通风仪器仪表实训课件

1、矿井通风仪器仪表实训（理论知识、技能知识、技能操作）,编制：谢明慧 2014年11月,矿井通风专业,矿山救护工（初、中、高级）,工种定义： 从事矿山水、火、瓦斯、煤尘、冒顶等自然灾害的救护及相应的防治工作,工种要求,中级矿山救护工,知识要求： 1.具有高中文化水平 2.熟悉煤矿救护规程关于处理各种事故的具体规定。 3.掌握氧气呼吸器校验仪、高倍数泡沫灭火机等救护仪器及装备的构造、性能和用途。 4.了解自然发火、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出、透水等灾害的预兆。 5.熟悉救护队处理各种事故应携带的技术装备和工具。 6.了解井下电钳工的基本知识。 7.了解创伤与急救的基本知识。,工种要求,中级矿山

2、救护工,技能要求： 1.会使用和维护液压起重器、液压剪刀、快速接管器及高倍数泡沫灭火机等救护装备。 2.能建造、启封木板密闭墙和砖密闭墙，会安装局部通风机、铺设管路，能按规定进行瓦斯排放。 3.能画出矿井灾害区域巷道示意图。 4.会处理冒顶事故，能架设各种棚子。 5.会使用风表测风。 6.能处置各种伤员，会进行人工呼吸。,工种要求,光学瓦斯检定仪JWG X 型,图片,技能 操作,模块一,光学瓦斯检定仪JWG X 型光干涉式瓦斯检定仪,用途及主要技术参数 JWG X 型光干涉式瓦斯检定仪是采用光干涉的原理，在煤矿井下能够准确测定甲烷和二氧化碳气体在空气中的百分比浓度，为矿用本质安全型仪表 Exi

3、bi(150 ) 。 此仪器是传统的 AQG 型瓦斯检定器的缩形，除了体积小，重量轻是原型的 1/3 外，其技术性性能结构原理，使用方法都相同，只是电源部分进行了改进，使用和维修更方便、可靠。,技能 操作,模块一,北京凌天世纪自动化技术有限公司光干涉瓦斯检定器,技能 操作,模块一,北京凌天世纪自动化技术有限公司光干涉瓦斯检定器,光干涉瓦斯检定器光干涉式甲烷测定器应用光干涉原理，可迅速准确地测定易燃、易爆环境空气中的甲烷、二氧化碳等气体浓度。特点：测值准确，亮度高，视场清晰，使用方便。,技能 操作,模块一,北京凌天世纪自动化技术有限公司光干涉瓦斯检定器,主要技术参数：型号 GQJ1B GQJ2B

4、测量范围（CH4）010%0100%分划板分辨率（CH4）0.5% 5%刻度盘量程（CH4） 01%010%刻度盘分辨率（CH4）0.02% 0.2%灯泡电压/电流2.5V/0.3A 2.5V/0.3A防爆型式 矿用本质安全型Exib矿用本质安全型Exib外形尺寸 22513570 mm22513570 mm重量1.8 kg 1.8 kg,技能 操作,模块一,AQJ-1型光干涉瓦斯检定器,技能 操作,模块一,光学干涉形成原理,AQJ-1型光干涉瓦斯检定器的工作原理 光学干涉形成原理 光源1光栅2透镜3 平面镜4(a) 右空气室 大三棱镜 左空气室 瓦斯室 大三棱镜 瓦斯室 平行平面镜4(b)

5、三棱镜6（产生光谱）物镜7测微玻璃8分划板9场镜10目镜,技能 操作,模块一,AQJ-1型光干涉瓦斯检定器光学原理,技能 操作,模块一,AQJ-1型光干涉瓦斯检定器光学原理,技能 操作,模块一,AQJ-1检定器的光学系统,技能 操作,模块一,AQJ-1检定器的光学系统,技能 操作,模块一,光学瓦斯检定器检测-,1.光学瓦斯检定器下井测定瓦斯前，应做好的测定准备 2.测定瓦斯的操作方法、步骤 3.测定二氧化碳 4.使用和保养光学瓦斯检定器注意的问题 5.光学瓦斯检定器零点飘移的原因和 预防方法 6.校正测得的瓦斯或二氧化碳浓度值,光学瓦斯检查仪-光学瓦斯检定器下井测定瓦斯前，应做好的测定准备,1

6、.检查药品性能 2.检查气路系统 3.检查光路系统 4.对仪器进行校正,光学瓦斯检查仪 测定准备,1.检查药品性能：检查水分吸收管9中氯化钙（或硅胶）和外接的二氧化碳吸收管11中的钠石灰是否失效，失效的吸收剂变色。如果药品失效应更换新药品。新药品的颗粒直径应在25mm之间，不可过大或过小。药品颗粒过大不能充分吸收通过气体中的水分或二氧化碳，颗粒过小又易于堵塞，甚至将药品粉末吸入气室内。颗粒大小不合格会影响测定的结果。,光学瓦斯检查仪 测定准备,2.检查气路系统：首先检查吸气球是否漏气，可用一手捏扁吸气球，另一手捏住吸气球的胶管，然后放松吸气球的方法检查，若吸气球不胀起，则表明不漏气；其次检查仪

