spContent=“矿井通风与空调”是保证矿山井下作业人员安全、健康，促进地下矿山高效生产的一项重要技术。没有通风，井下人员就不能正常呼吸，生产就无法正常进行。学习本课程，你将能掌握非煤矿山矿井通风与空调的基本理论知识，并具有矿井通风与空调设计及管理的能力。
“矿井通风与空调”是保证矿山井下作业人员安全、健康，促进地下矿山高效生产的一项重要技术。没有通风，井下人员就不能正常呼吸，生产就无法正常进行。学习本课程，你将能掌握非煤矿山矿井通风与空调的基本理论知识，并具有矿井通风与空调设计及管理的能力。
—— 课程团队
课程概述
《矿井通风与空气调节》是采矿工程专业的一门必修核心专业课，也是安全工程专业矿山安全方向的必修课。该课程通过理论与实验教学相结合的方法，讲授非煤矿山矿井通风与空调的基本理论和基础知识，具体分为矿井通风史、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、矿井通风系统管理、矿井热环境调节、矿井防尘、矿井通风与空调的研究经验与展望等15个部分的内容。学生通过本课程的学习，应掌握矿井通风与空气调节的基本概念、基本原理、基本方法、基本运算、基本设计、基本测定、基本管理这“七基”知识，并使之融会贯通，在此基础上进一步了解矿井通风与降温、防尘等专题的关系并基本掌握其知识，从而使学生具有矿井通风设计、管理的能力。
本课程侧重于金属和非金属矿山的矿井通风与空气调节，教学风格新颖，突出科学性、系统性、新颖性和实用性，内容丰富、知识层次合理，使学习者在有限时间内能够学到更多有用的知识。
本课程适合于采矿工程专业的学生学习，同时也可供安全工程、城市地下空间工程、隧道工程等相关专业学生选修。
授课目标
通过理论教学、实验、实践和课程设计，使学生掌握非煤矿山矿井通风与空调的基本理论和基础知识，具有矿井通风设计、管理的能力。学生通过本课程的学习，应掌握矿井通风的基本概念、基本原理、基本方法、基本运算、基本设计、基本测定、基本管理这“七基”知识，并使之融会贯通，在此基础上进一步了解矿井通风与降温、防尘、防氡等专题的关系并基本掌握其知识。
课程大纲
课程概述
课时目标：了解矿井通风知识体系从无到有的发展由来，理解矿井通风学的科学意义和应用价值。
1.1 课程介绍
1.2 国外矿井通风史
1.3 中国矿井通风史
矿井空气
课时目标：清楚了解矿井空气成份与地面空气成份的差异，矿井有毒有害气体的来源，CO、CO2、NOx、SO2、H2S等有毒有害气性质及其允许浓度，矿井辐射的基本概念，氡的性质，氡及其子体的危害，矿井辐射防护剂量限值，矿井中氡的来源，矽尘的特点，矿尘的产生及分类，矿尘的危害，矿井气候对人体的影响，衡量矿井气候条件的指标，矿井气候条件的安全标准。重点掌握矿井内有毒有害气体及矿尘的危害和特征，难点是氡及氡子体和辐射单位的理解。
2.1 矿井空气的主要成分及性质
2.2 矿井中常见的有毒有害气体
2.3 矿井产生放射性的有害物质
2.4 矿尘的产生及其危害
2.5 矿井气候
矿井风流的基本特性及其测定
课时目标：1）需要掌握的基本概念有：空气的密度、比容、比热、粘性、绝对湿度、相对湿度、含湿量、焓、绝对压力、相对压力，风速、层流、紊流、风流点压力、风流动压、风流全压、硐室型风流等。2）需要掌握的计算方法有：矿井通风的空气温度、湿度、焓的计算，空气压力单位的换算，通风风筒中风流全压、动压和静压三种压力的计算。3）需要掌握的测试方法和仪器有：矿井空气压力的测定方法和水银气压计、空盒气压计，矿井风流点压力的测定方法和皮托管与倾斜压差计的使用，补偿式微压计与皮托管配合测量风流的静压、动压和全压的方法，用风表和热电式风速仪测定巷道风速和风量的方法等。
3.1 矿井空气的物理性质和状态
3.2 矿井空气的压力及其测定
3.3 矿井风速测定和风流结构
实验一 矿井大气压力测定
实验二 井巷风流速度测定
矿井风流流动的能量方程及其应用
