內(nèi) 容 提 要本書以金屬非金屬礦山井下環(huán)境問(wèn)題(粉塵、炮煙、高溫、汽車尾氣等污染物)為主線,圍繞深部礦井開(kāi)采通風(fēng)降溫,兼顧淺部開(kāi)采的通風(fēng)技術(shù)問(wèn)題,結(jié)合礦井通風(fēng)降溫與除塵新技術(shù)和自動(dòng)化、智能化的發(fā)展,力求教材既具有知識(shí)的普及,又兼顧新時(shí)期礦山開(kāi)采的創(chuàng)新技術(shù)成果。本書涉及礦井通風(fēng)降溫與除塵基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技術(shù)方法與設(shè)備、監(jiān)測(cè)與管理等方面的知識(shí),同時(shí)列舉了大量的應(yīng)用實(shí)例,理論與實(shí)踐相結(jié)合,旨在提高學(xué)生解決礦井通風(fēng)降溫與除塵的復(fù)雜問(wèn)題能力。本書可作為采礦工程專業(yè)本科生教材,也可供從事礦山開(kāi)采的工程技術(shù)人員、科研人員和管理人員閱讀參考。
陳宜華,安徽工業(yè)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師,享受國(guó)務(wù)院津貼專家,國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)委,國(guó)家安全生產(chǎn)專家?guī)鞂<遥袊?guó)金屬學(xué)會(huì)環(huán)保分會(huì)會(huì)員,中國(guó)職業(yè)安全與健康協(xié)會(huì)會(huì)員,安徽省環(huán)評(píng)專家?guī)鞂<�,安徽省非煤礦山安全生產(chǎn)專家?guī)鞂<摇iL(zhǎng)期從事大氣污染控制技術(shù)與設(shè)備以及礦山生態(tài)恢復(fù)治理技術(shù)的研究。 負(fù)責(zé)并主編《鐵礦采選污染排放標(biāo)準(zhǔn)》1項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)安全技術(shù)規(guī)范》5項(xiàng)部頒標(biāo)準(zhǔn)、《礦山生態(tài)環(huán)境保護(hù)與恢復(fù)治理技術(shù)方案編制規(guī)范》1項(xiàng)部頒標(biāo)準(zhǔn)和《鋼鐵工業(yè)鐵礦采選污染防治最佳可行技術(shù)指南》等共8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn);獲實(shí)用新型專利17項(xiàng),發(fā)明專利9項(xiàng);主持或主要參加三十余項(xiàng)國(guó)家、省、市科技項(xiàng)目和百余項(xiàng)通風(fēng)除塵設(shè)計(jì)研究、工程治理;發(fā)表論文30余篇。 姜元勇,東北大學(xué)副教授。
目錄0緒論10.1金屬礦井通風(fēng)的任務(wù)與特性10.2礦井通風(fēng)技術(shù)發(fā)展歷史10.3礦井通風(fēng)存在的問(wèn)題及對(duì)策20.4學(xué)科定位與課程思政30.5歷史警示6思考題7第一篇礦井通風(fēng)學(xué)基礎(chǔ)1礦井空氣81.1地表空氣81.1.1地表空氣組分(大氣)81.1.2地表氣象條件(風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度)91.2礦井空氣91.2.1礦井空氣主要組分及其性質(zhì)91.2.2礦井空氣有害成分及其性質(zhì)101.2.3深井熱環(huán)境111.3礦井環(huán)境有害因素171.3.1井下粉塵的產(chǎn)生與危害171.3.2井下有害氣體的產(chǎn)生與危害171.3.3井下高溫高濕環(huán)境的產(chǎn)生與危害191.3.4井下放射性元素的產(chǎn)生與危害201.4井下環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)211.4.1井下空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)211.4.2深井熱環(huán)境控制標(biāo)準(zhǔn)22本章小結(jié)23思考題232礦井空氣流動(dòng)規(guī)律242.1流體的性質(zhì)及分類242.1.1易流動(dòng)性242.1.2黏性(理想流體和黏性流體)252.1.3壓縮性(不可壓縮流體和可壓縮流體)252.2流體運(yùn)動(dòng)的描述方法262.2.1拉格朗日方法262.2.2歐拉方法272.3礦井風(fēng)流能量方程292.3.1空氣流動(dòng)基本方程292.3.2礦井風(fēng)流流動(dòng)狀態(tài)312.3.3礦井空氣流速312.3.4礦井風(fēng)流能量方程322.4能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用342.4.1礦井通風(fēng)能量方程式及其應(yīng)用342.4.2能量方程在分析通風(fēng)動(dòng)力與阻力關(guān)系時(shí)的應(yīng)用352.4.3有分支風(fēng)路的能量方程402.4.4熱環(huán)境條件下的能量方程式40本章小結(jié)41思考題423礦井通風(fēng)阻力433.1概述433.2摩擦阻力433.2.1穩(wěn)定均勻運(yùn)動(dòng)的基本方程式433.2.2流體運(yùn)動(dòng)的達(dá)西公式453.2.3井巷摩擦阻力453.3局部阻力473.3.1包達(dá)-卡諾定律473.3.2突然擴(kuò)大的局部阻力483.3.3其他類型的局部阻力493.4正面阻力503.5降低井巷通風(fēng)阻力的方法513.6井巷通風(fēng)阻力特性曲線523.7井巷等積孔52本章小結(jié)54思考題544礦井自然風(fēng)壓554.1礦井自然風(fēng)壓的概念554.2礦井自然風(fēng)壓的測(cè)定與計(jì)算564.2.1自然風(fēng)壓的測(cè)定564.2.2自然風(fēng)壓的計(jì)算574.3不同氣象條件下礦井自然風(fēng)壓的特點(diǎn)584.4礦井自然風(fēng)壓的控制與利用60本章小結(jié)61思考題615礦用通風(fēng)機(jī)625.1通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造與分類625.1.1離心式通風(fēng)機(jī)625.1.2軸流式通風(fēng)機(jī)625.2通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線645.2.1通風(fēng)機(jī)工作的基本參數(shù)645.2.2通風(fēng)機(jī)工作特性曲線655.2.3通風(fēng)機(jī)的工況與合理工作范圍675.3通風(fēng)機(jī)的比例定律695.4通風(fēng)機(jī)的類型特性曲線705.5通風(fēng)機(jī)串并聯(lián)作業(yè)715.5.1通風(fēng)機(jī)串聯(lián)作業(yè)715.5.2兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)在同一井口并聯(lián)作業(yè)725.5.3通風(fēng)機(jī)兩翼并聯(lián)作業(yè)745.6新型通風(fēng)機(jī)76本章小結(jié)77思考題776風(fēng)流基本定律與風(fēng)量調(diào)節(jié)786.1通風(fēng)網(wǎng)路的概念786.1.1基本術(shù)語(yǔ)786.1.2基本定律786.2串并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路806.2.1串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路806.2.2并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路816.3角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路816.3.1對(duì)角巷道中風(fēng)流方向的判斷826.3.2對(duì)角巷道中風(fēng)流方向的判斷小結(jié)846.3.3角聯(lián)網(wǎng)路的分類846.3.4處理有害角聯(lián)的主要措施846.4階段通風(fēng)網(wǎng)路856.4.1為何要研究階段通風(fēng)網(wǎng)路856.4.2階段通風(fēng)網(wǎng)路的構(gòu)成856.4.3階段通風(fēng)網(wǎng)路的分類856.5礦井風(fēng)量886.6礦井通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)量調(diào)節(jié)886.6.1并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)量調(diào)節(jié)896.6.2復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)量調(diào)節(jié)936.6.3礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié)96本章小結(jié)97思考題97第二篇礦井通風(fēng)工程7礦井通風(fēng)系統(tǒng)987.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)987.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)分類997.2.1按礦井與通風(fēng)系統(tǒng)的關(guān)系劃分997.2.2按進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的位置劃分1017.2.3按風(fēng)機(jī)站的布置和工作方式劃分1037.