7、器是否漏气，将吸气球胶皮管同检定器吸气孔连接，堵住进气孔5，捏扁吸气球，松开后球不胀起即不漏气；最后检查气路是否畅通，即放开进气孔捏放吸气球，若气球瘪起自如即表明气路畅通。,光学瓦斯检查仪 测定准备,3.检查光路系统： 按光源电钮8，由目镜观察，并旋转目镜筒，调整到分化板刻度清晰时为止；再看干涉条纹是否清晰如不清晰，取下光源盖，拧松灯泡后盖，调动灯泡后端小柄，并同时观察目镜内条纹，直至条纹清晰为止，然后拧紧灯泡后盖，装好仪器。若干电池无电应及时更换新电池。,光学瓦斯检查仪 测定准备,4.对仪器进行校正： 国产光学瓦斯检定器的简单校正办法是将光谱的第一条黑纹对在“0”上，如果第5条纹正在“7%”

8、的数值上，表明条纹宽窄适当，可以使用；否则应调整光学系统。,光学瓦斯检查仪 测定瓦斯的操作方法、步骤,1.吸收掉二氧化碳 2.对零 3.测定,光学瓦斯检查仪测定瓦斯的操作方法、步骤,1.在进气口上安装二氧化碳吸收管，将二氧化碳吸收掉。 2.对零。首先到待测地点附近的进风巷道中捏放吸气球数次，吸入新鲜空气清洗瓦斯室。这里的温度和绝对压力应与待测地点相近，这样可防止出现因温度和空气压力变化较大测定时出现零点漂移（跑正或跑负）的现象；,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪 测定瓦斯的操作方法、步骤,然后按下微读数电门，观看微读数观测窗，旋转微调螺旋，使微读数盘的零位刻度和指标线重合；再按下光源电门，观

9、看目镜，旋转主调螺旋盖，调主调螺旋，在干涉条纹中选定一条黑基线与分划板的零位相重合，并记住这条黑基线；然后一边观看目镜一边盖好主调螺旋盖，防止拧螺旋盖时光谱移动。盖好螺旋盖以防止基线因碰撞而移动。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪测定瓦斯的操作方法、步骤,3.测定。在测定地点处将仪器进气管送到待测位置（距巷道顶板200-300mm）；如果测点过高，可在进气管上接长胶皮管，用木棒等将胶皮管送到待测位置。捏放气球5-10次，将待测气体吸入瓦斯室；按下光源电门，由目镜中读出黑基线位移后靠近的整数数值；然后转动微调螺旋，使黑基线退到和该整数刻度想重合，从微读数盘上读出小数位，目镜中的整数位读值与微读

10、数盘上的小数位值之和即为测点的瓦斯浓度。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪测定二氧化碳,注意几点： 1.如果待测地点没有瓦斯，只有二氧化碳，可去掉二氧化碳吸收管进行测定，测定结果即为二氧化碳浓度。 2.如果待测地点有瓦斯存在，应先测出瓦斯浓度C1 ,然后取下二氧化碳吸收管测定出二氧化碳混合气体浓度C2,则二氧化碳浓度C=C2-CI.,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪测定二氧化碳,3.当精确测定时，需将测得的二氧化碳浓度乘以校正系数K，K=0.95。当一般测定时，由于二氧化碳的折射率与瓦斯的折射率相差不大，也可不作校正。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪使用和保养光学瓦斯检定器注意的问题,

11、1.携带和使用检定器时，应轻拿轻放，防止和其它东西碰撞，以免仪器受较大振动使仪器内部的光学镜片和其它部件损坏。 2.当仪器干涉条纹不清时，往往是由于测定时空气湿度过大、水分吸收管不能将水分全部吸收、在光学玻璃上结成雾粒，或有灰尘附在光学玻璃上，或光学系统有毛病；如果调动光源灯泡后不能达到目的，就要拆开进行擦拭或调整光学系统,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪使用和保养光学瓦斯检定器注意的问题,3.如果二氧化碳吸收管中的钠石灰失效或颗粒过大，进入瓦斯室的空气中将含有二氧化碳，会造成测定结果偏高。 4.如果空气中含有一氧化碳（如火灾气体）或硫化氢，将使瓦斯测定结果偏高，为消除这一影响，应再加一个辅

12、助吸收管，通常管内装颗粒活性炭用于消除硫化氢，装40氧化铜和60二氧化锰混合物用于消除一氧化碳。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪使用和保养光学瓦斯检定器注意的问题,5.在严重缺氧地点（如密封区和火区），气体成分变化大，用光学瓦斯检定器测定时，仪器测定结果将比实际浓度大得多，此时应采取气样，用化学分析的方法测定瓦斯浓度。 6.高远地点空气密度小，气压低，使用时应对仪器进行相应的调整，或根据当地测定地点的温度和大气压力计算校正系数，进行测定结果的校正。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪光学瓦斯检定器零点飘移的原因和预防方法,1.仪器空气室内空气不新鲜。 预防方法是不得连班使用同一个检定器；因

13、连续使用会使盘形管里的空气不新鲜，起不到盘形管的作用。 2.对零地点与测定地点温度和气压差别大。 预防方法是尽量在靠近测定地点的标高相差不大、温度相近的进风巷内对零。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪光学瓦斯检定器零点飘移的原因和预防方法,3.瓦斯室气路不通畅 预防方法是经常检查气路，发现堵塞及时修理。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪当温度和气压变化较大时，如何校正已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值,当温度和气压变化较大时，如何校正已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值。 光学瓦斯检定器，是在20C、一个标准大气压条件下标定刻度的。当被测地点空气温度和绝对压力与标定刻度时的温度和绝对压力相差较大时，应该