课时目标：本章内容是矿井通风最基本和最重要的理论。1）需要掌握的基本理论有：空气流动连续性方程，风流运动的能量方程，单位质量流量能量方程，风流流动过程中能量分析，可压缩空气单位质量流量的能量方程，单位质量可压缩空气能量方程分析，断面不同的水平巷道能量方程，断面相同的垂直或倾斜巷道能量方程，有扇风机工作时的能量方程式，有分支风路的能量方程式等。2）需要掌握的计算方法有：各种能量方程的计算方法，能量方程在通风阻力测定中的应用计算方法，分析矿井通风动力与阻力关系的方法等。3）需要掌握的测试方法和仪器有：应用皮托管与倾斜压差计、补偿式微压计，结合能量方程测定巷道通风阻力的方法等。本章的难点有：能量方程的实际应用和计算，可压缩空气单位质量流量的能量方程等。
4.1 矿井风流运动的能量方程式及其应用
4.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用
矿井通风阻力及其计算
课时目标：本章需要掌握的基本概念有：层流流态、紊流流态、临界雷诺数、井巷摩擦阻力、井巷摩擦阻力系数、井巷摩擦风阻、局部阻力、正面阻力、总风阻、矿井等积孔等；需要掌握的计算有：摩擦阻力系数与摩擦风阻计算、井巷摩擦阻力计算、局部阻力计算、矿井总风阻计算、矿井等积孔计算等；需要掌握的测定方法有：风速剖面图测定、井巷摩擦阻力测定、井巷局部阻力测定等。
5.1 井巷风流的流态
5.2 井巷摩擦风阻与阻力
5.3 井巷局部阻力与正面阻力
5.4 井巷通风阻力定律与矿井等积孔
实验三 巷道阻力和风阻实测
矿井自然通风
课时目标：本章需要掌握自然风压的概念，自然风压形成的原因和自然风压的影响因素，新、老矿井自然风压的多种计算方法，学会测定自然风压的几种方法：直接测定法、间接测定法、平均密度测算法，针对具体条件分析什么时候自然风压是矿井通风的动力和什么时候自然风压可能是矿井通风事故的肇因，如何有效利用和调节自然风压等。
6.1 自然通风的概念及其表达
6.2 矿井自然通风压计算
6.3 矿井自然压差的测定
6.4 自然风压的影响因素和控制与利用
矿井主扇与机械通风
课时目标：要求了解轴流式和离心式矿用扇风机类型、构造及工作原理，扇风机型号参数表达的意 义；重点掌握扇风机的工作参数及其表示，扇风机房水柱（压差）计示值与全压 Ht和静压 Hs之间的关系， 扇风机工况点的确定方法，扇风机的个体特性曲线，扇风机工况点的合理区域，主要扇风机的工况点调节 途径，矿井主扇的选择，扇风机的性能测定；一般了解扇风机的类型特性曲线和比例定律，扇风机串联和 并联时联合作业特性曲线合成做图方法，扇风机与自然风压串联作业和对角并联工况分析，扇风机特性曲 线的数模及其应用等。
7.1 矿用扇风机的类型、构造及工作原理
7.2 扇风机的特性
7.3 扇风机联合工作
7.4 矿井主扇的选择与应用
实验四 扇风机性能测定
矿井通风网络中风量分配与调节及其计算
课时目标：掌握矿井通风网络的边、节点、分支、回路、串联风路、并联风路、简单角联和复杂角联网络的基本定义，了解辅扇、引射器、风窗、空气幕、串并联井巷的风量调节方法；掌握矿井通风网络图的绘制方法，网络中风流流动的基本定律，串联和并联风路的风量和风阻计算方法，简单角联网络的风量计算和风流方向判定，各种风量调节的优缺点，局部风量调节与矿井总风量调节的对全矿风阻的影响程度，复杂通风网络的风流流动基本定律的方向性表达方式， Hardy-Cross迭代法和利用计算机解算矿井复杂通风网络方法等。
8.1 矿井风流运动的基本定律
8.2 矿井简单通风网络
8.3 矿井风量调节
8.4 矿井复杂通风网络解算及软件
掘进工作面通风
课时目标：要求掌握应用局部扇风机、矿井总风压和引射器通风的方法，压入式、抽出式和混合式三种局部通风布置方式的技术要求，压入式与抽出式通风的适用条件；掌握根据不同需要掘进工作面风量的计算方法，风筒风阻的计算方法；正确选择局部扇风机和风筒，保证局部扇风机稳定可靠运转；了解局部扇风机的联合作业，可控循环通风，长距离掘进巷道的局部通风方法和特点。
9.1 掘进工作面通风方法
9.2 掘进工作面风量与局部通风阻力计算
9.3 局部通风装备与局部通风设计
9.4 长巷道和天井及竖井掘进时的局部通风
