当前位置: 首页 >> 教学内容 >> 教学大纲

《通风安全学》课程教学大纲

课程中英文名称:通风安全学,Mine Ventilation and safety

课程编码:011017

课程性质:专业必修课

适用专业:安全工程

学时数:  84  ;其中:讲课学时: 74 ;实验学时: 10 ;学分数: 5

编写人: 杜学胜 ;审定人: 王公忠

一、课程简介

(一)课程性质与任务

《通风安全学》是学习和掌握矿井通风与安全的综合性技术课程,是安全工程专业的核心课程和主干课程,是该专业的最主要的专业课。本课程的基本内容是:根据煤矿通风、安全技术、管理一线高技能人才职业岗位(群)知识、能力和素质要求,坚持理论与实际紧密结合,阐述矿井通风的基本方法,基本规律。其主要任务是:培养学生通风与安全的理论知识、应用技术和实践能力,使学生具备通风的计算设计、测定分析的一般知识和技能;具有从事矿山通风与安全科研、设计和管理的能力。同时要求学生掌握煤矿瓦斯、火灾、矿尘、水灾发生机理、发展规律和防治方法;了解矿山救护基本知识和方法;熟悉相关法律法规;能组织进行通风技术测定和管理,保证矿井通风系统的正常、稳定地运行。同时所形成的知识和能力,也为学习《矿山救护》、《安全人机工程》、《矿井火灾防治》、《煤矿安全监察与管理》等课程提供技术支持和能力平台,成为防治矿井主要灾害的重要技术手段。因此,学习好本课程,对于从事煤矿通风安全一线的工程技术人员来说,是至关重要的。

(二)课程教学目的及要求

本课程具有理论性和实践性较强的特点,课程内容丰富多样。教学中要求以讲授为主,辅以实验、演示、课程设计(或大作业)等多种形式的教学手段。

本课程应达到的基本要求是:

认识通风安全的作用,理解国家安全生产方针,矿山安全法律和法规;

了解矿井空气环境的基本知识、评价方法和安全标准;

熟练掌握矿井停供风的基础理论,并能够正确应用;

掌握工作面通风、采区通风、局部通风等通风方法;

熟悉通风机性能,能够进行通风能力计算;

通过实验、实习环境教学的教学,能够掌握常用通风安全仪器仪表的使用方法,初步具备矿井通风阻力测定、通风机性能测定和通风网络解算能力;

掌握瓦斯、矿尘、火灾、水灾等矿井灾害的发生机理,发展规律和防止技术措施;

了解矿山救护的基本知识、救护装备的使用以及救护方法。

(三)课程教学内容

第一章 矿井空气

第二章 矿井空气流动基本理论

第三章 井巷通风阻力

第四章 矿井通风动力

第五章 矿井通风风量调节与系统分析

第六章 局部通风

第七章 矿井通风设计与能力核定

第九章 矿井瓦斯

第十章 火灾防治

第十一章 矿尘防治

第十二章 矿山防水

第十三章 矿山应急救援

(四)先修课程及后续课程

先修课程:《地质学》、《煤矿开采学》、《井巷工程》、《流体力学》和《工程热力学》。

后续课程:《矿井火灾防治》、《安全人机工程》、《矿山救护》和《煤矿安全监察与管理》。

二、课程教学总体安排

(一)学时分配建议表

              学时分配建议表                   

     

教 学 环 节

讲 课

习题课

实 验

设 计

第一章 矿井空气

2

 

2

 

第二章 空气流动基本理论 

7

1

2

 

第三章 矿井通风阻力

5

1

2

 

第四章 通风动力

9

1

2

 

第五章 矿井通风风量调节与系统分析

5

1

2

 

第六章 局部通风

5

1

 

 

第七章 矿井通风设计与能力核定

6

 

 

 

第九章 矿井瓦斯

8

1

 

 

第十章 火灾防治

8

1

 

 

第十一章 矿尘防治

4

 

 

 

第十二章 矿山防水

4

 

 

 

第十三章 矿山应急救援

4

 

 

 

总计(学时)

67

7

10

 

(二)推荐教材及参考书目

1.推荐教材:

张国枢. 通风安全学(第二版). 徐州: 中国矿业大学出版社, 2011.

 2.参考书目:

王德明. 矿井通风与安全. 徐州:中国矿业大学出版社, 2012.

Wang Deming. Mine Ventilation and Safety. China University of Mining and Technology Press, 2007.

林柏泉. 矿井瓦斯防治理论与技术(第二版). 徐州:中国矿业大学出版社, 2010.

王德明. 矿井火灾学. 徐州:中国矿业大学出版社,2008.