14、对测值进行校正。,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪当温度和气压变化较大时，如何校正已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值,校正的方法是将已测得的瓦斯或二氧化碳浓度值乘以校正系数K 校正系数K按下式计算： K=345.8T/P 式中T测定地点绝对温度，K P-测定地点大气压力，帕,技能 操作,模块一,光学瓦斯检查仪 故障及处理,1.干涉条纹忽明忽暗 （1）电池电压不足，应予以更换。 （2）电路开关或电池接触处受潮生锈或弹性减弱，致使接触不良。 2.干涉条纹不清楚 （1）光线太弱，查找电路方面的原因 （2）物镜焦距不适，可调节物镜前后距离，使干涉条纹在分化板上成像清晰。,（3）镜面被灰尘沾污，可用竹签卷上

15、脱脂棉沾少许酒精擦拭干净。 （4）分化板上沾有灰尘，可拆下先用绸布擦拭，然后用20%酒精、40%乙醚和40%蒸馏水配成的混合液清洗。 （5）粉尘或水蒸气进入气室，附于两端平面玻璃上或悬浮期间，影响光线顺利通过，可检修气室。 （6）光栏位置偏移，致使聚光镜所会集的 光线不能完全投射到平面镜上，可调整光栏位置。,光学瓦斯检查仪 故障及处理,3.干涉条纹不正 1）干涉条纹偏移 （1）由于灯泡位置的移动，干涉条纹偏向视场的一边。可向干涉条纹偏移方向拨动灯泡接触头，调节灯泡位置，使干涉条纹的视场位于目镜组中心。 （2）如果调整灯泡位置无效，可左右拨动反射棱镜，或稍微拨动和调整平面镜。,光学瓦斯检查仪 故

16、障及处理,（3）调整目镜组位置，使干涉条纹位于视场中心。 （4）调整聚光镜光屏，修整视场。 （5）干涉条纹只有微小的偏移，可移动物镜组来调整,光学瓦斯检查仪 故障及处理,2）干涉条纹弯曲 （1）光线通过聚光镜后投射到平面镜上的光路不正，可调整聚光镜组上的光屏或移动平面镜组。 （2）气室两端的平面镜与气室不垂直，光线通过气室后，返回投射到平面镜时，光路不正，或平面镜镜座下垫的锡箔不平，引起光路不正，修整时移动气室。,光学瓦斯检查仪 故障及处理,（3）折光镜组与仪器本体接触不平，光线不垂直棱镜面，可垫锡箔修整。 （4）气室组与仪器本体接触不平，螺丝拧得过紧，使光路不正，可调整螺钉，修整光路。 （5

17、）光学零件表面上有痕迹，可能使干涉条纹弯曲，可更换光学玻璃零件。 （6）目镜组视场不正，可以松动目镜螺钉，旋转目镜组，调整视场。,光学瓦斯检查仪 故障及处理,4.干涉条纹的寻找 引起干涉条纹消失的原因多数是由于光源系统的故障，如灯泡烧坏，线路不通，灯泡位置移动，光屏移动和内部各光学零件变位等所造成的。在寻找干涉条纹之前应先检查下列部分：检查开关及线路是否畅通；灯泡是否良好、位置是否适当。,5.读数不准 1）粗动手轮螺杆因磨损配合过松；螺杆顶尖磨损顶不住反射棱镜镜座弹簧；保护盖磨损或不合适，上紧时带动粗动手轮同时转动，使干涉条纹移位。 2）平面镜或折光镜角度有变化，使干涉条纹宽度变化。 3）测微

18、读数不准，使由于测微螺杆顶尖磨损，顶不住测微玻璃镜座弹簧；测微玻璃座弹簧弹性减弱；或测微手轮与粗动手轮处于非工作位置，使读数鼓的小数与分划板上干涉条纹移动数值不一致。 6.零位移动（见前述）,任务实施,1检测前的准备工作 (1)药品质量检查 (2)气路系统密闭性检查 (3)光路系统检查,模块一,2检测工作 (1)清洗气室 (2)仪器调零 (3)吸取测定点的气体 (4)读取被测气体的浓度值（CH4或CO2） 3仪器使用注意事项 (1)主调螺旋保护盖不易过紧 (2)同一地点操作清洗气室和调零 (3)药品符合要求 (4)外接水分吸收药品管，避免空气湿度的影响。,模块一,任务考评,模块一,任务考评,模

19、块一,任务考评,模块一,测风仪表及方法,井巷断面上的风速分配 测风仪表（风表） 测风方法 计算平均风速和通过井巷的风量 用风表测风时的注意事项,技能操作,模块二,测风仪表及方法,井巷断面上的风速分配 空气在井巷中流动时，由于空气的粘性和井巷壁面粗糙程度的影响，风速在井巷断面上的分布是不均匀的，如图。 一般来说，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道周壁风速最小，通常所说的风速都是指平均风速。,技能操作,模块二,测风仪表及方法,1.风表的分类： 按作用原理不同分为：机械翼式风表、电子翼式风表和热效式风表。 根据其测量风速的范围可分为：高速（10m/s）风表、中速（0.510m/s）风表和低速（0.

