矿井通风课件

矿井通风MineVentilation采矿工程系矿井通风MineVentilation采1一、教学内容：1、矿井空气主要成分及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法；2、矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施；3、矿井气候条件标准、改善方法。二、重点难点：1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准；2、气体检测仪器与检测方法；3、防止有害气体危害的措施；4、矿井气候条件各参数的测定仪表及测定方法。三、教学要求：1、了解矿井空气各主要成分的基本性质；2、了解矿井气候条件的质量标准及改善办法；3、掌握矿井空气各主要成分的质量浓度标准、检测仪表及方法；4、掌握矿井气候条件各参数的测定仪表及方法。一、教学内容：2第一节矿井空气成分地面空气干空气

新风污风或乏风地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气，将发生一系列变化。主要有：氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。第一节矿井空气成分地面空气3一、矿井空气的主要成分及其基本性质氧气（O2）无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为1.105。很活跃，易使多种元素氧化，能助燃。维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。一般情况下，人在休息时的需氧量为0.2~0.4L/min；在工作时为1~3L/min。地面空气进入井下后，氧气浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化；爆破工作；井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有害气体等。在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后，应特别注意对氧气浓度的检查，以防发生窒息事故。表1-1人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系

一、矿井空气的主要成分及其基本性质氧气（O2）4氮气（N2）无色、无味、无臭的惰性气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒，不能供人呼吸。正常情况下对人体无害，但浓度增加时，会相应降低氧气浓度，人会因缺氧而窒息。井下废弃旧巷或封闭的采空区中有可能积存氮气。1982年9月7日，我国某矿因矿井主要通风机停风，井下采空区的氮气大量涌出，致使采煤工作面支架安装人员缺氧窒息，造成多人伤亡事故。矿井中的氮气主要来源于：井下爆破；有机物的腐烂；天然生成的氮气从煤岩中涌出等。氮气（N2）5二氧化碳（CO2）无色、略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，不助燃也不能供人呼吸，略带毒性，易溶于水。对人体的呼吸有刺激作用，在为中毒或窒息的人员输氧时，常常要在氧气中加入5%的二氧化碳以促使患者加强呼吸。当空气中的二氧化碳浓度过高时，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也能造成人员中毒或窒息。二氧化碳比空气重，常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。

矿井中二氧化碳的主要来源有：煤和有机物的氧化；人员呼吸；井下爆破；井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸等。

如我国某矿，曾在1975年6月发生过一起二氧化碳和岩石突出事故，突出二氧化碳11000m3。二氧化碳（CO2）6表1-2空气中二氧化碳浓度对人体的影响二氧化碳浓度（体积）/%人体主要症状1351010~2020~25呼吸加深，急促呼吸急促，心跳加快，头痛，很快疲劳呼吸困难，头痛，恶心，耳鸣头痛，头昏，呼吸困难，昏迷呼吸停顿，失去知觉，时间稍长会死亡短时间中毒死亡表1-2空气中二氧化碳浓度对人体的影响二氧化碳浓度（体7二、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准《煤矿安全规程》的规定主要如下：采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20%；二氧化碳浓度不超过0.5%。矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。二、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准《煤矿安全规程》的规定8三、矿井空气主要成分的检测方法

一、取样分析法二、快速测定法三、矿井空气主要成分的检测方法

9利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送往地面化验室进行分析。分析仪器多用气相色谱仪。特点：

分析精度高，定性准确，分析速度快，一次进样可以同时完成多种气体的分析；但所需时间长，操作复杂，技术要求高。适用：一般用于井下火区成分检测或需精确测定空气成分的场合。利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送10利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定，是目前普遍采用的测定方法。1、氧气浓度的快速测定方法（1）利用氧气检测仪检测（2）利用比长式氧气检测管检测详见本章第二节。2、二氧化碳浓度的快速检测方法主要使用光学瓦斯鉴定器，检查方法详见《煤矿安全》教材。利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定，是目前11AY—1B型氧气检测仪

AY—1B型氧气检测仪12第二节矿井空气中的有害气体及其检测一、矿井空气中的有害气体及其基本性质（一）一氧化碳（CO）无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%~75%时遇火有爆炸性。一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大250~300倍。矿井中一氧化碳的主要来源有：爆破工作；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。

第二节矿井空气中的有害气体及其检测一、矿井空气中的有害气体13据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事故中，约70～75%的死亡人员都是因一氧化碳中毒所致。表1-3一氧化碳的中毒程度与浓度的关系据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾14（二）硫化氢（H2S）无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，当浓度达4.3%~46%时具有爆炸性。

硫化氢有剧毒。它能使人体血液缺氧中毒，对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。当空气中浓度达到0.0001%时可嗅到臭味，但当浓度较高时（0.005~0.01%），因嗅觉神经中毒麻痹，臭味“减弱”或“消失”，反而嗅不到。（二）硫化氢（H2S）15矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。