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)與優(yōu)化1067.3.1主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)1067.3.2多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)1087.3.3多級(jí)機(jī)站(多風(fēng)機(jī)站)通風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能分析1237.3.4通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算程序編制1257.3.5多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)1347.3.6多級(jí)機(jī)站通風(fēng)系統(tǒng)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法1347.4礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)1437.4.1礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的任務(wù)與內(nèi)容1437.4.2礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)步驟1447.4.3礦井通風(fēng)系統(tǒng)的選擇1447.4.4礦井總風(fēng)量的計(jì)算1457.4.5礦井風(fēng)量分配1507.4.6全礦通風(fēng)阻力計(jì)算1517.4.7礦井通風(fēng)設(shè)備的選型1527.4.8礦井經(jīng)濟(jì)斷面1537.4.9礦井通風(fēng)系統(tǒng)費(fèi)用計(jì)算1547.4.10通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)解算1557.5礦井通風(fēng)構(gòu)筑物1587.5.1風(fēng)門1587.5.2密閉墻1617.5.3風(fēng)流調(diào)節(jié)的構(gòu)筑物1627.5.4其他構(gòu)筑物1657.6特殊條件下通風(fēng)系統(tǒng)1657.6.1循環(huán)通風(fēng)1657.6.2含放射性元素通風(fēng)1677.6.3采用柴油設(shè)備的礦井通風(fēng)1687.6.4火災(zāi)礦井通風(fēng)與控制1707.7通風(fēng)系統(tǒng)反風(fēng)與應(yīng)急救援1717.7.1反風(fēng)方式1717.7.2應(yīng)急預(yù)案173本章小結(jié)173思考題 1738局部通風(fēng)系統(tǒng)1748.1采區(qū)通風(fēng)概念1748.1.1無(wú)底柱分段崩落法采場(chǎng)通風(fēng)1748.1.2電耙道底部結(jié)構(gòu)采場(chǎng)通風(fēng)1758.1.3巷道型或硐室型采場(chǎng)通風(fēng)1768.2硐室通風(fēng)1778.2.1井下溜破系統(tǒng)通風(fēng)1778.2.2其他硐室通風(fēng)1798.3掘進(jìn)工作面通風(fēng)1798.4局部通風(fēng)機(jī)選型與計(jì)算1808.4.1風(fēng)量計(jì)算1808.4.2風(fēng)筒的選擇1828.5長(zhǎng)距離獨(dú)頭巷道、天井、豎井掘進(jìn)通風(fēng)方式1848.5.1長(zhǎng)距離巷道掘進(jìn)時(shí)的局部通風(fēng)1848.5.2天井掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)1858.5.3豎井掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)187本章小結(jié)188思考題 189第三篇礦井熱環(huán)境工程9礦井熱害1909.1礦井熱環(huán)境1909.2礦井熱害成因1919.2.1礦井熱源1919.2.2礦井熱源類型1919.2.3熱量計(jì)算實(shí)例1959.3礦區(qū)地?zé)犷愋秃蜔岷Φ燃?jí)2029.3.1礦區(qū)地溫場(chǎng)2029.3.2礦井地溫類型2049.4深井通風(fēng)的熱力學(xué)原理2069.4.1井巷圍巖的熱傳導(dǎo)原理2069.4.2井巷圍巖調(diào)熱圈2079.4.3風(fēng)流熱濕交換的能量方程2089.4.4井巷風(fēng)流熱交換與溫度計(jì)算2109.4.5礦山井巷風(fēng)流濕交換2139.5礦井需冷量計(jì)算2149.5.1礦井需冷量2149.5.2回采作業(yè)面的需冷量2149.5.3掘進(jìn)作業(yè)面的需冷量2169.5.4機(jī)電設(shè)備硐室需冷量2179.5.5礦井制冷降溫系統(tǒng)冷量損失2189.5.6礦井有效冷量、礦井需冷量和制冷設(shè)備配冷量218本章小結(jié)219思考題21910深井熱害防控22010.1深部礦井熱害(熱環(huán)境)控制22010.1.1礦井熱害(熱環(huán)境)控制基本要求22010.1.2非人工制冷技術(shù)22110.1.3其他一般降溫措施22710.1.4機(jī)械制冷降溫系統(tǒng)22810.1.5各類礦井降溫系統(tǒng)的使用范圍23210.2局部制冷降溫23310.2.1井下局部降溫技術(shù)23310.2.2壓氣降溫23410.2.3冰塊降溫23510.3井口防凍23510.3.1井筒防凍常見(jiàn)方式23610.3.2空氣加熱量計(jì)算23710.3.3空氣加熱器選型計(jì)算23710.3.4電加熱器23810.4深井通風(fēng)降溫自動(dòng)化智能化控制23910.4.1機(jī)械通風(fēng)降溫主通風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程集中控制系統(tǒng)24010.4.2金屬礦山井下 