20、30.5m/s）风表三种。,技能操作,模块二,轻便磁感风向风速表,技能操作,模块二,数字风速表,技能操作,模块二,热式风速仪,技能操作,模块二,热式风速仪,技能操作,模块二,测风仪表及方法,2.机械翼式风表的结构、原理简介 高速风表为杯式，它与翼式风表不同之处是将由叶片组成的翼轮换为由3个（4个）金属半圆杯组成的旋杯，能够承受高风速的吹击。该风表上设有自动计时装置，使用时用手按下启动杆，风速指针就回到零位，放开启动杆后，红色指针开始走动，同时风速指针也走动，经1min后，风速指针自动停止，同时计时指针也转到最初位置停下来，完成了一次风速的测量。,技能操作,模块二,测风仪表及方法,中速风表一般为

21、翼式风表，其受风翼轮是由8个叶片按照与旋转轴的垂直平面成一定角度安装组成。当翼轮转动时，通过蜗杆轴将转动传给计数器，使指针转动，指示出翼轮转速。计数器上设有开关。打开开关后，指针即随翼轮转动，关闭开关，翼轮虽仍转动，但指针不动。回零压杆为回零装置，不论指针在何位置，只要按下压杆，长短指针立即回到零位。,技能操作,模块二,测风仪表及方法,低速风表的构造与中速风表相似，也为翼式，只是其叶片更薄更轻，翼轮轴更细。,技能操作,模块二,测风仪表及方法,机械翼式风表的结构、原理简介 机械翼式风表按其构造不同分为杯式和翼式。 高速风表为杯式：由3个（4个）金属半圆杯组成的,技能操作,模块二,机械叶轮式风速计

22、,机械叶轮式风速计又叫风表，按其结构有叶轮式和杯式两种。 叶轮式风表，主要由叶轮、传动涡轮、蜗杆、计数器、指针及回零杆、离合闸门、护壳底座等构成。离合闸板能使计数器与叶轮轴联结和分开，用来开关计数器。回零杆的作用是能够使风表指针回零。风表的叶轮由铝合金叶片组成，叶片与旋转轴的垂直平面成一定角度。当风流吹动风轮式，通过传动机构将运动传给计数器，指示出叶轮的转速，称为表速。再按风表校正曲线差得真实风速，即为测风断面上的风速。,机械风表杯式和翼式两种,技能操作,模块二,测风仪表及方法,3.风表的校正 由于风表本身的构造和其他因素的影响（机件的损坏和锈蚀，检修质量等原因），翼轮的转速（表速）不能如实反

23、映出真实的风速，因此必须进行校正，根据风表校正仪得出的数据，将表速与真风速之间的关系记载于风表的校正图表上。每只风表出厂前或使用一段时间之后，都必须进行校正，并绘制出风表校正图标，以备测风时使用。,技能操作,模块二,测风仪表及方法,一般风速在0.20.3m/s以上时，表速与真风速呈线性关系，故风表校正曲线也可用下式来表示：,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,1.按风表在井巷中的移动方式划分 （1）线路法 风表沿预定路线均匀移动，1min内走完全部路程。风表移动“线路”有多种形式，其中的一种如图所示 （2）分格定点法 将整个井巷断面划分为若干大致相等的方格，使风表在每格内停留相等的时间，

24、1min内测完全部方格。有9点法、3点法等,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,2.按测风员的工作姿势（测风员和井巷及风流的相对位置关系）划分 （1）侧身法 测风员背向巷道壁站立，手持风表，将手臂向风流垂直方向伸直，进行测风的方法。采用侧身法测风时，测风员和风表在同一断面内，减小了通风断面，增大了风速（风表显示的风速比实际的大）所以需要对测量结果进行校正。其校正系数K为：,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,（2）迎面法 测风员面向风流方向，手持风表，将手臂向正前方伸直，进行测风的方法。采用迎面法测风时，测风员立于巷道中间，阻挡了风流，降低

25、了风表处的风速。为了消除测风时人体对风速的影响，需将测算得的风速乘以校正系数（1.14），才能得到实际风速。,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,3.测风的具体操作方法 测风时先将风表指针回零，使风表迎向风流，并与风流方向垂直，不得歪斜，待翼轮转动正常后，同时打开计数器开关和秒表，在1min时间内走完全部路程或测完全部方格，然后同时关闭风表和秒表，读指针读数（n），按下式计算表速,技能操作,模块二,测风仪表及方法测风方法,技能操作,模块二,测风仪表及方法计算平均风速和通过井巷的风量,1.根据前式求表速 2.确定真风速（v真）方法有二 1）根据v表的大小，从风表校正曲线图上求v真。 2）根

26、据风表校正曲线方程计算v真，即： 3.计算通过井巷的平均风速,技能操作,模块二,测风仪表及方法计算平均风速和通过井巷的风量,式中K-校正系数，采用侧身法时;按下式计算；,采用迎面法式，K=1.14 4.计算通过井巷的风量（Q) S-测风站断面积,技能操作,模块二,测风仪表及方法计算平均风速和通过井巷的风量,v真abv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。,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2030s后，开始

27、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： 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 （5）按下式计算巷道通过的风量： Q=v均S,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=HB （1-7） 三心拱巷道： S=B（H0.07B） (1-8) 半圆拱巷道： S=B（H0.11B） （1-9） H巷道静高，m； B梯形巷道为半高处宽

