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& 矿井通风与空气调节
矿井通风与空气调节&
【作 者】：
【出 版 社】：
中南大学出版社
【出版时间】：
【ISBN】：
【字 数】：
628（千字）
&&&&&&&&&&&&&&&
【页 码】：
【定 价】：
￥50.00（元）
&&&&&&&&&&&&&&&
【开 本】：
本教材是教育部高等学校地矿学科教学指导委员会规划教材。共分１５章，分别介绍矿井通风史、矿井
空气、矿井空气流动基本理论、矿井空气流动能量方程、矿井通风阻力及其计算、矿井自然通风、矿井主扇
与机械通风、矿井通风网络风量分配与调节、掘进工作面通风、矿井通风系统及其设计、矿井通风测定和通
风系统管理、矿井热环境调节、矿井防尘与排氡、矿井通风与空气调节的研究展望等。本教材每章都有学习
目标、学习方法和练习题，还附有教学大纲、实验指导书、矿井通风中英文专业术语对照表、通风网络分析
软件和一些通风计算和设计必需的数据图表等。
本教材侧重于金属和非金属矿山的矿井通风与空气调节，是教育部高等学校地矿学科教学指导委员会
指定的采矿工程本科专业教材，也可供采矿、井建和安全类专业的工程师和设计研究人员参考使用。
０　绪论———矿井通风史概述………………………………………………………………… （１）
０．１　古希腊和欧洲的矿井通风史概述………………………………………………… （１）
０．２　中国的矿井通风史概述…………………………………………………………… （４）
０．３　矿井通风史给我们带来的思考…………………………………………………… （５）
本章练习………………………………………………………………………………… （６）
第１章　矿井空气…………………………………………………………………………… （７）
１．１　矿井空气的主要成分及性质……………………………………………………… （７）
１．２　矿井空气中常见的有毒有害气体………………………………………………… （９）
１．３　矿井放射性元素产生的有害物质……………………………………………… （１４）
１．４　矿尘的产生及危害……………………………………………………………… （１７）
１．５　矿井气候………………………………………………………………………… （１９）
本章练习………………………………………………………………………………… （２２）
第２章　矿井风流的基本特性及其测定…………………………………………………… （２４）
２．１　矿井空气的物理性质…………………………………………………………… （２４）
２．２　矿井空气的状态………………………………………………………………… （２６）
２．３　矿井空气的压力及其测定……………………………………………………… （３３）
２．４　矿井风速测定和风流结构……………………………………………………… （３８）
本章练习………………………………………………………………………………… （４４）
第３章　矿井风流流动的能量方程及其应用……………………………………………… （４６）
３．１　矿井风流运动的能量方程式及其应用………………………………………… （４６）
３．２　能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用……………………………… （５４）
３．３　有分支风路的能量方程式……………………………………………………… （５８）
本章练习………………………………………………………………………………… （６０）
第４章　矿井通风阻力及其计算…………………………………………………………… （６３）
４．１　井巷风流的流态及流速分布…………………………………………………… （６３）
４．２　井巷摩擦风阻与阻力…………………………………………………………… （６５）
４．３　井巷局部阻力和正面阻力……………………………………………………… （６８）
４．４　井巷通风阻力定律……………………………………………………………… （７２）
４．５　矿井总风阻与矿井等积孔……………………………………………………… （７３）
本章练习………………………………………………………………………………… （７４）
第５章　矿井自然通风……………………………………………………………………… （７６）
５．１　自然风压的概念及其表达……………………………………………………… （７６）
５．２　矿井自然风压计算……………………………………………………………… （７９）
５．３　矿井自然风压的测定…………………………………………………………… （８５）
５．４　自然风压的影响因素和控制与利用…………………………………………… （８６）
本章练习………………………………………………………………………………… （８９）
第６章　矿井主扇与机械通风……………………………………………………………… （９１）
６．１　矿用扇风机的类型、构造及工作原理…………………………………………… （９１）
６．２　扇风机的特性及其经济运行…………………………………………………… （９３）
