通风安全学 考试总结
第一章
1地面空气的主要成分：由干空气和水蒸汽组成的混合气体。地面空气矿井空气的区别：地面空气进入矿井以后，由于受到污染，其成分和性质发生一系列的变化。如氧浓度降低。二氧化炭浓度增加，混入各种有毒有害气体和矿尘，空气状态参数发生改变。
2有毒有害气体：最高容许浓度。CO 0.0024;硫化氢0.00066；二氧化氮0.00025；二氧化硫0.0005；氨气0.004；
3矿井气候是指矿井空气的温度，湿度和流速这三个参数的综合作用状态
气候条件对人体热平衡的影响：人处在气温高，湿度大，风速小的高温潮湿环境中，这三者的散热效果都很差，这时由于人体散热太慢，体内产热量得不到及时散发，就会使人出现体温升高，心率加快，身体不舒服等症状，严重时可导致中暑甚至死亡。若人处在气温低湿度小风速大的低温干燥环境中，这三者的散热效果都很强，这时由于人体散热过快会使人体气温降低，引发感冒。
4：矿井空气质量的具体规定：采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于百分之20；二氧化碳不得低于百分之0.5；总回风流中二氧化碳浓度不得超过百分之0.75当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到百分之1.5或采区，采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过百分之1.5时必须停工处理
第二章
1影响空气密度大小：温度，压力。干空气密度大于湿空气密度因为湿空气中喊水分越多其空气的分子数可忽略不计又因为1mol空气的质量大于1mol水蒸气的质量
2重力位能：物体在地球重力场中因地球引力作用，由于位置的不同而具有的一种能
用Epo表示Epo=Mgz
3绝对压力：以真空为测算零点而测得的压力用P表示
相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测得的压力即表压力用H表示
因为正压通风时风流测任意一点相对静压力为正值，ht>h，负压通风时，相对静压为负值，ht=h-hr故ht 4单位质量和单位体积流体流量方程中，风流的状态分别用机械能变化量和压差反映。 5安装扩散器回收动能（1分)。就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否有效，可用回收的动能值( hv)与扩散器自身的通风阻力(hRd)相比较来确定，即：扩散器的回收的动能值大于扩散器自身的通风阻力。 6可压缩空气单位质量的能量方程：P1/密度1+V1平方/2+gz1+u+qr+q=P2/密度2+V2平方/2+gz2+u2+Lr P1/密度1 P2/密度2为1、2断面的压能，V1平方/2、V1平方/2为1 2断面的动能，gz1、gz2为1、2断面势能U1U2为风流的内能、Lr为风流克服流动阻力消耗的能量qr为被消耗的能量转化的热能q为通过设备等传给1Kg空气的热量 单位体积流体能量方程：Hr=P1-P2+（V1平方/2-V2平方/2）密度m+g密度m（z1-z2）Hr 为通风阻力P1-P2为1，2断面压强差（V1平方/2-V2平方/2）密度m为1，2断面动能差；g 密度m（z1-z2）为1，2断面位能差 第三章 1层流：同一流体在同一管道中流动时，当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向做层状运动 紊流:当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱运动 流体在圆管内流动时Re<=2300为层流否则为紊流 2风速分布系数：断面上平均风速V与最大风速Vmax的比值用kv表示 kv与井巷粗糙程度有关。因为管壁越光滑，平均风速越大即断面上风速分布越均匀。 3摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力成为摩擦阻力 摩擦风阻是空气密度，巷道粗糙程度，断面，周长，沿程长度诸参数的函数。 第四章 1自然风压：在一个有高度差的闭合回路中，只要两侧巷道中空气的温度和密度不等，则该回路产生自然风压。会自然风压除与标高有关，还与密度有关。 2主要因素：矿井某一回路中两侧空气柱的温差。可以用人为的方法。如把进风井井口放在低处在回风井口修建风塔，多掘和高地表相同的回风井。 3通风机附属装置的作用：风硐是连接风机和井筒的一段巷道；扩散器是降低出口速压以提高风机静压；防爆盖是当井下一旦发生瓦斯爆炸或煤尘爆炸式，受高压气浪的冲击作用自动打开以保护主通风机免受毁坏；再正常情况下它是气密的，以防止风流短路；反风装置是用来使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区。设计要求：风硐应减少长度，降低风阻，减少漏风；扩散器的扩散角不宜过大，四面张角的大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定；防爆盖应设计合理，结构严密，维护良好，动作可靠。反风装置应定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；结构严密，漏风少。 4串联增加风压，适用于风网阻力较大的情况。风压特性曲线与工作风阻曲线相匹配，会有较好的增风效果。串联的任务是增加风压，勇于克服管网过大阻力，保证按需供风。 5如何选择侧风测压断面：选测风断面：a,轴流式通风机可选择在集风器入口处。b、离心式风机可选在通风机入口附近。C、应选择两个以上测风断面、断面之间无漏风。选测压断面：1、轴流式风机。a 、抽出式通风断面应选在集风口。b 、压入式通风机断面应在扩散器出口。c 、抽压式应选在集风器入口和扩散器出口。2、离心式风机a、单吸风口选在控制闸门后通风机入口。b 、双吸风口应选定在风道分支处。 第五章 1矿井通风网络是矿井通风系统的一种表现形式。由分支，节点，路回路树割集 步骤：节点编号；绘制草图；图形整理。 