28、度，拱形巷道为净宽，m。,测风仪表及方法用风表测风时的注意事项,1.风表不能距人体太近，以免引起较大误差。 2.风表按预定路线移动时，速度要均匀。 3.翼轮端面一定要与风流方向垂直，尤其在倾斜巷道测风时，更要注意这一点。 4.在同一断面测风次数不应少于3次，每次测量结果的误差不应超过5%，否则必须重测。 5.所使用的风表应与测定的风速相适应，否则，将损坏或测量不准确，甚至吹不动轮叶。,技能操作,模块二,测风仪表及方法用风表测风时的注意事项,6.为了方便计算与减少误差，一般要在1min（或100s）内刚好从移动路线的起点均匀移动到终点（或测完全部方格） 7.在有人或车辆通过时不要进行测风。 8.

29、为了测量的精确，风门启开或关闭时刻都不能测风。 9.在大断面巷道测风时，为了精确测出通过巷道的平均风速，应使用测风杆。,技能操作,模块二,测风仪表及方法 微风测量,微风测量 当风速很小（低于0.10.2m/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： 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。,测风仪表及方法 测风站及其要求,1.测风站应设在支架齐全、没有漏风、断面变化不大的直线巷道中，测风站前后10m内不能有拐弯和障碍物； 2.测风站本身长度不能小于4m； 3.测风站应挂有记录牌板，上面注

30、明地点、编号、断面积、测风日期、平均风速、风量、测定人等内容,模块二,测风仪表及方法 测风站及其要求,测风站最好设在混凝土砌暄的巷道中，在水泥或木支架的巷道中可设置木板测风站。木板测风站的两帮和顶板应塞严填实，与巷道壁接触严密，使巷道内的全部风流都能从测风站内通过。如果需要在没有测风站的地点测风时，可以选择一段规整、断面变化不大的直线巷道作为简易临时测风站。,通风设施的构筑,1.风门 永久风门 单扇木制普通风门 2.风桥 绕道式和混凝土风桥质量标准 铁筒式风桥其质量标准 3.密闭 临时密闭的质量标准 永久密闭的质量标准,技能知识,模块二,通风设施风门,构筑永久风门应达到的要求 1.每组风门不少

31、于两道，通车用风门间距不得小于1列车长度，行人用风门间距不小于5m，主要入排风巷道中的风门要设反向风门，瓦斯突出矿井所有风门都要设反向风门。 2.通车用风门要能自动开关，如果通行机车的风门不能自动开关时，要设专人负责开关。行人风门能自动关闭。,技能知识,模块二,通风设施风门,3.门框要包边沿口、有衬垫、四周接触严密（以不透光为准、通车门底坎除外）、门扇平整、木制单层门扇要错口对缝和穿带，双层板门扇要夹衬料，风门要有适当角度，门扇与门框不歪扭。 4.风门墙剁要用不燃性材料建筑，严密不漏风（手触无感觉，耳听无声音）。 5.墙剁四周要掏槽，见实帮、实底，与煤岩接实。,技能知识,模块二,通风设施风门,

32、6.墙面平整（1m长度内凹凸高差不大于10mm，料面勾缝除外），无裂缝（用雷管脚线不能插入），无空缝或重缝。 7.风门水沟处要设反水池和挡风帘，通车门要设底坎，电缆孔和其它管道孔要堵严。 8.风门前后5m内巷道支护良好、无杂物、积水、淤泥。,技能知识,模块二,通风设施风门,怎样构筑单扇木制普通风门 其结构主要由门扇、门框和门墙构成。 1.选择安设风门的地点。要选择一段平直的岩石巷道（或煤巷）中构筑风门，安设地点前后5m内巷道支架完好，无空帮和空顶。 2.准备材料。根据巷道断面及门墙厚度估算两道风门所需的材料，一般门墙多用料石、混凝土块或砖砌筑，根据风门尺寸制作门框和门扇，用松木等强度较大的木料

33、制成。,技能知识,模块二,通风设施风门,3.门墙两帮和顶底均要掏槽。 4.砌筑风门。先将巷道底部掏槽砌平；然后立好门框，立门框时注意两点：一是门扇启开方向是迎向风流方面，防止安反；二是门轴与门框要向关门方向（顺风方向）倾斜1520。继续向上砌门墙，料石块间隙和掏槽处间隙用水泥砂浆填满充实，防止漏风。,技能知识,模块二,通风设施风桥,常见的风桥有三种：绕道式风桥、混凝土风桥和铁筒式风桥。 构筑风桥的质量标准：在构筑绕道式和混凝土风桥时要达到如下质量标准： 1.在风桥下的巷道前后6m以内要加强支护。 2.风桥两端接口要严密，风桥四周要固定在实帮和实顶底中，壁厚不小于0.45m。 3.风桥断面不小于

34、原巷道断面的80%。 4.风桥与巷道连接要光滑，筑成流线形，坡度要小于25。,技能知识,模块二,通风设施风桥,对于铁筒式风桥其质量标准为： 1.风桥应使用不燃性材料构筑。 2.铁筒直径不小于750mm，风筒壁厚不小于5mm。 3.设铁筒风桥巷道的两侧各砌两道带风门的密闭隔墙，隔墙四周要掏槽。 4.风桥产生的通风阻力不得超过150pa，风速要小于10m/s。 5.风桥的漏风率不大于2%。,技能知识,模块二,通风设施密闭,构筑临时密闭的质量标准 1.密闭设在帮顶良好的巷道内，四周要掏槽，见硬底硬帮，与煤岩接实。 2.密闭前5m内支护完好，无片帮、冒顶、保持清洁卫生。 3.密闭四周接触严密，木板密闭