６．３　扇风机联合作业………………………………………………………………… （１０４）
６．４　扇风机特性曲线的数模及其应用……………………………………………… （１０９）
６．５　矿井主扇的选择与应用………………………………………………………… （１１１）
本章练习……………………………………………………………………………… （１１７）
第７章　矿井通风网络中风量分配与调节及其解算…………………………………… （１２０）
７．１　矿井风流运动的基本定律……………………………………………………… （１２０）
７．２　矿井简单通风网络……………………………………………………………… （１２３）
７．３　矿井风量调节…………………………………………………………………… （１２６）
７．４　矿井复杂通风网络解算及软件………………………………………………… （１３４）
本章练习……………………………………………………………………………… （１４０）
第８章　掘进工作面通风………………………………………………………………… （１４４）
８．１　掘进工作面通风方法…………………………………………………………… （１４４）
８．２　掘进工作面风量计算…………………………………………………………… （１５０）
８．３　局部通风装备…………………………………………………………………… （１５２）
８．４　局部通风设计…………………………………………………………………… （１５９）
８．５　长巷道和天井及竖井掘进时的局部通风……………………………………… （１６２）
本章练习……………………………………………………………………………… （１６５）
第９章　矿井通风系统…………………………………………………………………… （１６７）
９．１　矿井通风系统的基本特性……………………………………………………… （１６７）
９．２　矿井通风构筑物………………………………………………………………… （１７１）
９．３　中段通风网络设计及风流控制………………………………………………… （１７４）
９．４　采场通风网络及通风方法……………………………………………………… （１７８）
９．５　矿井漏风问题及有效风量率…………………………………………………… （１８０）
９．６　矿井风流输送与调控方式的选择……………………………………………… （１８２）
本章练习……………………………………………………………………………… （１８７）
第１０章　矿井通风系统设计……………………………………………………………… （１８８）
１０．１　矿井通风设计的内容和原则………………………………………………… （１８８）
１０．２　矿井通风系统宏观构建方案的拟定………………………………………… （１９２）
１０．３　矿井进风井与回风井的布置………………………………………………… （１９８）
１０．４　矿井通风方式及主扇安装地点的选择……………………………………… （２００）
１０．５　实际需风量的计算及合理供风量的确定…………………………………… （２０２）
１０．６　矿井风量分配及通风阻力计算……………………………………………… （２０６）
１０．７　矿井主要扇风机的选择……………………………………………………… （２０８）
１０．８　通风井巷经济断面的计算…………………………………………………… （２１０）
１０．９　矿井通风费用的计算………………………………………………………… （２１２）
１０．１０　矿井通风系统优化…………………………………………………………… （２１４）
本章练习……………………………………………………………………………… （２１６）
第１１章　矿井通风测定和通风系统管理………………………………………………… （２１７）
１１．１　矿井通风测定………………………………………………………………… （２１７）
１１．２　矿井通风阻力测定…………………………………………………………… （２２３）
１１．３　矿井通风的组织管理………………………………………………………… （２２７）
１１．４　矿井通风系统的自动化管理………………………………………………… （２２８）
１１．５　矿井通风系统评价…………………………………………………………… （２３２）
１１．６　矿井通风系统测定与评价报告编写………………………………………… （２３５）
本章练习……………………………………………………………………………… （２３５）
第１２章　矿井热环境调节………………………………………………………………… （２３６）
１２．１　矿井主要热源及其散热量…………………………………………………… （２３６）
１２．２　矿井风流热湿计算…………………………………………………………… （２４３）
１２．３　有热湿交换的风流能量方程………………………………………………… （２４９）
１２．４　寒冷地区井口空气加热……………………………………………………… （２５１）
１２．５　高温矿井降温一般技术措施………………………………………………… （２５６）