2基本规律：能量平衡定律：Hs+Hn=∑hR;风量平衡定律：∑hR=0 3简单角联风网角联分支的风向判别式和影响因素K=R1T4/R2R3 >1,分支5中风向由3-2; =1时分支5中风流停滞:<1时，分支5中风向由2-3 4矿井风量调节措施：增阻调节法，简单方便易行见效快等优点。增加矿井总风阻，减少总风量的缺点。减阻调节法，降低矿井总风阻，增加总风量的优点但工程量和投资大，施工工期长。增能调节法，施工方便，可降低矿井总风阻，增加总风量并可减少矿井主通风机能耗。但设备投资大，辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。 第六章 1矿井全风压通风：风筒通风，辅助工程量少，安装拆卸方便通常用于需风量不大的断巷掘进通风中。平行巷道导风此法常用于煤矿掘进，也常用于解决长巷掘进独头通风的困难。钻孔导风此法常用于煤层上山的掘进通风。风障导风构筑和拆除风障的工程量大适用于短距离或无其他好方法可用时采用 2压入式通风安全性好；可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果；成本低重量轻便于运输。但压入式通风时污风排放慢，受污染时间久但抽出式通风工作环境好压入式通风效果不好 3混合通风有压入式和抽出式两者的优点，其中压入式工作面供新风，抽出式工作面排除污风。两台通风机的风距要合理分配，以免发生循环风并使风筒主风井内风速大于最低风速 4独头巷道通风可能形成穿风流又必须采用导风设施使主井风流与污浊风流隔开。可通过采用局部通风方法中的混合式通风克服 6当通风距离长，风筒风阻大，一台通风机风压不能得到掘进需风量，可采用两台或多台局部通风机串联，串联方式有集中串联和间隔串联，其中集中串联风筒全长均应处于正压状态。当风筒风阻不大，用一台局部通风机供风不足时可采用两台或多台局部通风机集中并联 第七章 1采区通风系统包括采区进风，回风和工作面进回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施 2轨道上山进风新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯煤尘污染及放热的影响轨道上山的绞车房易于通风，变电所设在两上山之间，其回风口设调节风窗，利用两上山间风压差通风 输送机上山进风，由于风流方向与运煤方向相反容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中所释放的瓦斯可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件，输送机设备所散发的热量，使进风流温度升高。 进回风上山的选择应根据煤层赋存条件，开采方法以及瓦斯煤尘及温度等具体条件通过技术经济比较后确定 3下行风是当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷道时，采煤工作面的风流沿倾斜方向向下流动下行风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。上行风比下行风工作面的气温要高。下行风比上行风所需的机械风压要大。 4矿井主要通风类型有中央式，对角式，区域式，混合式。中央并列式：进风井和回风井大致并列在井田走向的中央，两井底可以掘到第一水平也可以将回风井只掘至回风水平适用于煤层倾角大埋藏深，瓦斯与自然发火都不重要的矿井。中央边界式：回风井井底高于进风井的井底适用于倾角较小埋藏较浅，瓦斯与自然发火都较严重的矿井。两翼对角式：进风井位于井田走向中央，两个回风井位于井田边界的两翼沿倾斜方向的浅部。适用于煤层走向较长瓦斯与自然发火严重的矿井。分区对角式：进风井位于井田走向中央，各采区开掘一个回风井，无总回风井适用于煤层埋藏浅或因地表高低起伏大无法开掘总回风巷。区域式：在井田的每一个生产区域开凿进，回风井分别构成独立的通风系统。适用于井田面积达，储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。混合式：由上述各种方式组合而成，适用于井田范围大地质面和地面地形复杂或瓦斯涌出量大的矿井 山东科技大学2007—2008学年第一学期 《矿井通风安全学》考试试卷(A卷) 参考答案和评分标准 一、简述题(每题3分，共18分) 1、CO有哪些性质？矿井空气中CO的主要来源？ 答：CO是一种无色、无味的、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。CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%~75%有爆炸的危险。CO进入人体后，首先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，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。 矿井空气中CO的主要来源：井下爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。 评分标准：各1.5分 2、简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些？ 答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。评分标准： 3分，1个0.5分。 3、矿井局部风量调节的方法有哪些？ 答：(1) 增阻调节法 (2) 减阻调节法 (3) 增能调节法评分标准： 3分，1个1分。 4、简述矿井通风系统的类型及其适用条件？ 答：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。 中央式分为中央并列式和中央边界式。 中央并列式适用条件：适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4KM，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。 中央边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。 对角式分为两翼对角式和分区对角式。 