1971年，我国某矿一上山掘进工作面曾发生一起老空区透水事故，人员撤出后，矿调度室主任和一名技术员去现场了解透水情况，被涌出的硫化氢熏倒致死。表1-4硫化氢的中毒程度与浓度的关系矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含16（三）二氧化硫（SO2）无色、有强烈硫磺气味及酸味的气体，当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。它易溶于水，相对密度为2.32，常常积聚在井下巷道的底部。

二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。（三）二氧化硫（SO2）17矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。表1-5二氧化硫的中毒程度与浓度的关系矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃18（四）二氧化氮（NO2）红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，易溶于水。

井下毒性最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。二氧化氮的中毒有潜伏期，容易被人忽视。中毒初期仅是眼睛和喉咙有轻微的刺激症状，常不被注意，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作，但经过6h甚至更长时间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤出现黄色斑点，头发发黄，吐黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐甚至死亡。（四）二氧化氮（NO2）19矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。

我国某矿1972年在煤层中掘进巷道时，工作面非常干燥，工人们放炮后立即迎着炮烟进入，结果因吸入炮烟过多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。表1-6二氧化氮的中毒程度与浓度的关系矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。20（五）氨气（NH3）无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6，易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸性。

氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。（五）氨气（NH3）21（六）氢气（H2）无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%~74%时具有爆炸危险。井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生火灾和爆炸事故中也会产生。除了上述有害气体之外，矿井空气中最主要的有害气体是甲烷（CH4），又称沼气。它是一种具有窒息性和爆炸性的气体，对煤矿安全生产的威胁最大。在煤矿生产中，通常把以甲烷为主的这些有毒有害气体总称为瓦斯。（六）氢气（H2）22二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准表1-7矿井空气中有害气体最高允许浓度此外，《规程》还规定：井下充电硐室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准此外，《规23三、有害气体的检测方法近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体的检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。（一）瓦斯（CH4）的快速检测方法煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。三、有害气体的检测方法24（二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方法普遍采用比长式检测管法。它是根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。下面以比长式CO检测管为例说明检测原理及检测方法。图1-2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（二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方25表1-8我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表检测管名称型号测量范围(体积比%)最小分辨率最小检测浓度颜色变化COⅠⅡⅢ(5~50)×10-6(10~500)×10-6(100~5000)×10-65×10-620×10-6200×10-65×10-610×10-6100×10-6白→棕褐色CO2ⅠⅡ0.2%~3.0%1%~15%0.2%1%0.1%0.5%蓝色→白色H2S1(3~100)×10-65×10-63×10-6白→棕色SO21(2.5~100)×10-65×10-62.5×10-6紫→土黄色NO21(1~50)×10-62.5×10-61×10-6白→黄绿色NH31(20~200)×10-620×10-620×10-6桔黄→蓝灰色O21%~21%1%0.5%白→茶色H210.5%~3.0%0.5%0.3%白→淡红表1-8我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表检测管名称型26与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。图1-3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—手柄与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动27使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气2～3次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45°位置；将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；将把手扳至垂直位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。

低浓度检测可以采用增加送气次数的方法进行测定。测得的浓度值除以送气次数，即为被测对象的实际浓度。

高浓度检测在优先考虑测定人员的防毒措施后，可先将待测气体稀释后再进行测定，但测定结果要根据稀释的倍数进行换算。使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动28四、防止有害气体危害的措施1、加强通风。2、加强对有害气体的检查。3、瓦斯抽放。4、放炮喷雾或使用水炮泥。5、加强对通风不良处和井下盲巷的管理。6、井下人员必须随身佩带自救器。7、对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施。四、防止有害气体危害的措施29第三节矿井气候条件及改善矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态。一、矿井气候对人体热平衡的影响

人体散热的方式主要通过皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发三种基本形式进行。二、矿井空气的温度、湿度和风速（一）矿井空气的温度最适宜的矿井空气温度为15~20℃。在进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和围岩温度的影响，有冬暖夏凉之感。第三节矿井气候条件及改善矿井气候是指矿井空气30（二）矿井空气的湿度（1）绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（g/m3），用f表示。空气在某一温度下所能容纳的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量，用F饱表示。温度越高，空气的饱和水蒸气量越大。（二）矿井空气的湿度31表1-9在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、

饱和水蒸气压力温度℃饱和水蒸气量g/m3饱和水蒸气压力Pa温度℃饱和水蒸气量g/m3饱和水蒸气压力Pa-201.11281412.01597-151.61931512.81704-102.32881613.61817-53.44221714.4193204.96101815.3206515.26551916.2219825.67052017.2233136.07572118.2249146.48112219.3263856.88702320.4281167.39332421.6298477.79982522.9317188.310682624.2335798.811432725.63557109.412272827.03784119.913112928.540101210.014023030.142361311.314963131.84490表1-9在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、

