矿井通风与安全实验指导书

1、矿井通风与安全实验指导书目录前言2实验部分实验一 空气中有害气体浓度测定.5实验二 井巷风速、风量测定.9实验三 通风点压力测定.14实验四 反风实验18实验五 通风巷道摩擦阻力与摩擦阻力系数测定22实验六 局部通风机性能测定26实验七 风筒性能测定32实验八 煤自危险性测定然倾向性鉴定及煤尘爆炸危险性测定39实验九 瓦斯（煤尘）爆炸演示实验44实训部分实训一 矿内空气瓦斯浓度测定49实训二 矿山救护演习57实训三 灭火器使用63实训四 矿井通风工操作技能训练6777前言矿井通风与安全是矿井通风与安全专业的专业必修课。本课程的任务是使学生通过学习，掌握矿井通风的基本理论和实际操作知识以及矿井瓦

2、斯、水、火、煤尘等灾害的发生、发展规律，并运用科学技术手段，防止各类事故的发生，达到安全生产的目的。矿井通风与安全实验、实训项目的开设是依据本门课程理论课教学中的重点和难点，使学生巩固和掌握所学课程的基本理论基础上，充分发挥主观能动性，培养学生的动手能力。另外通过实验与实训的开设，可以培养学生实事求是、一丝不苟、严格、严密的科学态度，树立辩证唯物主义观。通过让学生对实验数据进行整理和分析，培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力，同时通过实际技能操作训练，培养学生的动手能力和岗位实操经验，为其将来走上工作岗位打下良好的基础。矿井通风实验与实训指导书分为两大部分，第一部分为实验部分，共涉及十

3、一个通风与安全方面的实验，第二部分为实训部分，共涉及4个实操训练的项目。第一部分实验部分实验一 空气中有害气体浓度测定课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的学习并掌握检定管法测空气中有害气体浓度的原理和方法。二、实验仪器 1、检定管 检定管为装有某种检测用试剂的玻璃管，待测气体通过检定管时与该试剂发生化学反 应，并呈现一定的颜色或变色长度，从而测出该气体的浓度。根据变色深浅测定浓度的叫比色法检定管。根据变色长短测定浓度的叫比长法检定管。煤矿常用的有CO、CO2、H2S和SO2检定管。本次实验只用比长法检定管测CO或H2S浓度。 （1）比长法CO检定管 比长法CO检定管（图

4、1-1）内装有发烟硫酸及硅胶做载体吸收I2O5的指示剂，当CO与I2O5接触时，发生如下的反应： 5CO+2KIO3=I2+K2O+5CO2碘与SO3作用成棕色化合物，它的长度与通过检定管得空气中CO浓度成正比。根据棕色化合物的长度由检定管的刻度上可以直接读出CO浓度。图1-1 比长式CO检测管结构示意图1堵塞物；2活性炭；3硅胶；4消除剂；5玻璃粉；6指示粉（2）比长法H2S检定管 管内装有以陶瓷做载体吸附醋酸铅和氯化钡的白色指示剂。它与H2S发生下列化学反应： Pb(CH3COO)2(白色) +H2S bS(黑色) + 2CH3COOH 加入氯化钡可生成一部分Pb2CI2S以增加色柱长度，

5、提高测定精度。 2、取样唧筒 唧筒用采取被测气体试样并将AQY-50型CO检定器唧筒。它由唧筒活塞4、吸气口1、排气口2和三通开关组成，活塞杆上有0-50毫升的刻度，可以控制取样数量和送气速度。三通开关用以控制气流方向，当开关把手与吸气口平行时，唧筒与吸气口连通，它与排气口平行时，则连通排气口。位于两者之间时（450），各路都不通。图1-2 圆筒形压入式手动采样器结构示意图1气嘴；2接头胶管；3阀门把；4变换阀；5垫圈；6活塞筒；7拉杆；8手柄三、实验内容及步骤1、在测定地点将开关把手置于吸气位置，并将唧筒往复推压2-3次，以清洗唧筒，然后将活塞杆拉出，气体试样就被抽吸在唧筒内了。再将开关把手

6、置于（450）封闭位置。2、将检定管两端用小锉刀切断，把进气端插入唧筒的排气口上，再将开关把手置于排气口位置，按照检定管的使用说明书对送气量和送气时间的要求，使气样流过检定管CO与指示胶起反应，产生棕色环。3、读数，由变色环上端指示的数字直接从检定管上读出CO浓度（PPM）。（1）如果气样中CO含量超过检定管测量上限，可减少通气量，如通气量为V mmL，则： 测定结果=检定管×（100÷V）（式中100指要求送气量为100mmL检定管）（2）如果气样中CO含量低于检定管测量下限，可增加通气次数，如果通气次数为N，则： 测定结果=检定管读数÷N。四、实验数据及结果（