１２．６　高温矿井制冷空调技术……………………………………………………… （２５７）
１２．７　矿用换热器…………………………………………………………………… （２６１）
本章练习……………………………………………………………………………… （２６８）
第１３章　矿井防尘与防辐射……………………………………………………………… （２６９）
１３．１　矿尘计量指标及其性质……………………………………………………… （２６９）
１３．２　粉尘测定原理与种类………………………………………………………… （２７２）
１３．３　矿井防尘的一般措施………………………………………………………… （２７５）
１３．４　矿井综合防尘措施…………………………………………………………… （２７６）
１３．５　氡和氡子体测量方法………………………………………………………… （２８３）
１３．６　矿井排氡通风………………………………………………………………… （２８５）
１３．７　矿井综合防氡措施…………………………………………………………… （２８７）
１３．８　个体防护……………………………………………………………………… （２８９）
本章练习……………………………………………………………………………… （２９０）
第１４章　矿井通风与空气调节的研究展望……………………………………………… （２９１）
１４．１　矿井通风与空气调节的复杂性……………………………………………… （２９１）
１４．２　矿井通风的优化研究………………………………………………………… （２９２）
１４．３　矿井通风自动化的研究……………………………………………………… （２９５）
１４．４　深井降温技术的研究………………………………………………………… （２９８）
１４．５　我国矿井通风与空气调节的经验…………………………………………… （３００）
本章练习……………………………………………………………………………… （３０２）
附录一　课程实验及大纲………………………………………………………………… （３０３）
实验１　矿井空气测定………………………………………………………………… （３０３）
实验２　矿井大气压力测定…………………………………………………………… （３０５）
实验３　阻力测定……………………………………………………………………… （３１１）
实验４　风筒断面的速度场系数测定与风表校正…………………………………… （３１４）
实验５　风筒风阻特性曲线的实测…………………………………………………… （３１７）
实验６　扇风机（装置）特性曲线的实测…………………………………………… （３１９）
附录二　矿井通风网络计算与课程设计练习…………………………………………… （３２１）
附录２．１　矿井通风网络计算机分析练习…………………………………………… （３２１）
附录２．２　矿井通风系统设计练习…………………………………………………… （３２２）
附录三　井巷摩擦阻力系数α值………………………………………………………… （３２６）
附录四　井巷局部阻力系数ξ值………………………………………………………… （３３０）
附录五　矿井通风常用单位换算………………………………………………………… （３３１）
附录六　由风扇湿度计读数查相对湿度………………………………………………… （３３２）
附录七　不同温度下饱和水蒸气分压…………………………………………………… （３３３）
附录八　典型系列矿用风机特性曲线…………………………………………………… （３３５）
附录九　常用矿井通风与空气调节英语词汇…………………………………………… （３４５）
附录十　多功能矿井通风网络分析软件源程序………………………………………… （３５０）
参考文献…………………………………………………………………………………… （３７０）
后　　记…………………………………………………………………………………… （３７２）
前言/作者简介
&&&&金属矿、非金属矿地下开采是生产工业原材料的基础工业，它在
整个国民经济发展中占有重要地位。矿井通风是矿井安全生产的基本
保障。矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送
适量的新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和粉尘，
创造良好的气候条件。矿井通风与空气调节是保证井下人员安全、健
康，促进地下开采高效生产的一个重要方面。随着浅部矿产资源的日
渐枯竭，矿产资源开采向纵深发展是必然的趋势，深部开采的突出问
题之一就是通风降温，矿井通风与空气调节意义重大。
&&&&在构思本教材的内容时，编者系统分析了国内外已往出版的《矿
井通风》类教材题目。有的教材把“矿井通风”与“安全”结合起来，编
者认为：矿井安全是一个非常广泛的领域，矿井通风仅仅是矿井安全
的重要内容之一；如果把大量矿井安全知识结合起来，其知识体系完
全不一致，篇幅也过大，而且不易协调。有的教材把“矿井通风”与
“环境”结合起来，但环境是一个非常广泛的领域，通风主要是解决空