35、应采用鱼鳞式搭接，闭面要用灰、泥满抹或勾缝，不漏风。 4.密闭前要设栅栏、警标。 5.密闭前无瓦斯积聚。,技能知识,模块二,通风设施密闭,构筑永久密闭的质量标准 1.用不燃性材料建筑，严密不漏风（手触无感觉，耳听无声音）。 2.密闭前无瓦斯积聚。 3.密闭前5m内无杂物、积水和淤泥。 4.密闭前5m内支护完好，无片帮、冒顶。 5.密闭四周要掏槽，见硬底硬帮，与煤岩接实。 6.密闭内有水的要设反水池（或反水管），有自燃发火煤层的采空区密闭前要设观测孔、注浆孔，孔口封堵严实。,技能知识,模块二,通风设施密闭,7.密闭前要设栅栏、警标，说明板和检查箱（入排风巷道之间的挡风墙除外） 8.墙面平整（1m

36、长度内凹凸高差不大于10mm，料面勾缝除外），无裂缝（雷管脚线不能插入），无重缝或空缝。,技能知识,模块二,矿井空气中的有害气体检测,空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2 、NH3 、H2 。 一、基本性性质 、一氧化碳（CO） 一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在1375范围内时有爆炸的危险。 主要危害：血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250300倍。一旦一氧化碳进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素

37、失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。0 .08%，40分钟引起头痛眩晕和恶心，0.32%，510分钟引起头痛、眩晕，30分钟引起昏迷，死亡。 主要来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。,理论知识,模块三,、硫化氢（H2S）硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到0.0001即可嗅到，但当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氢相对密度为1.19，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.345.5时有爆炸危险。 主要危害：硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；能阻碍生物氧

38、化过程，使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主，浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。0.0050.01%，12小时后出现眼及呼吸道刺激，0.0150.02% 主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和旧巷积水中放出。 、二氧化氮（NO2）二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味，相对密度为1.59，易溶于水。 主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。主要来源：井下爆破工作。,理论知识,模块三,4.二氧化硫(SO2) 二氧化硫

39、无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气中浓度达到0.0005即可嗅到。其相对密度为2.22，易溶于水。 主要危害：遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到 0.002时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；浓度达0.05时，短时间内即有致命危险。 主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫矿物中爆破；以及从含硫矿层中涌出。 5.氨气(NH3) 无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.596，易溶于水，。空气浓度中达30时有爆炸危险。 主要危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。 主要来源：爆破工作，注凝胶、水灭火等；部分岩层中也有氨气涌出。,理论知

40、识,模块三,6.氢气(H2) 无色、无味、无毒，相对密度为0.07。氢气能自燃，其点燃温度比沼气低100200， 主要危害：当空气中氢气浓度为474时有爆炸危险。 主要来源：井下蓄电池充电时可放出氢气；有些中等变质的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。 二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大，因此，规程对常见有害气体的安全标准做了明确的规定， 矿井空气中有害气体的最高容许浓度 有害气体名称 符号 最高容许浓度/% 一氧化碳 CO 0.0024 氧化氮（折算成二氧化氮） NO2 0.00025 二氧化硫 SO2 0.0005 硫化氢 H2S 0.000

41、66 氨 NH3 0.004,理论知识,模块三,有害气体的检测,检测矿井有害气体浓度的方式有2种：一种称之为取样化验分析法。该方式所测得的数据准确度高、范围广（如用色谱仪可分析多种气体成分和浓度），但需要时间长，不能很快作出判断。另一种称之为就地检测方式。检定管检测法就是快速检测方法之一。 用检定管检测矿井有害气体浓度的仪器由检定管及吸气装置两部分组成。,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,常用的检定管有测定一氧化碳浓度的、测定二氧化氮浓度的、测定二氧化硫和测定硫化氢浓度的检定管。 检定管的结构：由外壳、堵塞物、保护胶、隔离层及指示胶组成。外壳是中性玻璃管加工而成，堵塞物是玻璃丝

42、布、防声棉或耐酸涤纶，保护胶是用硅胶做载体吸附试剂制成，隔离层是有色金属粉，指示胶是以活性硅胶为载体吸附化学试剂经加工处理而成。 还需要抽气唧筒、秒表（抽气唧筒由铝合金及密性良好的活塞组成，容积50ml，活塞杆上每5ml有一个刻度。,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,当含有被测气体的空气以一定的速度通过检定管时，被测气体与指示胶发生化学反应，根据指示胶变色的程度或变色的长度来确定其浓度。前者称为比色式，后者称为比长式。由于比色式检定管存在灵敏度低、颜色不易辨认，两个色阶代表的浓度间隔太大、成本高、定量测定准确性差等缺点，所以目前主要用比长式检定管。 测定不同的气体必须使用不同的