7、1）测定结果=检定管读数×（100÷V）检定管读数通气量（mmL）测定结果（2）测定结果=检定管读数÷N检定管读数送气次数测定结果五、实验思考1、向检定管中送入测定气样时，为何要在规定时间内均匀进行？2、井下对高浓度CO测定时应注意些什么？3、煤矿安全规程对井下常见的五种有毒气体的最高允许浓度的规定是多少？实验二 丼巷风速、风量测定课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的能够熟练地使用机械式风表，掌握用风表在井下的两种测量方法。正确地计算出井巷的风量。二、实验仪器1、机械式风表（如图2-1）图2-1 机械风表1-叶轮；2-蜗杆轴；3-表盘；4-

8、开关杆；5-回零杆；6-表壳2、秒表三、实验内容及步骤1、测风地点的要求井下测风要在测风站内进行，为了准确，全面得测定风速、风量，每个矿井都必须建立完善得测风制度和分布合理得固定测风站，对测风站得要求如下：（1）矿井得总进风、总回风，各水平、各翼得总进风、总回风，各采区和各用风地点得进、回风巷中设置测风站，但要避免重复设置。（2）风站应设在平直得巷道中，其前后各10米范围内不得有风流分叉、断面变化、障碍物和拐弯等局部阻力。（3）测风站位于巷道断面不规整处，其四壁应用其他材料壁呈固定形状断面，长度不得小于4米（4）工作面不设固定的 测风站，但 必须随工作面的 推进选择支护完好、前后无局部阻力物的

9、 断面上测风。（5）风站内应悬挂记录板，记录板上写明测风站的断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。2、测风方法由于井巷断面上的风速分布可知，巷道断面上的各点风速分布是不同的 为了测定平均风速，采用线路法和定点法（如图2-2所示）测风。a线路法测风b定点法测风图2-2 测风时，根据测风员的站立姿势不同分为迎面法和侧身法两种。迎面法是测风员面向风流方向，将手臂伸向前方测风，由于测风断面位于人体前方，且人体挡阻了风流，使风表的读数值偏小，为了消除人体的影响，需将测得的真风速乘以1.14的校正系数，才能得到实际风速。侧身法时测风员背向巷道壁站立，手持

10、风表将手臂向风流垂直方向伸直，然后在巷道断面内作均匀移动。由于测风员立于测风断面内减少了通风面积，从而增大风速，测量结果较实际风速偏大，故需对测得的真风速进行校正。测风员进入测风站或待测巷道中，先估测风速范围，然后选用相应量程的风表。然后取出风表和秒表，先将风表指针和秒表回零，然后使风表叶轮平面迎向风流，并与风流方向垂直，待叶轮转动正常后（约20s30s）,同时打开风表的计数器开关和秒表，在1min的时间内，风表要均匀的走完测量路线（或测量点），然后同时关闭秒表和计数器开关，读取风表指针读数。为保证测定准确，一般在同一地点要测三次（三次误差不得超过5%），取平均值，并按下式计算表速 （2-1）

11、式中：风表测得的表速，m/s； 风表刻度盘的读数，取三次平均值，m； 测风时间，一般60s。3、根据表查风表校正曲线，求出真风速 v真。4、根据测风员的站立姿势，将真风速乘以校正系数k的实际平均风速v均即v均=Kv真，m/s。5、根据测得的平均风速和和测风站的断面积，按下式计算巷道通过的风量：Q= v均S （2-2）式中 Q测风巷通过的风量； S测风站的断面积，按下列公式测算： 矩形和梯形巷道：S=H·B 三心拱巷道： S=B(H-0.07B) 半圆拱巷道： S=B(H-0.11B) H巷道净高，m B梯形巷道为半高处宽度，拱形巷道为净宽，m。四、实验数据及结果三次测量的风表读数n1

12、= ， n2= ，n3= .；误差E= ；（计算过程）V表= ；（计算过程）V真= ；（计算过程）V均= ；（计算过程）测风站断面积S= ；（计算过程）风量Q= 。（计算过程）五、实验思考1、风表校正曲线的含义是什么？风表为何使用一段时间后要进行校正2、用风表测风操作应注意哪些事项？实验三 通风点压力的测定课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的掌握测定风流点压力的方法和测量仪器的使用；二、实验仪器图 3-11、U形水柱计：U形水柱计如图3-1所示，它是由一根内径相同的玻璃管弯成U型水柱。并在其中装入蒸馏水，在U形管中间有一刻度尺所组成，其测压原理是：在测压前U形管两端的水