VOD 智能通風(fēng)技術(shù)24310.5深井降溫技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)24610.5.1深部礦井降溫技術(shù)現(xiàn)狀24610.5.2我國(guó)礦井空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)248本章小結(jié)248思考題248第四篇礦井粉塵防治與環(huán)境檢測(cè)11礦井除塵24911.1礦塵的來(lái)源與性質(zhì)24911.1.1礦塵的產(chǎn)生24911.1.2礦塵的性質(zhì)24911.1.3礦塵的危害性及綜合防塵措施25311.2產(chǎn)塵點(diǎn)控制25311.2.1通風(fēng)除塵25311.2.2濕式作業(yè)25611.2.3密閉抽塵及凈化26211.2.4通風(fēng)除塵27011.3個(gè)體防護(hù)27511.3.1對(duì)防塵口罩的基本要求27511.3.2防塵口罩的類型及性能27611.4除塵系統(tǒng)設(shè)計(jì)27611.4.1除塵系統(tǒng)的組成27611.4.2管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)27811.4.3除塵器選型28411.4.4風(fēng)機(jī)選型28511.5除塵系統(tǒng)自動(dòng)控制28511.6除塵新技術(shù)發(fā)展28611.6.1袋式除塵器28611.6.2濕式除塵技術(shù)288本章小結(jié)291思考題29112礦井環(huán)境檢測(cè)與管理29212.1礦井環(huán)境檢測(cè)29212.1.1井下空氣質(zhì)量檢測(cè)29212.1.2井下氣候條件的檢測(cè)29412.2礦井通風(fēng)管理與監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容29512.2.1礦井通風(fēng)檢查與管理內(nèi)容29512.2.2礦井總風(fēng)量和風(fēng)量分配的測(cè)定29612.3礦井通風(fēng)阻力的測(cè)定30212.3.1用精密壓差計(jì)和皮托管的測(cè)定法30212.3.2用恒溫壓差計(jì)測(cè)定法30412.3.3用精密氣壓計(jì)測(cè)定法30512.4主通風(fēng)機(jī)工況測(cè)定30612.4.1主通風(fēng)機(jī)工況測(cè)定的主要任務(wù)30612.4.2主通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的測(cè)定30612.4.3主通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的測(cè)定30712.4.4主通風(fēng)機(jī)電機(jī)功率的測(cè)定30712.4.5主通風(fēng)機(jī)效率的計(jì)算30812.5通風(fēng)系統(tǒng)鑒定指標(biāo)30812.5.1基本指標(biāo)30812.5.2綜合指標(biāo)30912.5.3輔助指標(biāo)31012.6礦井降溫系統(tǒng)的測(cè)試31012.6.1測(cè)試的內(nèi)容與參數(shù)31012.6.2測(cè)試結(jié)果處理31112.7通風(fēng)降溫系統(tǒng)管理31212.7.1礦井通風(fēng)降溫管理技術(shù)要求31212.7.2深井熱環(huán)境監(jiān)測(cè)管理要求31312.7.3井下降溫技術(shù)與設(shè)備管理要求31312.7.4深井礦山井下熱環(huán)境管理31412.8礦井通風(fēng)的發(fā)展31412.8.1金屬礦井通風(fēng)挑戰(zhàn)31412.8.2通風(fēng)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)31512.8.3礦井通風(fēng)智能化技術(shù)研究與發(fā)展316本章小結(jié)317思考題317參考文獻(xiàn)318附錄非煤礦山礦井通風(fēng)術(shù)語(yǔ)規(guī)范320S1.1礦內(nèi)空氣320S1.2礦內(nèi)熱環(huán)境321S1.3礦塵321S1.4礦井通風(fēng)參數(shù)與測(cè)定322S1.5礦井風(fēng)流流動(dòng)323S1.6礦井通風(fēng)阻力323S1.7礦井通風(fēng)動(dòng)力324S1.8礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)325S1.9礦井通風(fēng)構(gòu)筑物326S1.10礦井通風(fēng)系統(tǒng)與設(shè)計(jì)327S1.11礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)329