两翼对角式适用条件：煤层走向大于4KM，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。 分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。 区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。 混合式适用条件：井田范围大，地质和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。 评分标准：前两种方式及其适用条件每个1分，后边两种方式及其条件每个0.5分 5、影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？ 答：影响矿井瓦斯涌出的因素如下： (1) 自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化 (2) 开采技术因素：①开采规模；②开采顺序与回采方法；③生产工艺；④风量变化； ⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量 评分标准：两种因素每个1.5分 6、煤炭自燃要具备哪些条件？ 答：煤炭自燃的必要充分条件是： (1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态。 (2)有较好的蓄热条件。 (3)有适量的通风供氧，通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提；实验表明，氧浓度〉15％时，煤炭氧化方可较快进行。 (4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。 上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。 评分标准：1、2、3、4指标各0.5分，最后一句话1分。 二、计算题(1题15分、2题20分，3题15分、共50分) 1、(15分) 用精密气压计测得A、B管道外的大气压力为101325Pa，1号水柱计hs=1764Pa，4号水柱计读数hs=1666 Pa，速压为196Pa，请问： (1) 判断A、B两管道的通风方式，标出风机位置、风流方向、皮托管正、负端； (2) 判断各水柱计测得是何压力？未知的水柱计读数，并在图中标出各液面的位置？ (3) 求A、B管道内测点的绝对静压？ 通风安全学期末考试复习资料 第一章矿井空气 矿井通风：利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。 矿井通风目的（作用）：（1）以供给人员的呼吸，（2）稀释和排除井下有毒有害气体和粉尘，（3）创造适宜的井下气候条件。 地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。 污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。 矿井空气中常见有害气体：一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、氢气。 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气候条件的三要素。 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。 干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。 矿井空气最高容许干球温度为28℃。 矿井下氧气的浓度必须在20%以上。 第二章矿井空气流动基本理论 空气比容：是指单位质量空气所占有的体积，是密度的倒数。 当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的黏性。其大小主要取决于温度。 表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。 每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。 含有极限值水蒸汽的湿空气中所含的水蒸汽量叫饱和湿度。 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量与其同温度下的饱和水蒸汽含量之比称为空气的相对湿度。 不饱和空气随温度的下降其相对湿度逐渐增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。 干、湿温度差愈大，空气的相对湿度愈小。 含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的含湿量。 风流能量的三种形式：（1）静压能，（2）位能，（3）动能。 第 1 页 共 1 页 西 安 科 技 大 学2009—2010学 年 第一学 期 期末 考 试 试 题（卷） 院系： 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线 科 目 矿井通风与安全 考试性质 考试 命题 审批 3000 n=630 n=560 2000 1000 40 Q 60 Q/m .s R R' M M 3 -11H /P a 01 =51.5 题3 题4 4 如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R 1＝1.18，R 2＝0.58 N ·s 2/m 8，总风量Q ＝48 m 3/s ，巷道断面的面积均为 5 m 2，求：（10分） （1）分支1和2中的自然分配风量Q 1和Q 2； （2）若分支1需风量为15 m 3/s ，分支2需风量为33 m 3/s ，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。 