 煤矿安全规程(2011版)

<煤矿安全规程>专家解读》编委会. 《煤矿安全规程》专家解读(2011年修订版). 徐州:中国矿业大学出版社, 2011.

 吴玉林, 陈庆光, 刘树江. 通风机和压缩机(第二版). 北京:清华大学出版社, 2011.

 李建明. 矿井通风与安全习题集及解答. 徐州:中国矿业大学出版社, 2009.

煤矿井工开采通风技术条件( AQ1028-2006)

(三)课程考核方式

1.考核方式:闭卷考试。

2.成绩构成:课程考核成绩=平时成绩(30%+卷面成绩(70%)。

平时考核包括学习过程中的出勤情况;作业完成情况;学习的主动性以及同学间的协作能力等表现综合评定。

三、课程教学内容及基本要求

第一章 矿井空气(2学时)

1.教学目的:

通过本章学习,了解矿井空气成分,氧气的性质及井下氧气减少的原因;掌握矿井有害气体的种类、特性、检测方法和安全规定,掌握矿井气候及其测定评价方法和安全标准。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①煤炭事故发生的根本原因分析;

②矿井通风的重要性;

③通风技术的发展过程;

④矿井空气的目的和首要任务;

⑤矿井空气的成分及基本性质。

2)教学难点:①矿井空气主要成分的浓度(质量)标准制定的依据;

②井下工作人员每人每分钟应供给多少风量的推导。

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)矿井空气成分;

2)矿井空气中有害气体;

3)矿井气候。

5.教学要求

(1)了解:矿井气体成分及其特性和安全规定;矿井气候条件和安全标准;

(2)掌握:矿井空气的变化:矿井气候的评价方法;有害气体及气候条件的测定原理及仪器使用矿井气候的评价方法;有害气体及气候条件的测定原理及仪器使用。

6.学生练习及作业

1-1,1-51-61-91-10

第二章 矿井空气流动基本理论(8学时)

1、学习目的

通过本章学习,了解矿井空气的主要物理参数,风流的能量、压力及其关系;风流的课压缩特性及在能量方程中的表示。掌握风流点压力的测定及表示方法;掌握能量方程及其应用方法。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①空气的主要物理参数----TP、Φ、μ、ρ;

②风流的能量与点压力----静压,静压能;动压、动能;位能;全压;抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系;

③能量方程:连续性方程;单位质量能量方程、单位体积能量方程;

④能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图。

2)教学难点:①点压力的测量计算及点压力之间的相互关系

②能量方程及其在矿井中的应用

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)空气主要物理参数

2)风流能量与压力

3)通风能量方程

4)能量方程在矿井通风中的应用

5.教学要求

1)了解:矿井风流的湿度、点压力等参数,能量方程的形式含义。

2)掌握:矿井风流的能量及特性,矿井气候的评价方法,风流的课压缩特性及在能量方程中的表示;测压仪器的使用及点压力和通风阻力测定方法。

3)综合应用:点压力的计算,能量方程的应用。

6.学生练习及作业

2-2,2-52-82-102-13, 2-15,2-17

第三章 井巷通风阻力(6学时)

1.教学目的

通过本章学习,理解风流的流态及井巷断面上的风速分布;理解磨擦阻力系数、摩擦风阻与摩擦阻力间的联系与区别;掌握通风阻力、风阻和等积孔的计算;理解矿井阻力的影响因素和主要降阻措施。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①井巷断面的风速分布

               ②摩擦阻力系数、摩擦风阻及阻力计算

③尼古拉兹实验

④矿井局部阻力系数、局部风阻与阻力

⑤矿井总风阻与等积孔

⑥降低矿井通风阻力的措施

2)教学难点:①正确查算摩擦阻力系数α值

②正确计算局部阻力系数ξ值

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)井巷断面上的风速分布

2)摩擦风阻与阻力

3)局部风阻与阻力

4)矿井总风阻与矿井等积孔

5)降低矿井通风阻力的措施

5.教学要求

(1)了解:摩擦阻力系数、摩擦风阻、摩擦阻力、局部阻力、等积孔、风阻及通风阻力计算式。

(2)掌握:矿井通风阻力的影响因素;降低矿井通风阻力的措施;巷道断面风速场的测定,册风方法及仪器仪表的使用。

(3)综合应用:阻力定律的应用和矿井等积孔计算。

6.学生练习及作业

3-13-23-33-43-73-83-93-113-123-133-15

第四章 矿井通风动力(10学时)

1.教学目的

通过本章学习,了解矿井自然风压及其作用,通风机的构造及工作原理;掌握矿井通风机实际特性曲线,风机联合运转,通风设备选型。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①自然风压的产生、计算、利用与控制