饱和32（2）相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和水蒸气量（）比值的百分数，用公式表示如下：

通常所说的湿度指的都是相对湿度，它反映的是空气中所含水蒸气量接近饱和的程度。一般认为相对湿度在50~60%对人体最为适宜。一般情况下，在矿井进风路线上，有冬干夏湿之感。在采掘工作面和回风系统，因空气温度较高且常年变化不大，空气湿度也基本稳定，一般都在90%以上，甚至接近100%。

（2）相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和33（三）井巷中的风速

表1-10风速与温度之间的合适关系空气温度/℃＜1515~2020~2222~2424~26适宜风速/m/s＜0.5＜1.0＞1.0＞1.5＞2.0（三）井巷中的风速

表1-10风速与温度之间的合适关系34表1-11井巷中的允许风流速度井巷名称允许风速/（m/s）最低最高无提升设备的风井和风硐15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风巷8架线电机车巷道1.08运输机巷，采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其它通风人行巷道0.15表1-11井巷中的允许风流速度井巷名称允许风速/（m/s）35此外，《规程》还规定，设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于上表的规定值，但不得超过5m/s。此外，《规程》还规定，设有梯子间的井筒或修理36三、衡量矿井气候条件的指标和安全标准（一）衡量矿井气候条件的指标干球温度我国现行的最简单的评价矿井气候条件指标之一

等效温度1923年由美国采暖通风工程师协会提出三、衡量矿井气候条件的指标和安全标准（一）衡量矿井气候条件的37（二）矿井气候条件的安全标准我国现行的评价矿井气候条件的指标是干球温度。《规程》规定：进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。（二）矿井气候条件的安全标准38四、矿井空气温度和湿度的测定（一）矿井空气温度的测定测温仪器可使用最小分度0.5℃并经校正的温度计。测温时间一般在8：00—16：00h的时间内进行。测定温度的地点应符合以下要求：1、掘进工作面空气的温度测点，应设在工作面距迎头2m处的回风流中。2、长壁式采煤工作面空气温度的测点，应在工作面内运输道空间中央距回风道口15m处的风流中。采煤工作面串联通风时，应分别测定。3、机电硐室空气温度的测点，应选在硐室回风道口的回风流中。此外，测定气温时应将温度计放置在一定地点10min后读数，读数时先读小数再读整数。温度测点不应靠近人体、发热或制冷设备，至少距离0.5m。四、矿井空气温度和湿度的测定39（二）空气湿度的测定测量矿井空气湿度的仪器主要有风扇湿度计和手摇湿度计，它们的测定原理相同。1—干球温度计；2—湿球温度计；3—湿棉纱布；4、5—双层金属保护管；6—通风器；7—风管

测定相对湿度时，先用仪器附带的吸水管将湿温度计的棉纱布浸湿，然后上紧发条，小风扇转动吸风，空气从两个金属保护管4、5的入口进入，经中间风管7由上部排出。湿球温度计的温度值低于干球温度计的温度值，空气的相对湿度越小，蒸发吸热作用越显著，干湿温度差就越大。根据湿温度计的读数和干、湿度计的读数差值，由表1-12即可查出空气的相对湿度（）。（二）空气湿度的测定40五、矿井气候条件的改善（一）空气预热空气预热就是使用蒸汽、水暖或其它设备，将一部分空气预热到70℃～80℃，再使其与冷空气混合，混合后的空气温度达到2℃以上。按冷热空气混合方式的不同，预热方式有井筒混合式；井口房混合式；井筒、井口房混合式三种。（二）降温措施1、通风降温（1）增加风量（2）选择合理的通风系统（3）改革采煤工作面通风方式2、改革采煤方法和顶板管理（1）后退式采煤法有利于降温。（2）倾斜长壁式采煤法对改善工作面的气候有利。（3）采用充填法管理顶板可降低工作面风流的温度。3、减少各种热源散热4、制冷降温五、矿井气候条件的改善41第四节井巷中风速与风量的测定单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。因此，测量风量时必然测定风速。《规程》规定：矿井必须建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其它用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。矿井应根据测风结果采取措施，进行风量调节。第四节井巷中风速与风量的测定单位时间内通过42一、井巷断面上的风速分布空气在井巷中流动时，一般来说，位于巷道轴心部分的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小。通常所谓巷道内的风速都是指平均风速v均。实际工作中最大风速不一定正好位于井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性。图1-6巷道中的风速分布一、井巷断面上的风速分布图1-6巷道中的风速分布43二、测风仪表煤矿中常用的风表按结构和原理不同可分为机械式、热效式、电子叶轮式和超声波式等几种。（一）机械式风表目前煤矿使用最广泛，全部采用机械结构，多用于测量平均风速，也可以用于点风速的测定。按其感受风力部件的形状不同，又分为叶轮式和杯式两种。机械叶轮式风表由叶轮、传动蜗轮、蜗杆、计数器、回零压杆、离合闸板、护壳等构成，图1-7机械叶轮式风表1—叶轮；2—蜗杆轴；3—计数器；4—离合闸板；5—回零压杆；6—护壳二、测风仪表图1-7机械叶轮式风表44风表按风速的测量范围不同分为高速风表（0.8~25m/s）、中速风表（0.5~10m/s）和微（低）速风表（0.3~5m/s）三种。

