系统，自动调节通风设备运行状态，保证通风系统的稳定性和可靠性。
系统监控与自动控制
灵活性原则
适应性设计
矿井通风系统设计需考虑未来可能的扩展或变化，确保系统能灵活调整以适应新的需求。
模块化构建
采用模块化构建通风系统，便于根据矿井实际条件和需求进行快速调整和升级。
PART-04
矿井空气流动的计算方法
基本计算公式
达西-