13、面处于水平位置，当一端加入较大的压力时，此端液面下降，另一端液面上升，此时两端液面的距离若为L毫米时，就表明水柱计的两端压力差为L毫米水柱。2、皮托管、蒸馏水、胶皮管。3、通风综合实验装置一台。三、实验内容及步骤（一）压入式通风1、在合适的位置选择巷道测点2、根据图3-1a所示，将U型压差计、皮托管和通风实验装置固定连接好；3、根据压入式的通风方法，启动实验风机；4、观察风机运行状况，待到风机运行平稳后，读出U型压差计的读数，并做好相应记录；5、关闭风机。a、压入式通风 b、抽出式通风图3-1（二）抽出式通风1、根据3-1b，将实验仪器在合适的位置连接、固定好；2、根据抽出式的通风方法，启动风

14、机；3、观察风机运行状况，待到风机运行平稳后，读出U型压差计的读数，并做好相应记录；4、关闭风机。piptihvihhvihihti真空（0）ptihvipip0hti(-)hvi0hi(-)真空（0）(a)抽出式(b)压入式图3-2 不同通风方式风流中某点各种压力间的相互关系四、实验结果及数据处理测量次数压入式通风h全 (pa)h静 (pa)h动 (pa)123平均测量次数压入式通风p全 (pa)p静 (pa)p动 (pa)123平均测量次数抽出式通风h全 (pa)h静 (pa)h动 (pa)123平均测量次数抽出式通风p全 (pa)p静 (pa)p动 (pa)123平均五、实验思考1、从U

15、型垂直压差计上如何判断风机的工作方法？2、将U型压差计换成倾斜压差计后，再进行一次测定。（图3-3）a YYT-2000B型单管倾斜压差计结构1、底座；2、水准指示器；3、弧形支架；4、加液盖；5、零位调整螺旋；6、阀门柄；7、游标；8、倾斜测量管；9、水准调平螺钉；10、宽广容器；11、多向阀门b 单管压差计工作原理图图3-3 U型压差计及其工作原理实验四 反风实验课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的1、通过反风演示了解反风在矿井通风中的作用即当矿井在进风井口附近、井筒或井底车场及附近的进风巷中发生火灾、瓦斯和煤尘爆炸时，为了防止事故蔓延，缩小灾情，改变矿井的风流方向

16、；2通过矿井通风系统模型运行的动态演示，认识通风系统的构成，功能和原理，了解各部分的工作方式；3通过模型操作，了解全矿井反风的工作原理、操作和过程；二、实验仪器矿井通风综合实验装置。图4-1 实验模型示意图调节风门设置：风门状态风门状态风门状态风门状态1#关6#开11#关16#开2#关7#关12#关17#关3#开8#关13#开18#开4#开9#关14#关19#关5#关10#关15#开20#开三、实验内容及步骤当矿井在进风井口附近、井筒或井底车场及附近的进风巷中发生火灾、瓦斯和煤尘爆炸时，为了防止事故蔓延，缩小灾情，以便经行灾害处理和救护工作，有时需要改变矿井的风流方向。规程规定：生产矿井主要通

17、风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向：当风流方向改变后，主要通风机的供给风量应不小于正常的40%。每季度应至少检查1次反风设施，每年应进行1次反风演习；当矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。1、矿井通风系统工作原理演示通风系统主要由主要通风机、通风巷道和通风设施构成，主要通风提供系统通风的动力；通风巷道构成井下风流流动的通道，并承担相应的采掘工作任务；通风设施完成对井下风流进行调节控制的作用，实现风流的按需分配。该通风系统模型包含了通风系统的所有组成部分，且通过动态演示，模拟实际矿井通风机运行、井下风流流动、调节装置改变从而改变风流流量和通风供给路线。2、全矿

18、井反风演示全矿井反风是为了防治矿井主要进风区域火灾扩大而采取的必要通风控制措施。矿井反风主要有两种方法，一是风机反转反风，即通过调整风机叶片的角度或将电机反转使得风流由扩散器反向流入矿井，实现矿井反风；第二种方式是不改变通风机的运转方式，通过事先修建好的反风巷道和快速调节装置，使风流通过反风道流入井下，从而改变井下风流的方向。3实验步骤1）、矿井通风系统工作原理演示（1）讲解模型通风系统的构成和各部分的功能；（2）启动模型，演示正常通风路线风流的流动；系统启动后，观察监测系统指示的主要通风性能数据，模型巷道内风向指示的变化、倾斜压差计内风压的变化。（3）演示调节装置的作用：井下作业地点的变化和