气环境的问题，水、土、噪声等环境问题无法用通风方法解决。有的
教材把“矿井通风”与“防尘”结合起来，这是可以相容的，但通风不仅
仅起防尘作用，还有其他调节和净化空气的作用。有的教材把“矿井
通风”与“空气调节”结合起来，从知识体系的一致性、科学性以及金
属矿山深部开采的热问题等考虑，编者比较赞同这一结合，通风调节
空气的作用无可置疑，矿井通风与空气调节包含了空气净化、排毒、
排烟、排热、排湿、排尘、排氡等作用，而这些问题正是非煤矿山开采
环境所需要解决的重要问题，从深部开采的环境问题考虑，空气调节
将更显得日益重要，这也是本教材的特色所在。因此，本教材以《矿
井通风与空气调节》来命名，并作为教材章节安排的纲领。
&&&&本教材共分１５章，分别为绪论、矿井空气、矿井空气流动基本理
论、矿井空气流动能量方程、矿井通风阻力及其计算、矿井自然通风、
矿井主扇与机械通风、矿井通风网络中风量分配与调节、掘进工作面
通风、矿井通风系统及其设计、矿井通风测定和通讯系统管理、矿井空气调节、矿井防尘与
排氡、矿井通风与空气调节的研究展望等。由于本教材侧重于金属和非金属矿的通风与空气
调节，通风排放瓦斯问题没有专门列入。
&&&&本教材由中南大学吴超教授担任主编，内蒙古科技大学王文才教授、江西理工大学王海
宁教授和湖南科技大学王从陆副教授担任副主编。教材的１～５章基本内容由王海宁编写，
由吴超修改、补充，其中１．３和１．４节由王从陆、吴超编写；６～８章和附录１由王文才编写，
附录１由吴超删改，其中７．４节和８．５节部分内容由吴超编写；９～１０章由昆明冶金专科学
校段永祥教授编写，由吴超作部分调整；１１章、１３章和１４章由王从陆、吴超共同编写；１２
章由中南大学胡汉华教授、王从陆和吴超共同编写；各章学习目标、学习方法、练习题、绪
论、前言、致师生、课程教与学参考大纲、主要符号和附录２～１１均由吴超编写。本教材的
框架和目录拟定、编写风格设计和全书内容统稿由吴超完成。
&&&&在本教材编写过程中参考了许多同行的教材、专著和论文，在此编者表示衷心的感谢。
&&&&高等学校地矿学科教学委员会和本系列教材编审委员会的许多专家教授为本书提出了很多宝
贵意见，在此编者也表示衷心的感谢。由于编写时间比较仓促以及编者的水平所限，缺点和
错误在所难免，敬请大家批评指正。
序/读者评论
站在２１世纪全球发展战略的高度来审视世界矿业，可 以清楚地看到，矿业作为国民经济的基础产业，与其他传统 产业一样，在现代科学技术突飞猛进的推动下，也正逐步走 向现代化。就金属矿床开采领域而言，现今的采矿工程科学 技术与２０世纪９０年代以前的相比，已经不可同日而语。为 了适应矿业快速发展的形势，国家需要大批具有现代采矿知 识的专业人才，因此，作为优秀专业人才培养的重要基础建 设之一———教材建设就显得至关重要。
在２００６—２０１０年地矿学科教学指导委员会（以下简称地 矿学科教指委）的成立大会上，委员们一致认为，抓教材建 设是本届教学指导委员会的重要任务之一，特别是金属矿采 矿工程专业的教材，现在多是２０世纪９０年代出版的，教材 更新已迫在眉睫。２００６年１０月１８～２０日在中南大学召开了 第一次地矿学科教指委全体会议，会上委员们就开始酝酿采 矿工程专业系列教材的编写拟题；之后，中南大学出版社主 动承担该系列教材的出版工作，并积极协助地矿学科教指委 于２００７年６月２２～２４日在中南大学召开了“全国采矿工程 专业学科发展与教材建设研讨会”，来自全国１７所院校的金 属、非金属矿床采矿工程专业和部分煤矿开采专业的领导及 骨干教师代表参加了会议，会议拟定了采矿工程专业系列教 材的选题和主编单位；从那以后，地矿学科教指委和中南大 学出版社又分别在昆明和长沙召开了两次采矿工程专业系列 教材编写大纲的审定工作会议。
本次新规划出版的采矿工程专业系列教材侧重于金属矿 床开采领域。编审委员会通过充分地沟通和研讨，在总结以往教学和教材编撰经 验的基础上，以推动新世纪采矿工程专业教学改革和教材建设为宗旨，提出了采 矿工程专业系列教材的编写原则和要求：①教材的体系、知识层次和结构要合 理，要遵循教学规律，既要有利于组织教学又要有利于学生学习；②教材内容要 体现科学性、系统性、新颖性和实用性，并做到有机结合；③要重视基础，又要 强调采矿工程专业的实践性和针对性；④要体现时代特性和创新精神，反映采矿 工程学科的新技术、新方法、新规范、新标准等。
采矿科学技术在不断发展，采矿工程专业的教材需要不断完善和更新。希望 全国参与采矿工程专业教材编写的专家们共同努力，写出更多、更好的采矿工程 专业新教材。我们相信，本系列教材的出版对我国采矿工程专业高级人才的培养 和采矿工程专业教育事业的发展将起到十分积极的推进作用，对我国矿山安全、 经济、高效开采，保障我国矿业持续、健康、快速发展也有着十分重要的意义。
中南大学教授
中国工程院院士
教育部地矿学科教指委主任
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中南大学出版社
新出网证(湘)字005号
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