图1-8风表校正曲线示意图

v真＝a＋bv表式中

v真——真风速，m/s；

a——表明风表启动初速的常数，决定于风表转动部件的惯性和摩擦力；

b——校正常数，决定于风表的构造尺寸；

v表——风表的指示风速，m/s。风表按风速的测量范围不同分为高速风表（0.8~45（二）热效式风表主要是热球式风速计。测风原理是，一个被加热的物体置于风流中，其温度随风速大小和散热多少而变化，通过测量物体在风流中的温度便可测量风速。多用于微风测量。（三）电子叶轮式风表测定原理是，叶轮在风流的作用下旋转，转速与风速成正比，利用叶轮上安装的一些附件，根据光电、电感等原理把叶轮的转速转变成电量，利用电子线路实现风速的自动记录和数字显示。特点是读数和携带方便，易于实现遥测。（四）超声波风速计利用超声波技术，通过测量气流的卡曼涡街频率来测定风速的仪器。它的特点是结构简单，寿命长，性能稳定，不受风流的影响，精度高，风速测量范围大。（二）热效式风表46三、测风方法及步骤（一）测风地点井下测风要在测风站内进行。对测风站的要求如下：（1）应在矿井的总进风、总回风，各水平、各翼的总进风、总回风，各采区和各用风地点的进、回风巷中设置测风站，但要避免重复设置。（2）测风站应设在平直的巷道中，其前后各10m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）若测风站位于巷道断面不规整处，其四壁应用其它材料衬壁呈固定形状断面，长度不得小于4m。（4）采煤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断面上测风。（5）测风站内应悬挂测风记录板（牌），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。三、测风方法及步骤47（二）测风方法为了测得平均风速，可采用线路法或定点法。根据测风员的站立姿势不同分为迎面法和侧身法两种。迎面法需将测得的真风速乘以1.14的校正系数。侧身法校正系数K由下式计算：

式中S——测风站的断面积，m2；0.4——测风员阻挡风流的面积，m2。图1-9线路法测风

图1-10定点法测风（二）测风方法图1-9线路法测风图1-10定点法测48（三）用机械式风表测风步骤（1）先估测风速范围，然后选用相应量程的风表。（2）风表和秒表回零，正迎风流，约20~30s后，开始计时，均匀走完测量路线。同一地点测三次，取平均值，并按下式计算表速：（1-4）式中v表——风表测得的表速，m/s；n——风表刻度盘的读数，取三次平均值，m；t——测风时间，一般60s。（3）根据表速查风表校正曲线，求出真风速v真。（4）将真风速乘以校正系数K得实际平均风速v均，即：v均=Kv真，m/s（1-5）（5）按下式计算巷道通过的风量：Q=v均S（1-6）式中Q——测风巷道通过的风量，m3/s；S——测风站的断面积，m2，按下列公式测算： 矩形和梯形巷道：S=H·B（1-7） 三心拱巷道：S=B（H－0.07B）(1-8) 半圆拱巷道：S=B（H－0.11B）（1-9）H——巷道静高，m；B——梯形巷道为半高处宽度，拱形巷道为净宽，m。（三）用机械式风表测风步骤49（四）测风时应注意的问题（1）风表的测量范围要与所测风速相适应，避免风速过高、过低造成风表损坏或测量不准；（2）风表不能距离人体和巷道壁太近，否则会引起较大误差；（3）风表叶轮平面要与风流方向垂直，偏角不得超过10°，在倾斜巷道中测风时尤其要注意；（4）按线路法测风时，路线分布要合理，风表的移动速度要均匀，防止忽快忽慢，造成读数偏差；（5）秒表和风表的开关要同步，确保在1min内测完全线路（或测点）；（6）有车辆或行人时，要等其通过后风流稳定时再测；（7）同一断面测定三次，三次测得的计数器读数之差不应超过5%，然后取其平均值。（四）测风时应注意的问题50四、微风测量当风速很小（低于0.1～0.2m/s）时，可以采用烟雾、气味或者粉末作为风流的传递物进行风速测定。用下式计算巷道内的平均风速：（1-10）式中v——巷道断面内的平均风速，m/s；