43、检定管,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,1.一氧化碳检定管：是以活性胶为载体，吸附化学试剂碘酸钾和发烟硫酸作为指示胶，当含有一氧化碳的空气通过检定管时，与指示胶反应，有碘生成，沿玻璃管壁形成一个棕色环，随着气流通过，棕色环向前移动，其移动的距离与被测空气中一氧化碳浓度成正比关系，因此当检定管中通过定量空气后，根据色环移动的距离便可测得空气中一氧化碳浓度。,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,图 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,有害气体的检测检定管及检测原理,2.硫化氢检定管：以活性硅胶为载体，而它所吸附的化学

44、试剂为醋酸铅，当含有硫化氢的空气通过检定管时，与指示胶反应并沿玻璃管壁产生一褐色的变色柱，变色柱的长度与空气中硫化氢的浓度成正比关系。根据这一原理便可测得空气中硫化氢的浓度。,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,3.二氧化碳检定管：以活性氧化铝作为载体，吸附带有变色指示剂的氢氧化钠作为指示胶。当含有二氧化碳的空气通过检定管时，与活性氧化铝上所载的氢氧化钠反应，由原来的蓝色变为白色，白色药柱的长度与被测空气中二氧化碳浓度成正比；当被测的定量空气通过检定管后，根据白色药柱的长度可以直接从检定管的刻度上读出二氧化碳的浓度。,技能操作,模块三,有害气体的检测吸气装置,J-1型采样器 是一

45、个取样（抽气）唧筒。 由铝合金管及气密性良好的活塞4所组成。抽取一次气样为50ml，在活塞上有10等分刻度，表示吸入气样的毫升数。采样器前端的三通阀3有三个位置：阀把平放时，吸取气样；阀把拨向垂直位置时，推动活塞即可将气样通过鉴定管插孔2压入检定管；阀把位于45位置时，三通阀处于关闭状态，便于将气样带到安全地点进行检测。,技能操作,模块三,圆筒形压入式手动采样器,图 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,有害气体的检测检定管及检测原理,使用检定管测定气体浓度的步骤； （1）采取气样。用抽气唧筒在测定地点先将活塞往复抽送23

46、次，使唧筒内原来存在的空气被待测气体完全置换。 （2）通入气样。将检定管两端的玻璃封口打开，把呈黑色（刻度为零）一端立即插入唧筒检定管口，启动秒表，将抽气唧筒内的50ml气样，用100s时间均匀注入检定管，此时指示剂在管上产生一个变色圈。 （3）读值。在检定管上直接读出气样的浓度。,技能操作,模块三,测定方法详述,1.采样与送气： 不同的检定管要求用不同的采样和送气方法。对于很不活泼的气体，如CO、CO2等，一般是先将气体吸入采样器，在此之前应在测定地点将活塞往复抽送23次，使采样器内原有的空气完全被气样（待测气体）所取代。打开检定管两端的封口，把检定管浓度标尺上限的一端插入采样器的入口1中，

47、然后以均匀的速度抽气，使气样先通过检定管后进入采样器。,技能操作,模块三,测定方法详述,2.读取浓度值； 检定管上印有浓度标尺。浓度标尺零线一端称为下端，测定上限一端称为上端。送气后由变色柱（或变色环）上端所指示的数字，可直接读取被测气体的浓度。,技能操作,模块三,测定方法详述,3.高浓度气样的测定： 如果被测气体的浓度大于检定管的上限（即气样还未送完，检定管已全部变色）时，应首先考虑测定人员的防毒措施，然后采用下述方法进行测定。 （1）稀释被测气体。在井下测定时，先准备一个装有新鲜空气的胶皮囊带到井下，测定时先吸取一定量的待测气体，然后用新鲜空气使之稀释到1/21/10，送入检定管，将测得的

48、结果乘以气体稀释后体积变大的倍数，既得被测气体的浓度值。,技能操作,模块三,测定方法详述,（2）采用缩小送气量和送气时间进行测定。 如采样量为50ml，送气时间为100s的检定管，测高浓度时使采样量为50ml/N及送气时间为100s/N，这时被测气体的浓度=检定管读数*N。对于采样量为100ml，送气时间为100s的检定管，N可取2或4；如果要求采样量为50ml，送气时间为100s时，N最好不要大于2，因为N过大，采样量太少，容易产生较大的测定误差。因此，对测定结果要求较高的，最好更换测定上限大的检定管。,技能操作,模块三,测定方法详述,4.低浓度气样的测定： 如果气样中被测气体的浓度低，结果

49、不易量读，可采用增加送气次数的方法进行测定： 被测气体的浓度=检定管上读数/送气次数,技能操作,模块三,有害气体的检测检定管及检测原理,使用检定管测定气体时应注意的问题： （1）检定管打开后应立即测定，以免影响准确性。 （2）检定管应存放在阴凉处，不要碰破两端封口；否则不能再用。 （3）当被测气体浓度太低时，可增大送气时间或送气次数，再观察结果。此时，实际浓度为直接读数再除以送气时间增大倍数或送气次数；被测气体浓度过高亦可用新鲜空气冲淡数倍，实际气体浓度为测定读数乘以冲淡倍数。 （4）当被测地点有毒有害气体浓度大时，应采取防毒措施，以免测定人员中毒。,技能操作,模块三,任务考评,模块三,任务考

50、评,模块三,任务考评,模块三,有害气体检测任务考评,模块三,任务二 矿井气候测定,矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。这三个参数也称为矿井候条件的三要素。 一、矿井气候对人体热平衡的影响 新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。 人体热平衡关系式：qm-qw=qd+qz+qf+qch qm人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量； qW人体用于做功而消耗的热量，qm-qw人体排出的多余热量； q

51、d人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正； qz汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量； qf人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负； qch人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时，qch=0； 当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高qch0，人体温度降低， qch0,理论知识,模块三,矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素。 空气温度：对人体对流散热起着主要作用。 相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。 风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热强度随风速而增大。同时湿交换效果也随风速增大而加强。如有风的天气，凉衣服干得快。 二、衡量矿井气候条件的指标 1.