19、供风需求的改变都要求对矿井通风系统进行调节，调节的方法主要有两类，主要通风机工况的调节和井下通风设施改变的调节，本实验演示通过改变井下通风设施的状况，来调节需风地点供风状况的过程。以1个综采工作面为风量调节目标，通过控制进风侧（20#）、回风侧（4#）、相连巷道（10#）的自动控制风门，改变通过工作面的风量。2）、全矿井反风演示（1）讲解通风系统反风装置的构成、反风操作及效果观察;（2）演示矿井正常通风状况下的风流流动;（3）停止风机，并实施反风操作关闭风机进风道上的调节风门打开反风风门（手动）调整风机出口侧反风道处的风门（手动）改变工作面通风压力取样毕托管的方向启动风机观察风流流动的方向和风

20、速的变化（U形压差计和风速传感器）;（4）重新启动风机，观察风流方向的变化和风量的数据；（5）停止风机，将系统恢复原状。四、实验数据及结果叙述反风前后矿井通风状况的区别。 五、实验思考1、矿井为何要进行全矿井反风？要求达到的反风风量是多少？2、进行全矿井反风的方法有哪些？为何矿井反风风量会少于正常状况下的通风风量？实验五 通风巷道摩擦阻力与摩擦阻力系数的测定课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一、实验目的1、学习测算通风阻力及摩擦阻力系数的方法，加深对矿井通风阻力的理解。2、掌握测定通风阻力、求算风阻、等积孔和绘制风阻特性曲线的方法。二、实验仪器所用的仪器和设备 序号名称型号或规格数

21、量1皮托管AFP-8A62皮托管微型63单管倾斜压差计YYT-200；Y-61型44补偿式微压计YJB-1500型4三、实验内容及步骤 (一) 原理根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对静压差。根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算：(二) 测定方法和步骤 1. 将U 型垂直压差计和皮托管用胶皮管按图3-1 连接，检查无误后开机测定。2. 当水柱计稳定时，同时读取动大1 h 、动大2 阻1 2 h 和h 记入实验报告书中。3. 用皮尺量出测点1、2 之间的距离，根据管道直径，

22、计算出管道面积和周长，记入实验报告书中。4. 根据上述数据计算风阻、等积孔、摩擦阻力系数，记入实验报告书中。5. 计算时空气的密度和速度场系数用实验二和实验三的实验结果。图3-1 通风管道中摩擦阻力测定布置图四、实验数据及结果五、实验思考1、通风阻力测定时，可否直接测定起、末断而之问的全压差？2、分析漏风对通风阻力的影响。实验六 局部风机性能测试课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 1、 实验目的1、熟悉风机性能测定装置的结构与基本原理。2、掌握利用实验装置测定风机特性的实验方法。3、测定各个工况点的风量（Q）、全压（H）、电机输入功率N、电机或局部通风机的转速n及大气和和通过局部通风

23、机空气的压力、温度和湿度等参数。4、通过实验绘制全压风量（HQ）、输入功率风量（NQ）和全压效率风量（）3条曲线。二、实验仪器根据国家关于GB1236通风机空气动力性能实验方法标准，设计并制造了本试验装置。对于现场，可根据具体条件和对测值的精度要求，选择合适的布置方式，如图61所示。测定需要的设备与仪表除图中所示之外，还应准备皮尺、通风湿度计、空盒气压计。1局部通风机；2集风器；3进风段风筒；4出风段风筒；5调节闸6单管倾斜压差计；7垂直压差计；8三相功率表图61局部通风机性能测定布置三、实验内容及步骤实验按图6-2所示布置，用调节闸门由全开到全闭调节风机工况79点，测定每一工况时的风量、风压

24、和电动机功率，经过计算，绘制该扇风机的特性曲线。1、局部通风机风压测定(压入式通风时取+，抽出式通风时取-)。扇风机的全风压，Pa；扇风机的静风压，Pa；扇风机所克服的通风阻力，Pa；2、风量测定1）测定动压计算风量这要求测定断面的速度场比较稳定。在如图61a所示的布置系统中，当进风侧连接有铁风筒时、测风断面可以选择在进风侧，布置在B断面;在如图61b所示的系统中，进风侧无铁风筒、没有合适的测风断面时，也可将测定断面布置在局部通风机的出风侧的柔性风筒中的B断面。实践表明，风流以螺旋状的高速流出风机会造成相当长的范围内风流不稳定，一般局部通风机出风侧风流不稳定的长度可达50m以上，图62为距局部