L——风流流经的巷道距离，m；

t——风流流经巷道所用的时间，s。四、微风测量51四、本章小结：本章重点阐述了矿井空气的主要成分、井下常见的有害气体、空气成分和有害气体的安全标准及测定方法、矿井的气候条件参数测定等主要内容，为进一步学习矿井通风理论奠定基础。四、本章小结：52五、复习思考题思考题1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何不同？1-2什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？1-3氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧气减少的原因有哪些？1-4矿井空气中常见的有害气体有哪些？它们的来源和对人体的影响如何？《规程》对这些有害气体的最高允许浓度是如何规定的？1-5用比长式检测管法检测有害气体浓度的原理是什么？可用来检测哪些气体？1-6防止有害气体危害的措施有哪些？1-7什么叫矿井气候条件？气候条件对人体热平衡有何影响？1-8什么叫空气的绝对湿度和相对湿度？矿井空气的湿度一般有何变化规律？1-9为什么在矿井的进风路线中冬暖夏凉、冬干夏湿？1-10《规程》对矿井气候条件的安全标准有何规定？1-11矿井的预热和降温主要有哪些方面的措施？1-12风表按原理和测风范围分为几类？机械叶轮式风表的优缺点各是什么？1-13风表测风时为什么要校正其读数？迎面法与侧身法测风的校正系数为何不同？1-14风表校正曲线的含义是什么？为什么风表要定期校正？1-15对测风站有哪些要求？1-16测风的步骤有哪些？应注意哪些问题？五、复习思考题思考题53习题1-1井下某采煤工作面的回风巷道中，已知CO2的绝对涌出量为6.5m3/min，回风量为520m3/min，问该工作面回风流中的CO2浓度是多少？是否符合安全浓度标准？（1.25%；符合标准）1-2测得井下某一工作面风流的干球温度为22℃，湿球温度为20℃，风速为1.5m/s，求其相对湿度和等效温度分别是多少？（83%；14℃）1-3井下某测风地点为半圆拱型断面，净高2.8m，净宽3m，用侧身法测得三次的风表读数分别为286、282、288，测定时间均为1min，该风表的校正曲线表达式为v真=0.23+1.002v表（m/s），试求该处的风速和通过的风量各为多少？（4.74m/s；35.12m3/s）习题54矿井通风MineVentilation采矿工程系矿井通风MineVentilation采55一、教学内容：1、矿井空气主要成分及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法；2、矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施；3、矿井气候条件标准、改善方法。二、重点难点：1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准；2、气体检测仪器与检测方法；3、防止有害气体危害的措施；4、矿井气候条件各参数的测定仪表及测定方法。三、教学要求：1、了解矿井空气各主要成分的基本性质；2、了解矿井气候条件的质量标准及改善办法；3、掌握矿井空气各主要成分的质量浓度标准、检测仪表及方法；4、掌握矿井气候条件各参数的测定仪表及方法。一、教学内容：56第一节矿井空气成分地面空气干空气

新风污风或乏风地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气，将发生一系列变化。主要有：氧气含量减少；有毒有害气体含量增加；粉尘浓度增大；空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。第一节矿井空气成分地面空气57一、矿井空气的主要成分及其基本性质氧气（O2）无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为1.105。很活跃，易使多种元素氧化，能助燃。维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。一般情况下，人在休息时的需氧量为0.2~0.4L/min；在工作时为1~3L/min。地面空气进入井下后，氧气浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化；爆破工作；井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有害气体等。在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后，应特别注意对氧气浓度的检查，以防发生窒息事故。表1-1人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系

一、矿井空气的主要成分及其基本性质氧气（O2）58氮气（N2）无色、无味、无臭的惰性气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒，不能供人呼吸。正常情况下对人体无害，但浓度增加时，会相应降低氧气浓度，人会因缺氧而窒息。井下废弃旧巷或封闭的采空区中有可能积存氮气。1982年9月7日，我国某矿因矿井主要通风机停风，井下采空区的氮气大量涌出，致使采煤工作面支架安装人员缺氧窒息，造成多人伤亡事故。矿井中的氮气主要来源于：井下爆破；有机物的腐烂；天然生成的氮气从煤岩中涌出等。氮气（N2）59二氧化碳（CO2）无色、略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，不助燃也不能供人呼吸，略带毒性，易溶于水。对人体的呼吸有刺激作用，在为中毒或窒息的人员输氧时，常常要在氧气中加入5%的二氧化碳以促使患者加强呼吸。当空气中的二氧化碳浓度过高时，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也能造成人员中毒或窒息。二氧化碳比空气重，常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。

矿井中二氧化碳的主要来源有：煤和有机物的氧化；人员呼吸；井下爆破；井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸等。