5 某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R 1=0.33，R 2=0.2 ，R 3=0.1，R 4=0.12，R 5=0.1，单位为N 2S/m 8。矿井进风量为100 m 3/s ：（15分） （1）画出矿井的网络图； （2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。 试卷类型 A 考试地点 雁塔校区 学生班级 采矿06级 成绩 1．命题时尽量采用计算机激光打印，手写必须字迹工整、清晰。审批由教研室主任负责； 2．（考试）科目应与教学计划保持一致，不能用简写或别称，考试性质为＂考试＂或＂考查＂； 3．试卷类型注明A 、B 、C 、D 等字样，考试地点注明雁塔（校区）或临潼（校区）； 4．试题（卷）内容不要超出线格范围，以免影响试题印制和考生阅题。 一、名词解释（20分；每个2分） 1专用回风巷；2 瓦斯积聚；3 被保护层；4煤的自然发火期；5 外因火灾 6瓦斯涌出不均衡系数；7相对瓦斯涌出量；8瓦斯爆炸感应期；9等积孔；10自然风压 二、简答题（35分；每个7分,任选5题） 1降低通风阻力的措施有哪些? 2简述中央式通风系统及其适用性. 3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？ 4影响瓦斯涌出量的因素有哪些? 5影响煤尘爆炸的因素? 6地面防水措施主要有哪些? 三、计算题（35分） 1某矿瓦斯风化带深170m ，采深240m 时相对瓦斯涌出量为7.2m 3/t ，300m 时为11.6 m 3/t ，预测360m 时的相对瓦斯涌出量为多少。（5分） 2已知一进风斜井口1处的大气压P 01=101342Pa ，1-2段的空气平均密度为ρ=1.25kg/m 3 ,Z 1-2=400m,测得h R1-2=45Pa,h v1=h v2=5Pa,求2点的绝对静压P 2。（5分） 3某矿使用的离心式通风机的特性曲线如图所示，转速为n 1=630r/min ，风机工作风阻R=0.53657N ·s 2 /m 8 ,工况点为M 0（Q=58m 3 /s ，H t =1805Pa ），后来，风阻变为R ’=0.7932N ·s 2 /m 8，导致进风量(Q 1)减小不能满足生产需要，拟采用调整转速方法保持风量不变，求转速调至多少？在图中绘出新转速下的风量风压性能曲线，求工况点的风压将是多少？（10分） 读书破万卷下笔如有神 《矿井通风安全学》考试试卷 一、简述题(每题3分，共18分) 1、CO有哪些性质？矿井空气中CO的主要来源？ 答：CO是一种无色、无味的、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。CO能燃烧，当空气中CO浓度 在13%~75%有爆炸的危险。CO进入人体后，首先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，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。 矿井空气中CO的主要来源：井下爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。 2、简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些？ 答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。 3、矿井局部风量调节的方法有哪些？ 答：(1) 增阻调节法 (2) 减阻调节法 (3) 增能调节法 4、简述矿井通风系统的类型及其适用条件？ 答：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。 中央式分为中央并列式和中央边界式。 中央并列式适用条件：适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4KM，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。 中央边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。 对角式分为两翼对角式和分区对角式。 两翼对角式适用条件：煤层走向大于4KM，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。． 读书破万卷下笔如有神 分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。 混合式适用条件：井田范围大，地质和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。 5、影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？ 答：影响矿井瓦斯涌出的因素如下： (1) 自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化 (2) 开采技术因素：①开采规模；②开采顺序与回采方法；③生产工艺；④风量变化；⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量 6、煤炭自燃要具备哪些条件？ 答：煤炭自燃的必要充分条件是： (1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态。 (2)有较好的蓄热条件。 (3)有适量的通风供氧，通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自 年 第一学 期 期末 考 试 试 题（卷） 姓名： 学号： 装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线 3000 n=630 n=560 2000 1000 40Q 60 Q/m .s R R' M M 3 -11H /P a 01 =51.5 题3 题4 4 如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R 1＝，R 2＝ N ·s 2/m 8，总风量Q ＝48 m 3 /s ， 巷道断面的面积均为5 m 2 ，求：（10分） （1）分支1和2中的自然分配风量Q 1和Q 2； （2）若分支1需风量为15 m 3 /s ，分支2需风量为33 m 3 /s ，若采用风窗调节，试 确定风窗的位置和开口面积。 