               ②轴流式和离心式主要通风机特性

③主要通风机的联合运转

④主要通风机的合理工作范围

2)教学难点:①自然风压的计算、利用与控制

               ②主要通风机的联合运转

③主要通风机的合理工作范围

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)自然风压

2)矿用通风机的类型及构造

3)通风机附属装置

(4)通风机实际特性曲线

(5)通风机工况点及其经济运行

(6)通风机的联合运转

5.教学要求

(1)了解:自然风压,通风机工况点、工作参数及合理范围,不同类型风机工作特性的差别,风机联合运转的适用性。

(2)掌握:自然风压对矿井通风的作用,风机联合工作的特性,风机噪声产生的原因和控制技术;通风机性能测定方法。

(3) 综合应用:矿井通风设备选型。

6.学生练习及作业

4-14-24-44-54-74-94-104-114-124-15

第五章 矿井通风风量调节与系统分析(6学时)

1.教学目的:

通过本章学习,了解矿井通风网路的基本结构,通风网路的矩阵表示和复杂网路的解算方法;掌握网路中风量分配基本规律,简单网路特性,矿井风量调节计算方法。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①风量分配基本定律——三大定律

②网络图及网络特性:简单网络、角联网络及复杂网络

③网络的动态分析

④矿井风量调节

⑤计算机解算复杂网络

2)教学难点:①风量分配基本定律——三大定律

②网络的动态分析

③矿井风量调节

④计算机解算复杂网络

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)风量分配基本规律

2)简单网络特性

3)通风网络动态特性分析

4)矿井风量调节

5)用计算机解算复杂通风网络

5.教学要求

1)了解:风量分配基本规律,简单网络特性,风量调节方法、原理;

2)掌握:复杂网路的动态特性和计算机解算通风网路的方法;

3)综合应用:简单网路计算及局部风量调节计算;计算机解算复杂网路。

6.学生练习及作业

5-15-55-75-85-125-135-14

第六章 局部通风(6学时)

1.教学目的:

通过本章学习,了解局部通风的作用、方法和安全措施;熟悉局部通风设备及其性能;掌握局部通风机通风方法和设计计算原则。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①局部通风方法、、。

②掘进工作面需风量计算

③局部通风系统设计

2)教学难点:①掘进工作面需风量计算

②局部通风系统设计

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)局部通风方法

2)掘进工作面需风量计算

3)局部通风装备

4)局部通风系统设计

5)掘进安全技术装备系列化

5.教学要求

(1)了解:局部通风的作用、方法和安全措施;技术及安全术语;

(2)掌握:掘进工作面需风量计算方法,局部通风设备及其特性,拘谨安全技术设备系列化。

6.学生练习及作业

6-16-46-56-86-96-146-17

第七章 矿井通风设计与能力核定(6学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解矿井通风系统的类型、适用条,主要通风机工作方式、安装地点;熟悉采区通风基本要求、进、回风上山选择、才没工作面通风系统的基本形式;熟悉通风构筑物及减少漏风措施;掌握矿井通风设计的内容与要求。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①矿井通风系统的类型,适用条件,优缺点,工作方式;

②采区通风系统的基本要求;

③通风构筑物,漏风及有效风量的计算

④矿井通风设计,矿井主要通风机的选型及通风费用概算

2)教学难点:①矿井通风设计

②矿井主要通风机的选型及通风费用概算

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)矿井通风系统

2)采区通风系统

3)通风构筑物及漏风

4)矿井通风设计

5)可控循环风概述

6)矿井通风能力核定

5.教学要求

(1)了解:矿井通风系统的类型,矿井通风设计的内容;

(2)掌握:矿井通风系统的适用条件,采区通风基本要求,进、回风上山选择、采煤工作面通风系统的基本形式及适用条件;

(3)综合应用:矿井通风设计的方法与步骤。

6.学生练习及作业

7-17-27-37-47-5

第九章 矿井瓦斯(9学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解瓦斯赋存形式与煤层瓦斯参数;熟悉瓦斯的涌出规律及影响因素,瓦斯的特殊涌出及其预防;掌握瓦斯登记的划分,瓦斯爆炸的条件及预防措施。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①瓦斯含量的概念和影响因素