如我国某矿，曾在1975年6月发生过一起二氧化碳和岩石突出事故，突出二氧化碳11000m3。二氧化碳（CO2）60表1-2空气中二氧化碳浓度对人体的影响二氧化碳浓度（体积）/%人体主要症状1351010~2020~25呼吸加深，急促呼吸急促，心跳加快，头痛，很快疲劳呼吸困难，头痛，恶心，耳鸣头痛，头昏，呼吸困难，昏迷呼吸停顿，失去知觉，时间稍长会死亡短时间中毒死亡表1-2空气中二氧化碳浓度对人体的影响二氧化碳浓度（体61二、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准《煤矿安全规程》的规定主要如下：采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20%；二氧化碳浓度不超过0.5%。矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。二、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准《煤矿安全规程》的规定62三、矿井空气主要成分的检测方法

一、取样分析法二、快速测定法三、矿井空气主要成分的检测方法

63利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送往地面化验室进行分析。分析仪器多用气相色谱仪。特点：

分析精度高，定性准确，分析速度快，一次进样可以同时完成多种气体的分析；但所需时间长，操作复杂，技术要求高。适用：一般用于井下火区成分检测或需精确测定空气成分的场合。利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样，送64利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定，是目前普遍采用的测定方法。1、氧气浓度的快速测定方法（1）利用氧气检测仪检测（2）利用比长式氧气检测管检测详见本章第二节。2、二氧化碳浓度的快速检测方法主要使用光学瓦斯鉴定器，检查方法详见《煤矿安全》教材。利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定，是目前65AY—1B型氧气检测仪

AY—1B型氧气检测仪66第二节矿井空气中的有害气体及其检测一、矿井空气中的有害气体及其基本性质（一）一氧化碳（CO）无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%~75%时遇火有爆炸性。一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大250~300倍。矿井中一氧化碳的主要来源有：爆破工作；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。

第二节矿井空气中的有害气体及其检测一、矿井空气中的有害气体67据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事故中，约70～75%的死亡人员都是因一氧化碳中毒所致。表1-3一氧化碳的中毒程度与浓度的关系据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾68（二）硫化氢（H2S）无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，当浓度达4.3%~46%时具有爆炸性。

硫化氢有剧毒。它能使人体血液缺氧中毒，对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。当空气中浓度达到0.0001%时可嗅到臭味，但当浓度较高时（0.005~0.01%），因嗅觉神经中毒麻痹，臭味“减弱”或“消失”，反而嗅不到。（二）硫化氢（H2S）69矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。

1971年，我国某矿一上山掘进工作面曾发生一起老空区透水事故，人员撤出后，矿调度室主任和一名技术员去现场了解透水情况，被涌出的硫化氢熏倒致死。表1-4硫化氢的中毒程度与浓度的关系矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含70（三）二氧化硫（SO2）无色、有强烈硫磺气味及酸味的气体，当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。它易溶于水，相对密度为2.32，常常积聚在井下巷道的底部。

二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。（三）二氧化硫（SO2）71矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。表1-5二氧化硫的中毒程度与浓度的关系矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃72（四）二氧化氮（NO2）红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，易溶于水。

井下毒性最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。二氧化氮的中毒有潜伏期，容易被人忽视。中毒初期仅是眼睛和喉咙有轻微的刺激症状，常不被注意，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作，但经过6h甚至更长时间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤出现黄色斑点，头发发黄，吐黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐甚至死亡。（四）二氧化氮（NO2）73矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。

我国某矿1972年在煤层中掘进巷道时，工作面非常干燥，工人们放炮后立即迎着炮烟进入，结果因吸入炮烟过多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。表1-6二氧化氮的中毒程度与浓度的关系矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。74（五）氨气（NH3）无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6，易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸性。

氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。（五）氨气（NH3）75（六）氢气（H2）无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%~74%时具有爆炸危险。井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生火灾和爆炸事故中也会产生。除了上述有害气体之外，矿井空气中最主要的有害气体是甲烷（CH4），又称沼气。它是一种具有窒息性和爆炸性的气体，对煤矿安全生产的威胁最大。在煤矿生产中，通常把以甲烷为主的这些有毒有害气体总称为瓦斯。（六）氢气（H2）76二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准表1-7矿井空气中有害气体最高允许浓度此外，《规程》还规定：井下充电硐室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准此外，《规77三、有害气体的检测方法近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体的检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。（一）瓦斯（CH4）的快速检测方法煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。三、有害气体的检测方法78（二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方法普遍采用比长式检测管法。它是根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。下面以比长式CO检测管为例说明检测原理及检测方法。图1-2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（二）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方79表1-8我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表检测管名称型号测量范围(体积比%)最小分辨率最小检测浓度颜色变化COⅠⅡⅢ(5~50)×10-6(10~500)×10-6(100~5000)×10-65×10-620×10-6200×10-65×10-610×10-6100×10-6白→棕褐色CO2ⅠⅡ0.2%~3.0%1%~15%0.2%1%0.1%0.5%蓝色→白色H2S1(3~100)×10-65×10-63×10-6白→棕色SO21(2.5~100)×10-65×10-62.5×10-6紫→土黄色NO21(1~50)×10-62.5×10-61×10-6白→黄绿色NH31(20~200)×10-620×10-620×10-6桔黄→蓝灰色O21%~21%1%0.5%白→茶色H210.5%~3.0%0.5%0.3%白→淡红表1-8我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表检测管名称型80与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。图1-3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—手柄与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动81使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气2～3次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45°位置；将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；将把手扳至垂直位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。