52、干球温度 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。 特点：在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。指标比较简单，使用方便。但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用。 2.湿球温度 湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。,理论知识,模块三,3.等效温度 等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。 4 .同感温度 同感温度（也称有效温度）是1923年由美国采暖工程师协会提出的。这个指标是通过实验，凭受试者对环境的感觉而得

53、出的同感温度计算图。 5.卡他度 卡他度是1916年由英国L.希尔等人提出的。卡他度用卡他计测定。 卡他度分为：干卡他度、湿卡他度 干卡他度：反映了气温和风速对气候条件的影响，但没有反映空气湿度的影响。为了测出温度、湿度和风速三者的综合作用效果， K d=41.868F/t W/m2 湿卡他度（Kw）：是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他度，其实测和计算方法完全与干卡他度相同。,理论知识,模块三,三、矿井气候条件的安全标准 我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度。1982年国务院颁布的矿山安全条例第53条规定，矿井空气最高容许干球温度为28。,理论知识,模块三,卡他温度计,卡他计是

54、检查气温、湿度、风速综合作用的一种仪器，如附图所示，其下端是长圆形的贮液球，长约40mm，直径16mm，表面积22.6cm2，内贮酒精。上端也有长圆形的空间。以便在测定时容纳上升的酒精，全长约200mm。其上刻38和35，其平均值正好等于人体温度。,技能操作,模块三,卡他温度计,技能操作,模块三,测定时，将卡他计先放入55左右的热水中使酒精面开始升至仪器上部空间三分之一处，取出卡他计抹干，然后挂在待测点，此时酒精液面开始下降。记录由38下降至35所需时间，然后用下式计算卡他度。 H干干卡他度，毫卡； F卡他常数（附于仪器上）； t温度由38下降至35所需时间，s。,卡他温度计,技能操作,模块三

55、,测定湿卡他度时，仅需将贮液球包上湿纱布后，按上述方法进行。然后用下式计算湿卡他度H湿。 由于蒸发作用，t值变小，所以湿卡他度H湿大于干卡他度H干,卡他温度计,技能操作,模块三,任务一 局部通风机通风,利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风（又称掘进通风）。 一、局部通风机通风 利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称局部通风机通风，它是目前局部通风最主要的方法。 常用通风方式：压入、抽出和混合式。 1.压入式 布置方式：,10m,理论知识,模块四,Le 气流贴着巷壁射出风筒后,由于卷吸作用,射流断面逐渐扩张，直至射流的断面达到最大值，此段称为扩张段

56、； La射流断面逐渐减少，直到为零，此段称收缩段。 Ls从风筒出口至射流反向的最远距离（即扩张段和收缩段总长）称射流有效射程。 在巷道条件下，一般有： 式中 S巷道断面,m2。 特点：（）局扇及电器设备布置在新鲜风流中； （）有效射程远，工作面风速大，排烟效果好； （）可使用柔性风筒，使用方便； （）由于内外，风筒漏风对巷道排污有一定作用。 要求：（）局巷，避免产生循环风； （）局扇入口与掘进巷道距离大于10m； （）风筒出口至工作面距离小于Ls。,理论知识,模块四,2.抽出式 布置方式： 有效吸程Le:风筒吸口吸入空气的作用范围。 在巷道边界条件下，其一般计算式为： 式中 S巷道断面，m2。

57、 特点：（）新鲜风流沿巷道进入工作面，劳动条件好； （）污风通过风机； （）有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好； （）不通使用柔性风筒。,Le,理论知识,模块四,压入式和抽出式通风的比较： 1) 压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。 2)压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。然而，抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小,工作面排

58、污风所需时间长、速度慢。 3)压入式通风时,掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走,而用抽出式通风时,巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，安全性较差。 4) 抽出式通风时,新鲜风流沿巷道进向工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。 5)压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。,理论知识,模块四,3. 混合式通风 混合式通风是压入式和抽出式两种通风方式的联合运用,按局部通风机和风筒的布设位置，分为:长压短抽、长

59、抽短压和长抽长压。 1) 长抽短压（前压后抽） 工作面的污风由压入式风筒压入的新风予以冲淡和稀释，由抽出式主风筒排出。 其中抽出式风筒须用刚性风筒或带刚性骨架的可伸缩风筒，若采用柔性风筒，则可将抽出式局部通风机移至风筒入风口，改为压出式，由里向外排出污风(如图b）。,10m,10m,10m,10m,理论知识,模块四,2) 长压短抽(前抽后压) 工作方式：新鲜风流经压入式长风筒送入工作面, 工作面污风经抽出式通风除尘系统净化,被净化后的风流沿巷道排出。 混合式通风的主要特点： a、通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方式； b、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量，当掘进巷道断面大时,风速就更小,则此段巷道顶板附近易形成瓦斯层状