25、通风机出口不同距离断面上的速度分布图。因此测风断面距风机出口应大于50m，否则测风精度较差。1L=8.52m; 2L=47.5m; 3L=87.35m图62 距风机出口不同距离（L）时的速度分布2）测定相对静压计算风量如图61a，测定断面布置在A断面，同一截面的风筒壁上均匀布置4个静压孔，孔径2.5mm，在小孔垂直壁面焊接4个金属管，然后用内径和长度相等的胶皮管将其并联后接在压差计上。这种方法精度较高，但事先要测定相对静压h与风量Q之间的函数关系（hQ）曲线。根据测定的相对静压h，查hQ之关系曲线，即可求得风量Q。此方法适用于大批量或重复试验的场所。在扇风机入风侧断面I处用单管压差计测得相对静

26、压his后按下式计算风量Q： m3/s （6-1） m/s （6-2）式中：I断面的平均风速，m/s； I断面的面积，m2； 测定时的空气密度，kg/m3；K 集流器系数，经标定，本实验所用集流器系数为0.95I断面的相对静压，Pa。3、局部通风机电气参数测定用功率表或DZFC-1型性能综合分析测试仪等专用仪器测出电动机输入功率，按下式计算通风机轴功率N：式中 电动机效率，直接测定或根据电动机曲线查得；无性能曲线时，在0.90.94间选取，大功率电动机取大值；传动效率。也可测出电动机的电流I、电压U和功率因数cos,求电动机输入功率： （6-3）或：本实验采用三相功率表读出其表指针偏转格数n后

27、，用下式计算电动机输入功率N电。N电0.04×n （6-4）4、扇风机效率计算扇风机全压效率 （6-5）扇风机静压效率 （6-6）5、空气密度测定用空盒气压计测大气压，用湿度计测湿度，计算空气密度。6、测点断面积测算理论上，测压断面应布置在风机出口，但因出口风流极不稳定，所以一般测压断面布置在距出口5倍风筒直径处。该处风流虽然未完全稳定，但只要在该断面上多布置几个测点，取器其平均值，即可代表断面上的相对静压，此值近似为局部通风机的工作静压。相对静压的测定一般采用皮托管和压差计相配合进行测定。7、工况调节通常在风筒的出风口接一节铁风筒，其中设调节闸门，用以改变局部通风机工况点；对于柔性

28、风筒，也可用细绳结扎风筒来改变风阻。工况调节步骤和启动方法与主要通风机测定基本相同。8、绘制扇风机特性曲线以风量为横坐标，扇风机的静压、功率、效率为纵坐标，分别绘制QHs、QN电、Qs的关系曲线。注：1、转速测定可参阅教材的有关部分；2、压力读数为mmH2O，应换算为Pa带入公式计算。四、实验数据及结果1、根据记录的测试数据按表6-1整理计算。2、绘制被测风机的空气动力性能曲线。3、将测得参数换算成无因次量，绘制无因次性能曲线。4、将试验结果换算成指定条件下的风机参数。表6-1 风机性能测定实验记录被测风机型号:_制造号:_风机尺寸：进口直径D1=_m； 出口面积A2=_m2；风管直径：D1P

29、=_m； 集流器直径dn=_m；大气压力Pa=_； 大气温度ta=_。 测量次数静压（hs）动压(hv)全压(ht)风量(Q)功率(N电)效率(s)123 实验日期： 实验人员：五、实验思考1、测定局部通风机性能的注意事项有哪些？2、局部通风机性能的测定对煤矿安全生产有什么实际意义？实验七 风筒性能测试课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 1、 实验目的1、 测定风筒的（摩擦）阻力系数；2、 测算出不同压力和不同接头条件下的漏风率和百米风阻，以供掘进通风设计使用，并为合理使用风筒和加强通风管理提供可靠的资料。二、实验仪器及设施风筒性能测定布置方式如图7-1所示。有条件时，在风机入口和风

30、筒的出口处各安装一段铁风筒（图7-1a），在风机入口的风筒内测动压，以计算风量，在出口的铁风筒内安设闸门，调节风阻，以获得不同压力下的性能参数；用补偿式微压计测算两断面贱的通风阻力，计算风阻和摩擦阻力系数。这种布置方式测定精度较高。断面C为风机出口到风筒出口断面之间风流稳定段起点，一般局部通风机出口风筒中风流不稳定长度可达50m以上，因此，测风断面距风机出口应大于50m，否则影响测风精度。这种布置方式测定精度较高。没有铁风筒时，可参考图7-1b所示布置。这种布置方式适用于在现场分段测定漏风率和风阻，以掌握整列风筒沿程漏风率、风阻与压力的关系。测定需要的设备及仪表有：11或28kW局部通风机一台