低浓度检测可以采用增加送气次数的方法进行测定。测得的浓度值除以送气次数，即为被测对象的实际浓度。

高浓度检测在优先考虑测定人员的防毒措施后，可先将待测气体稀释后再进行测定，但测定结果要根据稀释的倍数进行换算。使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动82四、防止有害气体危害的措施1、加强通风。2、加强对有害气体的检查。3、瓦斯抽放。4、放炮喷雾或使用水炮泥。5、加强对通风不良处和井下盲巷的管理。6、井下人员必须随身佩带自救器。7、对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施。四、防止有害气体危害的措施83第三节矿井气候条件及改善矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态。一、矿井气候对人体热平衡的影响

人体散热的方式主要通过皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发三种基本形式进行。二、矿井空气的温度、湿度和风速（一）矿井空气的温度最适宜的矿井空气温度为15~20℃。在进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和围岩温度的影响，有冬暖夏凉之感。第三节矿井气候条件及改善矿井气候是指矿井空气84（二）矿井空气的湿度（1）绝对湿度：指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（g/m3），用f表示。空气在某一温度下所能容纳的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量，用F饱表示。温度越高，空气的饱和水蒸气量越大。（二）矿井空气的湿度85表1-9在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、

饱和水蒸气压力温度℃饱和水蒸气量g/m3饱和水蒸气压力Pa温度℃饱和水蒸气量g/m3饱和水蒸气压力Pa-201.11281412.01597-151.61931512.81704-102.32881613.61817-53.44221714.4193204.96101815.3206515.26551916.2219825.67052017.2233136.07572118.2249146.48112219.3263856.88702320.4281167.39332421.6298477.79982522.9317188.310682624.2335798.811432725.63557109.412272827.03784119.913112928.540101210.014023030.142361311.314963131.84490表1-9在标准大气压下不同温度时的饱和水蒸气量、

饱和86（2）相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和水蒸气量（）比值的百分数，用公式表示如下：

通常所说的湿度指的都是相对湿度，它反映的是空气中所含水蒸气量接近饱和的程度。一般认为相对湿度在50~60%对人体最为适宜。一般情况下，在矿井进风路线上，有冬干夏湿之感。在采掘工作面和回风系统，因空气温度较高且常年变化不大，空气湿度也基本稳定，一般都在90%以上，甚至接近100%。

（2）相对湿度：指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和87（三）井巷中的风速

表1-10风速与温度之间的合适关系空气温度/℃＜1515~2020~2222~2424~26适宜风速/m/s＜0.5＜1.0＞1.0＞1.5＞2.0（三）井巷中的风速

表1-10风速与温度之间的合适关系88表1-11井巷中的允许风流速度井巷名称允许风速/（m/s）最低最高无提升设备的风井和风硐15专为升降物料的井筒12风桥10升降人员和物料的井筒8主要进、回风巷8架线电机车巷道1.08运输机巷，采区进、回风巷0.256采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷0.254掘进中的岩巷0.154其它通风人行巷道0.15表1-11井巷中的允许风流速度井巷名称允许风速/（m/s）89此外，《规程》还规定，设有梯子间的井筒或修理中的井筒，风速不得超过8m/s；梯子间四周经封闭后，井筒中的最高允许风速可按上表执行。无瓦斯涌出的架线电机车巷道中的最低风速可低于上表的规定值，但不得低于0.5m/s。综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，其最大风速可高于上表的规定值，但不得超过5m/s。此外，《规程》还规定，设有梯子间的井筒或修理90三、衡量矿井气候条件的指标和安全标准（一）衡量矿井气候条件的指标干球温度我国现行的最简单的评价矿井气候条件指标之一

等效温度1923年由美国采暖通风工程师协会提出三、衡量矿井气候条件的指标和安全标准（一）衡量矿井气候条件的91（二）矿井气候条件的安全标准我国现行的评价矿井气候条件的指标是干球温度。《规程》规定：进风井口以下的空气温度必须在2℃以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。（二）矿井气候条件的安全标准92四、矿井空气温度和湿度的测定（一）矿井空气温度的测定测温仪器可使用最小分度0.5℃并经校正的温度计。测温时间一般在8：00—16：00h的时间内进行。测定温度的地点应符合以下要求：1、掘进工作面空气的温度测点，应设在工作面距迎头2m处的回风流中。2、长壁式采煤工作面空气温度的测点，应在工作面内运输道空间中央距回风道口15m处的风流中。采煤工作面串联通风时，应分别测定。3、机电硐室空气温度的测点，应选在硐室回风道口的回风流中。此外，测定气温时应将温度计放置在一定地点10min后读数，读数时先读小数再读整数。温度测点不应靠近人体、发热或制冷设备，至少距离0.5m。四、矿井空气温度和湿度的测定93（二）空气湿度的测定测量矿井空气湿度的仪器主要有风扇湿度计和手摇湿度计，它们的测定原理相同。1—干球温度计；2—湿球温度计；3—湿棉纱布；4、5—双层金属保护管；6—通风器；7—风管