5 某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R 1=，R 2= ， R 3=，R 4=，R 5=，单位为N 2 S/m 8 。矿井进风量为100 m 3 /s ：（15分） （1）画出矿井的网络图； （2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。 一、名词解释（20分；每个2分） 1专用回风巷；2 瓦斯积聚；3 被保护层；4煤的自然发火期；5 外因火灾 6瓦斯涌出不均衡系数；7相对瓦斯涌出量；8瓦斯爆炸感应期；9等积孔；10自然 风压 二、简答题（35分；每个7分,任选5题） 1降低通风阻力的措施有哪些 2简述中央式通风系统及其适用性. 3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些 4影响瓦斯涌出量的因素有哪些 5影响煤尘爆炸的因素 6地面防水措施主要有哪些 三、计算题（35分） 1某矿瓦斯风化带深170m ，采深240m 时相对瓦斯涌出量为t ，300m 时为 m 3 /t ，预测360m 时的相对瓦斯涌出量为多少。（5分） 西 安 科 技 大 学2009—2010学 年 第一学 期 期末 考 试 试 题（卷） 院系： 班级： 姓名： 学号： 装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线 科 目 矿井通风与安全 考试性质 考试 命题 审批 3000 n=630 n=560 2000 1000 40 Q 60 Q/m .s R R' M M 3 -11H /P a 01 =51.5 题3 题4 4 如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R 1＝1.18，R 2＝0.58 N ·s 2/m 8，总风量Q ＝48 m 3/s ，巷道断面的面积均为 5 m 2，求：（10分） （1）分支1和2中的自然分配风量Q 1和Q 2； （2）若分支1需风量为15 m 3/s ，分支2需风量为33 m 3/s ，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。 5 某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R 1=0.33，R 2=0.2 ，R 3=0.1，R 4=0.12，R 5=0.1，单位为N 2S/m 8。矿井进风量为100 m 3/s ：（15分） （1）画出矿井的网络图； （2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。 试卷类型 A 考试地点 雁塔校区 学生班级 采矿06级 成绩 1．命题时尽量采用计算机激光打印，手写必须字迹工整、清晰。审批由教研室主任负责； 2．（考试）科目应与教学计划保持一致，不能用简写或别称，考试性质为＂考试＂或＂考查＂； 3．试卷类型注明A 、B 、C 、D 等字样，考试地点注明雁塔（校区）或临潼（校区）； 4．试题（卷）内容不要超出线格范围，以免影响试题印制和考生阅题。 一、名词解释（20分；每个2分） 1专用回风巷；2 瓦斯积聚；3 被保护层；4煤的自然发火期；5 外因火灾 6瓦斯涌出不均衡系数；7相对瓦斯涌出量；8瓦斯爆炸感应期；9等积孔；10自然风压 二、简答题（35分；每个7分,任选5题） 1降低通风阻力的措施有哪些? 2简述中央式通风系统及其适用性. 3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？ 4影响瓦斯涌出量的因素有哪些? 5影响煤尘爆炸的因素? 6地面防水措施主要有哪些? 三、计算题（35分） 1某矿瓦斯风化带深170m ，采深240m 时相对瓦斯涌出量为7.2m 3/t ，300m 时为11.6 m 3/t ，预测360m 时的相对瓦斯涌出量为多少。（5分） 2已知一进风斜井口1处的大气压P 01=101342Pa ，1-2段的空气平均密度为ρ=1.25kg/m 3 ,Z 1-2=400m,测得h R1-2=45Pa,h v1=h v2=5Pa,求2点的绝对静压P 2。（5分） 3某矿使用的离心式通风机的特性曲线如图所示，转速为n 1=630r/min ，风机工作风阻R=0.53657N ·s 2 /m 8 ,工况点为M 0（Q=58m 3 /s ，H t =1805Pa ），后来，风阻变为R ’=0.7932N ·s 2 /m 8，导致进风量(Q 1)减小不能满足生产需要，拟采用调整转速方法保持风量不变，求转速调至多少？在图中绘出新转速下的风量风压性能曲线，求工况点的风压将是多少？（10分） 1.矿井通风：利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿 井通风。作用）：（1）以供给人员的呼吸，（2）稀释和排除井下有毒有害气体和粉尘，（3）创造适宜的井下气候条件 2.《规程》规定：采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20％；二氧化碳浓度不得超过0.5％；总回风流中不得超过0.75％；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到 1.5％或采区、?采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过 1.5％时，必须停工处理。 3.矿井空气中常见有害气体：CO、H2S、NO2、SO2、NH3、H2。