矿井通风系统
课时目标：了解矿井通风系统的作用，矿井通风系统的组成、结构和基本类型，矿井通风系统的复杂性、非线性与多变性，构建合理通风系统的重要性，主扇扩散器、扩散塔和反风装置、风桥、风墙、风门、风窗、空气幕、导风板等的用途；学会利用中段通风网路控制有害风流，各种采场的通风方法；熟悉矿井漏风地点及其控制方法；了解矿井风流输送与调控方式，多级机站，单元调控等内容。
10.1 矿井通风系统的基本特性
10.2 矿井通风构筑物
10.3 中段通风网路设计及风流控制
10.4 采场通风网路及通风方法
10.5 矿井漏风问题及有效风量率
10.6 矿井风流输送与调控方式的选择
矿井通风系统设计
课时目标：掌握矿井通风设计的内容和原则，矿井通风系统的宏观构建，矿井通风系统的优化选择，矿井进风井与回风井的布置，矿井通风方式及主扇安装地点的确定，矿井需风量及供风量的计算，矿井风量分配及通风阻力计算，主要扇风机的选择，通风井巷经济断面的计算，矿井通风费用的概算等。
11.1 矿井通风设计的内容和原则
11.2矿井通风系统宏观构建方案的拟定
11.3 矿井进风井与回风井的布置
11.4 矿井通风方式及主扇安装地点的选择
11.5 矿井需风量的计算及供风量的确定
11.6 矿井风量分配及通风阻力计算
11.7 矿井主要扇风机的选择与通风费用的计算
矿井通风测定和通风系统管理
课时目标：矿井通风检查与管理的主要内容，矿井通风系统测定的程序，矿井通风测定前的准备工作，测风点布置要求，通风测定的主要仪器设备和用具，主扇装置性能测定方法，井巷最高风速规定，摩擦阻力系数和局部阻力系数测定，竖井通风阻力测定，矿井通风的组织管理，矿井通风系统的自动化管理，矿井通风系统评价指标：风量(风速)合格率、风质合格率、有效风量率、主扇装置效率、风量供需比、综合指标的定义，矿井通风系统测定与评价报告的编制等。
12.1 矿井通风系统测定
12.2 矿井通风阻力测定
12.3 矿井通风的组织管理
12.4 矿井通风系统评价
矿井热环境调节
课时目标：学会计算地温率、地温梯度，围岩与风流间传热量，机电设备等放热量，井筒风流的热交换和风温，巷道风流的热交换和风温；掌握热湿交换的风流能量方程，寒冷地区井口空气加热，高温矿井降温一般技术措施，矿井空调系统设计的依据，矿井空调系统设计的主要内容和步骤，矿井空调系统的基本类型，表面式空气冷却器，喷雾式空气冷却器，高压水的减压装置等。
13.1 矿井热环境基本理论
13.2 矿井空气调节技术简介
矿井防尘
课时目标：掌握矿尘性质，粉尘质量浓度测定方法，空气中粉尘浓度滤膜采样测定方法，矽肺预防的一般原则，防止矽尘危害的组织措施、综合防尘措施，采矿工艺防尘等。了解氡和氡子体测量方法，矿井氡析出量计算方法，排氡和氡子体需风量计算方法，矿井综合防氡措施等。
14.1 矿尘计量指标及其性质
14.2 粉尘测定原理与种类
14.3 矿井防尘措施
我国矿井通风与空调的经验和展望
课时目标：主要了解矿井通风与空调任务的复杂性，矿井通风优化、矿井通风自动化和深井降温技术的研究内容，我国矿井通风与空调的经验等，并了解一些矿井通风与空调的发展趋势和关键技术。
15.1 我国矿井通风与空调的经验
15.2 未来矿井通风与空调的关键问题
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预备知识
学习本课程需要一定的数学、工程流体力学等基础知识，以及金属矿床地下开采、井巷工程等专业知识。
参考资料
- 吴超. 矿井通风与空气调节[M]. 长沙：中南大学出版社，2008
- 陈宜华，姜元勇. 矿井通风降温与除尘[M].北京：冶金工业出版社，2023
- 蒋仲安，陈举师，杜翠凤.矿井通风与防尘[M].北京：机械工业出版社，2017
- 王子云. 矿井通风与防尘[M]. 北京：冶金工业出版社，2016
- 王文才.矿井通风学[M].北京：机械工业出版社，2015
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