31、，长度大于200m的待测风筒，单管倾斜压差计12台，皮托管23支，通风温度计和空盒气压计各1台，钢尺（2m），胶皮管。（b）1 局部通风机；2柔性风筒；3垂直U型水柱计；4皮托管；5单管倾斜压差计；6调节闸板；7铁风筒；8补偿式微压计图7-1 风筒测定实验设施布置3、 实验内容及步骤由于风筒存在漏风，故应分别在侧段的两端A、B断面上布置测点，测风断面选择应满足图7-1所示的尺寸要求。一般采用测定动压法测量动压，计算点风速。1、 风量测定（1）测定动压法根据选定测风断面的大小和流速分布情况，适当地把测风断面等分成若干个小面积块（或环），在每个小面积块（或环）的面积中心布置皮托管，测各点速压，求断

32、面的平均风速，然后求算风量。用皮托管测风时，可采用各点分别测定法，即用一台压差计依次测各点的动压或用多台压差计同时测各点动压；也可采用多点联合测定法，即将各皮托管所有静压端相连、所有全压端相连后，集中用一压差计测平均动压。分别测定法测出各点动压后，按下式求断面平均风速： (7-1)式中 n测风数； 空气密度，kg/； 断面平均风速，；，各测点风速，。采用各点分别测定法时，需大量连接胶皮管，测定比较麻烦，读数时间长，但测定结果的精度高，容易发现胶皮管或皮托管堵塞和漏气故障，而且能测定出断面上的速度场分布。（2）联合测定法对速度场分布均匀的断面，可采用多点并联测定法。多点联合测定法测得的平均动压为

33、，则断面的平均风速为 (7-2)2、按下式分别计算A、B两断面的风量、： (7-3)式中 S测风断面的面积，m；测风断面上各点动压，Pa；空气密度，kg/m；N断面上测点数。3、漏风率的计算测定断面间风筒的漏风率可按下计算： (7-4)百米风筒漏风率按下式计算： (7-5)这里应该强调的是，对于柔性风筒其漏风率与风压、接头种类及其严密程度、风筒的节长等多种因素有关，因此用某一段风筒的漏风率算至整个长度风筒的漏风是不妥当的。铁、玻璃钢风筒与胶皮风筒的漏风规律是不同的。刚性风筒的露风一般发生在接头部位，风筒露风系数与风筒长度呈非线性关系，因此对于刚性风筒使用全长的平均百米漏风率概念也是不合适得，用

34、它计算各种长度的平均百米漏风率将有很大误差。测算漏风率时要求测段长度很大，否则将由于测风精度降低使漏风率计算的偏差增大，甚至可能出现负值。4、通风阻力测定与计算测定AB段通风阻力，可分别测定A、B两断面中心点的相对静压、，或用长胶皮管直接测定AB段静压差，然后用下式计算测段的通风阻力（Pa）： (7-6)式中、A、B断面的动压，Pa。当漏风分布均匀时，AB段总风阻（Ns/m）可按下式计算： (7-7)式中 A、B断面风量，m/s。包括摩擦阻力和接头局部阻力在内的风筒百米风阻（Ns/m）为 (7-8)刚性风筒的风阻至于风筒本身的材质、直径、新旧程度接头质量等因素有关；而柔性风筒除受上述因素影响之

35、外，还与风压大小有关。4、 实验数据处理及结果1、 风速测定n = hvn = (n =1、2、3、4.)Vm= 2、 A、B两断面风量计算QA= QB= 3、 百米风筒漏风率KL= 4、 通风阻力测定与计算hAB= RAB= 5、 实验思考风筒性能测定实验的注意事项有哪些？实验八 煤自燃倾向性及煤尘爆炸危险性测定课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的1、了解煤自燃倾向性测定的原理和方法；2、加深对煤尘爆炸危险性的认识，了解煤尘爆炸危险性测定方法。二、实验仪器1、煤自燃倾向性GC-4075型煤自燃倾向性测定仪，电子天平煤自燃倾向性测定仪性能参数：试样量：1g/次 (精度0