②瓦斯涌出量的概念

③影响因素煤与瓦斯突出瓦斯爆炸及其预防

2)教学难点:①突出机理影响瓦斯爆炸浓度的参数

②瓦斯含量及瓦斯涌出量的影响因素

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)概述

2)煤层瓦斯赋存与含量

3)矿井瓦斯涌出

4)瓦斯喷出

5)煤(岩)与瓦斯突出及其预防

6)瓦斯爆炸及其预防

7)瓦斯抽放

5.教学要求

(1)了解:矿井瓦斯等级划分及相关参数确定;瓦斯爆炸条件、特征及预防措施。

(2)掌握:煤层瓦斯涌出的规律及影响因素;瓦斯喷出突出的机理及预防;瓦斯抽放方法及作用。

(3)综合应用:瓦斯事故案例及原因分析。

6.学生练习及作业

9-29-49-59-69-109-119-199-219-259-279-309-319-32 

 

第十章 火灾防治(9学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解外因火灾原因特征及防治方法;掌握煤炭自燃的机理及发生发展规律;熟悉煤炭自燃的防治措施。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①煤炭自燃理论;

②煤炭自燃预测预报

③防灭火技术

④均压防灭火

⑤火灾时期风流控制

2)教学难点:①防灭火技术

②均压防灭火

③火灾时期风流控制

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)概述

2)外因火灾及其预防

3)煤炭自燃理论基础

4)火灾预测与预报

5)开采技术防火措施

6)灌浆与阻化剂放灭火

7)均压防灭火

8)惰气防灭火

9)火灾时期通风

10)矿井火灾处理与控制

5.教学要求

(1)了解:煤炭自燃的条件、特征,外因火灾的预防,火灾预测及预报的方法;开采技术的防火措施;常用的防灭火措施;

(2)掌握:火灾的定义及分类;理解物质燃烧的充要必要条件;煤炭自燃的防治措施及原理;煤炭自燃条件及影响自然发火的因素;

(3)综合应用:均压防灭火实例分析。

6.学生练习及作业

10-110-210-310-410-810-910-1010-1110-1410-1510-1710-20

第十一章 矿尘防治(4学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解矿尘的性质及危害,矿山尘肺病的类型和发病机理;掌握煤尘爆炸的条件、特征和防止方法;熟悉矿井综合防尘措施。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①矿尘的计量指标

②矿尘性质

③煤尘爆炸条件

④煤尘爆炸影响因素

⑤矿尘测定的仪器仪表及使用

2)教学难点:①综合防尘

②矿尘测定的仪器仪表及使用

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)矿尘及其性质

2)矿山尘肺病

3)煤尘爆炸及预防

4)矿山综合防尘

5.教学要求

(1)了解:煤尘的危害,矿山尘肺病的影响因素;煤尘爆炸的条件、特征,预防煤尘爆炸的技术措施;

(2)掌握:矿尘的分类,矿山尘肺病的发病机理;矿尘的计量指标和矿尘性质;矿井综合防尘措施;矿尘测定的仪器仪表及使用。

6.学生练习及作业

11-111-211-411-711-811-1011-13

第十二章 矿山防水(4学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解地面防治水的重要性及主要措施;掌握矿井水源的基本形式及突水征兆;熟悉井下防治水的一般措施。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①井下防治水的措施

②矿井突水及其机理

2)教学难点:①井下防治水的措施

②矿井突水及其机理

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)地面防治水

2)井下防治水

3)矿井突水及其处理

5.教学要求

(1)了解:矿井水源的基本形式、突水征兆及处理措施;地面防治水的措施;

(2)掌握:矿井突水机理和井下防治水的措施。

6.学生练习及作业

12-112-212-912-10

第十三章 矿山应急救援(4学时)

1.教学目的:通过本章学习,了解矿山应急救援体系及预案、矿山救护的组织、任务和工作原则;掌握矿工自救和现场急救的原则和方法;熟悉矿工救护设施和设备及其使用。

2.教学重点与难点

1)教学重点:①矿山救护的工作原则

②矿山救护队的常用技术装备

③发生事故时在场人员的行动原则

④矿工自救设施和设备

⑤现场急救

2)教学难点:①矿山救护队的常用技术装备

②矿工自救设施和设备

③现场急救

3.教学方法

采用多媒体教学方式,以课堂讲授为主,课堂讨论、展示、、课下辅导等为辅的教学方法。

加强互动教学,学生对课程的某一学术问题通过检索资料、撰写论文来提高自学能力和实践能力,通过上台演讲来锻炼表达能力。

4.教学内容

1)矿山应急救援体系

2)矿山应急救援预案

3)矿山救护队

4)矿工自救

5)现场急救

5.教学要求

(1)了解:矿井发生灾害事故时的矿山救护队组织、救护原则、技术装备等;矿工自救和现场急救的方法;

(2)掌握:矿工救护设施和设备的使用方法。

6.学生练习及作业

13-113-4. 13-10

 

全国高等学校精品课程建设工作 河南省高校精品课程建设网 河南工程学院