测定相对湿度时，先用仪器附带的吸水管将湿温度计的棉纱布浸湿，然后上紧发条，小风扇转动吸风，空气从两个金属保护管4、5的入口进入，经中间风管7由上部排出。湿球温度计的温度值低于干球温度计的温度值，空气的相对湿度越小，蒸发吸热作用越显著，干湿温度差就越大。根据湿温度计的读数和干、湿度计的读数差值，由表1-12即可查出空气的相对湿度（）。（二）空气湿度的测定94五、矿井气候条件的改善（一）空气预热空气预热就是使用蒸汽、水暖或其它设备，将一部分空气预热到70℃～80℃，再使其与冷空气混合，混合后的空气温度达到2℃以上。按冷热空气混合方式的不同，预热方式有井筒混合式；井口房混合式；井筒、井口房混合式三种。（二）降温措施1、通风降温（1）增加风量（2）选择合理的通风系统（3）改革采煤工作面通风方式2、改革采煤方法和顶板管理（1）后退式采煤法有利于降温。（2）倾斜长壁式采煤法对改善工作面的气候有利。（3）采用充填法管理顶板可降低工作面风流的温度。3、减少各种热源散热4、制冷降温五、矿井气候条件的改善95第四节井巷中风速与风量的测定单位时间内通过井巷断面的空气体积叫做风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。因此，测量风量时必然测定风速。《规程》规定：矿井必须建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其它用风地点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。矿井应根据测风结果采取措施，进行风量调节。第四节井巷中风速与风量的测定单位时间内通过96一、井巷断面上的风速分布空气在井巷中流动时，一般来说，位于巷道轴心部分的风速最大，靠近巷道周壁部分的风速最小。通常所谓巷道内的风速都是指平均风速v均。实际工作中最大风速不一定正好位于井巷的中轴线上，风速分布也不一定具有对称性。图1-6巷道中的风速分布一、井巷断面上的风速分布图1-6巷道中的风速分布97二、测风仪表煤矿中常用的风表按结构和原理不同可分为机械式、热效式、电子叶轮式和超声波式等几种。（一）机械式风表目前煤矿使用最广泛，全部采用机械结构，多用于测量平均风速，也可以用于点风速的测定。按其感受风力部件的形状不同，又分为叶轮式和杯式两种。机械叶轮式风表由叶轮、传动蜗轮、蜗杆、计数器、回零压杆、离合闸板、护壳等构成，图1-7机械叶轮式风表1—叶轮；2—蜗杆轴；3—计数器；4—离合闸板；5—回零压杆；6—护壳二、测风仪表图1-7机械叶轮式风表98风表按风速的测量范围不同分为高速风表（0.8~25m/s）、中速风表（0.5~10m/s）和微（低）速风表（0.3~5m/s）三种。

图1-8风表校正曲线示意图

v真＝a＋bv表式中

v真——真风速，m/s；

a——表明风表启动初速的常数，决定于风表转动部件的惯性和摩擦力；

b——校正常数，决定于风表的构造尺寸；

v表——风表的指示风速，m/s。风表按风速的测量范围不同分为高速风表（0.8~99（二）热效式风表主要是热球式风速计。测风原理是，一个被加热的物体置于风流中，其温度随风速大小和散热多少而变化，通过测量物体在风流中的温度便可测量风速。多用于微风测量。（三）电子叶轮式风表测定原理是，叶轮在风流的作用下旋转，转速与风速成正比，利用叶轮上安装的一些附件，根据光电、电感等原理把叶轮的转速转变成电量，利用电子线路实现风速的自动记录和数字显示。特点是读数和携带方便，易于实现遥测。（四）超声波风速计利用超声波技术，通过测量气流的卡曼涡街频率来测定风速的仪器。它的特点是结构简单，寿命长，性能稳定，不受风流的影响，精度高，风速测量范围大。（二）热效式风表100三、测风方法及步骤（一）测风地点井下测风要在测风站内进行。对测风站的要求如下：（1）应在矿井的总进风、总回风，各水平、各翼的总进风、总回风，各采区和各用风地点的进、回风巷中设置测风站，但要避免重复设置。（2）测风站应设在平直的巷道中，其前后各10m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）若测风站位于巷道断面不规整处，其四壁应用其它材料衬壁呈固定形状断面，长度不得小于4m。（4）采煤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断面上测风。（5）测风站内应悬挂