36、.0001g)试样粒度：0.147mm测量范围：吸氧量0.054.00ml/g干煤测量精度：3%电源：AC220V，50HZ2、煤尘爆炸危险性CJD型煤尘爆炸性测定仪，电子天平，煤样。测定仪技术参数：试样量：1g/次 (精度0.1g)试样粒度：0.075mm加热器温度：8001300工作环境：温度050；相对湿度85%电源：AC220V，50HZ三、实验内容及步骤（一）实验原理：1、煤自燃倾向性煤在一定条件下会氧化自燃，煤矿安全规程将煤的自燃倾向性划分为容易自燃、自燃和不易自燃三类。该仪器符合GB/T20104-2006煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法的要求，实验采用上述国家标准规定的方法进行煤的自

37、燃倾向性测定。煤自燃倾向性色谱吸氧鉴定法是基于煤在低温常压下煤对氧的吸附属于单分子层物理吸附状态为理论基础，按朗缪尔单分子层吸附方程，用双气路流动色谱测定煤吸附流态氧的特性，根据每克煤样在常温（30）、常压（1.0133×105Pa）下的吸氧量作为分类指标鉴定煤的自燃倾向性。2、煤尘爆炸危险性煤尘具有爆炸危险性，当具有爆炸危险的煤尘飞扬到空气中，并达到一定浓度时就会发生爆炸。进行煤尘爆炸性测定实验，设备应符合AQ10452007煤尘爆炸性鉴定规范标准的要求。其测定方法为：通过煤粉在高温时产生火焰的情况，判定是否有火焰；10次试验中测定最长火焰长度；加入岩粉，测定达到一定重量时火焰长度

38、的变化；通过上述三个指标对煤尘爆炸性进行判定。（二）实验步骤：1、煤自燃倾向性1） 仪器常数的测定：测每路样品管常数（以1路测定为例）：首先开1路，关2、3、4路开关阀，并把六通阀切换至“脱附”状态，用相关仪器测定载气流速（30±0.5ml/min）以及氧气流速（20±0.5ml/min）。之后把六通阀切换至“吸附”状态，并用秒表计时5min,之后关1路，开2路，六通阀由“吸附”状态切换至“脱附”状态等待1min后关2路，开1路同时启动工作站，待出峰结束后记下峰面积。由所得样品管体积、相应的峰面积、载气流速、柱箱温度及测定时的大气压带入工作站的计算模式，求出仪器常数。2）煤

39、吸氧量的测定：测每路样品管吸氧量（以1路测定为例）：首先开1路，关2、3、4路开关阀，并把六通阀切换至“脱附”状态，测定载气流速和氧气流速。把六通阀切换至“吸附”状态，并用秒表计时20min,再将六通阀切换至“脱附”状态，同时启动工作站，出峰结束后记下实管峰面积。把六通阀切换至“吸附”状态，取下样品管，倒出煤粉后装会原位，六通阀切换至“脱附”状态，测此时的载气流速以及氧气流速，之后把六通阀切换至“吸附”状态，并用秒表计时5min,，六通阀切换至“脱附”状态，同时启动工作站，出峰结束后记下空管峰面积。把实验数据带入A5000工作站中的处理模式中，求出煤的吸氧量。2、煤尘爆炸危险性1）打开装置电源

40、开关，检查仪器工作是否正常工作。2）打开装置加热器升温开关，使加热器温度逐渐升温至(1 100±1)。3）用0.1 g感量的架盘天平称取(1±01)g鉴定试样，装入试样管内，将试样聚集在试样管的尾端，插入弯管。4）打开空气压缩机开关，将气室气压调节到0.05 MPa。5）按下启动按钮，将试样喷进玻璃管内，造成煤尘云。6）观察并记录火焰长度。7）同一试验重复2次。（三）注意事项：1、煤自燃倾向性1）载气、吸附气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备。2）流量计、玻璃筒等易碎品，实验中谨防打碎。3）氮气瓶、氧气瓶等均为危险物品，要防止受震、碰撞，

41、并杜绝火源。4）煤样制作要精细、要求0.10.15mm的煤粒应占70以上。2、煤尘爆炸危险性每试验完一个鉴定试样，要清扫一次玻璃管，并用毛刷顺着铂丝缠绕方向轻轻刷掉加热器表面上的浮尘，同时开动实验室的排风换气装置，进行通风，置换实验室内的空气。四、实验数据及结果表8-1 煤自燃倾向性鉴定表实验次数氮气流速氧气流速实管峰面积空管峰面积实验结果 123 4表8-2 煤尘爆炸危险性鉴定表鉴定煤样编号鉴定日期鉴定人员 年 月 日 火焰长度（mm）试样种类12煤样1煤样2五、实验思考1、煤自燃的过程和在此过程中温度、生成气体的变化？2、煤矿井下煤自燃的影响因素有哪些？3、除煤尘外，还有哪些粉尘具有爆炸危

42、险性？4、影响煤尘爆炸危险性的主要因素有哪些？5、煤尘爆炸的条件是什么？这一条件在怎样的情况下会容易出现？实验九 瓦斯（煤尘）爆炸演示实验课程名称 实验地点 试验时间 指导教师 评语 一 、实验目的瓦斯（煤尘）爆炸是煤矿生产过程中的重大灾害之一，它直接威胁着矿工的生命安全和正常生产，一旦发生瓦斯（煤尘）爆炸将造成十分严重的后果。该实验主要是使学生了解瓦斯（煤尘）爆炸的原理、爆 炸条件、爆炸过程、和爆炸威力及其危害。 二、实验仪器智能型瓦斯（煤尘）爆炸演示装置。三、实验内容及步骤（一）实验原理：1 当瓦斯浓度达到516%时遇火能爆炸； 2 爆炸波使煤尘飞扬也参与爆炸。（二）实验步骤：1演示前准备

43、： （1）准备好高浓度瓦斯一袋。 （2）准备好具有爆炸性的煤尘 200克，粒度为 200 目，经烘干后放入磨口瓶内。 2瓦斯爆炸引起煤尘爆炸实验步骤： （1）在没有充入瓦斯之前，将 220V电源接通，按下面板电源开关，各显示屏亮，瓦斯显示为 00.5%，温度为当时天气温度，氧气为 20.9%，然后检查遥控器各功能是否正常。 （2）将煤尘爆炸腔拉出，然后将爆炸专用纸贴到瓦斯爆炸开放端，贴牢再将煤尘爆炸腔推移复位，然后用锁紧装置将煤尘爆炸腔锁紧。 （3）喷煤孔内装入煤尘，或将煤尘放在煤尘爆炸腔底板上。 （4）若瓦斯浓度显示仪显示不为零，可调整显示仪内部的调零电位器。如果第一次进行试验，需校准瓦斯含

44、量，校准方法：用光学瓦斯检测仪检测瓦斯爆炸腔内瓦斯实际含量，如果与该装置的瓦斯显示仪显示的瓦斯浓度一致则说明显示仪显示的浓度准确；如果不一致可调整面板上的校准电位器，使两者一致。如果连续两次相同说明瓦斯浓度显示正常。校准后，不得随便调整，定期用上述方法进行调整（为了避免误调“校准”电位器，现已改进，将其内置在瓦斯主板的左上角，如需调整，可打开主控箱后盖，调之即可）。 （5）将瓦斯经瓦斯输入口缓慢输入到瓦斯爆炸腔内。观察瓦斯浓度含量，若达到要求浓度，关闭瓦斯输入开关。按下遥控器“混合”键将瓦斯爆炸腔内气体处于混合状态。将瓦斯与空气充分混合，（也可待 2-3 分钟，让气体自动混合）待瓦斯、氧气含量

45、稳定后，关闭混合开关。等待起爆。如果瓦斯浓度太高、超过要求时。按下遥控器“调节”键，待达到要求时再按下“停”键停止输入新鲜空气，调节完毕。 （6）将人员撤离 10 米以外。 （7）.等待起爆。（起爆设置两种起爆方法：高压点火起爆；高温点火起爆，可检测点火温度。） （8）选择高压点火起爆，将遥控器对准瓦斯浓度显示仪中间倒计时 O点位置，按下遥控器“电爆”键，瓦斯浓度显示仪倒计时红灯从 4 逐渐显示到 0，当显示到 1 时自动喷煤，0 时瓦斯起爆。 （9）选择高温点火起爆，按下“温爆”键，加热器进行缓慢加热，观察温度显示仪温度变化、闪光提示，当温度达到瓦斯爆炸温度时，瓦斯爆炸。如果中断加温，请按下“停止”键。 （10）起爆后，立即关掉电源总开关，用吸尘器将落入瓦斯爆炸腔内的煤尘吸出。操作时严禁用手接触点火头。 （三）注意事项：1该仪器要由专人负责操作，保管和维护。实验前详细阅读说明书，了解操作步骤和功能键。 2演示现场10 米范围内严禁抽烟。 3每次实验后，瓦斯爆炸腔和煤尘爆炸腔内应用软布擦洗，保持内壁清洁。 5由于线路复杂，严禁非专业人员接触电路。 6清洗内腔时，注意高压点火器，不得碰坏。 7搬移时，小心