矿井空气中有害气体的最高容许浓度 CO \0.002 4%、NO2 \0.000 25%、SO2 \0.000 5%、H2S \0.000 66%、NH3 \0.004% 采掘工作面进风流中的O2 >20％；CO2<0.5％；总回风流中CO2<0.75％；当采掘工作面风流中CO2达到1.5％或采区、?采掘工作面回风道风流中CO2超过1.5％时，必须停工处理。 4.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气候条件的三要素。 5.衡量矿井气候条件的指标：干球温度，湿球温度、等效温度、同感温度、卡他度。 6.干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一；矿井空气最高容许干球温度 为28℃；矿井下氧气的浓度必须在20%以上。7.空气主要物理参数：温度、压力、密度、比容、黏性、湿度、焓。《规程》第一百零二条规定:生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26 ℃,机电硐室的空气温度不得超过30 ℃。8不饱和空气随温度的下降 其相对湿度逐渐增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。9.风流能量的三种形式：（1）静压能，（2）位能，（3）动能。静压：当空气分子撞击到器壁上时有了力的效应，单位面积上力的效应。静压特点：a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压 b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面； c.风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作 功的静压能的多少。位能的特点：a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能差为定值。 b.位能是一种潜在的能量。 c.位能和静压可以相互转化。动压的特点：a.只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向 性； b.动压总是大于零； c.在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，所以其动压值不等； d.某断面动压即为该断面平均风速计算值10风流的点压力是指测点的单位体积(1m3)空气所具有的压力；测定风流点压力的常用仪器是 压差计和皮托管。11.稳定流：流动参数不随时间变化的流动。13关于单位体积能量方程几点说明：(1)能量方程的意义是：1m3 空气在流动过程中的能量损失（通风阻力）等于两断面间的机械能差；（2）风流流动必须是稳定流；（3）风流总是从总能量（机 械能）大的地方流向总能量小的地方；（4）正确选择基准面；（5）在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一 致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力；（6）应用能量方程时要注意各项 单位的一致性。14.能量坡度线表明：绝对全压（相对全压）沿程是逐渐减小的；绝对静压（相对静压）沿程分布是随动压的大 小变化而变化。15.通风机的全压Ht等于通风机出口全压与入口全压之差。无论通风机作何种工作方式，通风机的全压都是用 于克服风道的通风阻力和出口动能损失；其中通风机静压用于克服风道的通风阻力；通风机用于克服风道阻力的那一部分能量 叫通风机的静压。相对静压的负值越大，其扩散器回收动能的效果越好。16.扩散器回收动能，就是在风流出口加设一段断面逐 渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否合理，可用回收的动能值（hv）与扩散器自身的通风阻力。相对静压的负值越大，其扩散器回收动能的效果越好。17.层流：当流速较低时，流体质点互不混杂， 沿着与管轴平行的方向作层状运动紊流：当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂 的紊乱流动。18.脉动现象：瞬时速度vx 随时间τ的变化。其值虽然不断变化，但在一足够长的时间段T 内，流速vx总是围绕着某一平均值上下波动。断面上平均风速v与最大风速vmax的比值称为风速分布系数。19.摩擦阻力：风流在井巷中作沿程流 动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力。20.局部阻力：由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇 合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流能量损失，这种阻 力称为局部阻力。21.矿井通风总阻力：从入风井口到主要通风机入口，把顺序连接的各段井巷的通风阻力累加起来，就得到矿 井通风总阻力hRm；矿井总风阻Rm是反映矿井通风难易程度的一个指标。22.矿井的等积孔：当孔口通过的风量等于矿井风量， 且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。23.降低通风阻力（1）降低井巷摩擦阻力措施 1.减小摩擦阻力系数α；2.扩大巷道断面； 3.选用周界较小的井巷； 4.缩短风路的长度； 5.避免巷道内风量过大。（2）降低局部阻力措施有1、应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小；2、尽可能避免井巷直角转弯或大于90°的转弯；3、主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等；4、要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理。24. 自然通风：由自然因素作用而形成的通风；自然风压：由自然因素作用而形成的风压，在一个有高差的闭合回路中，作用在最低水平两侧空 气柱重力位能之差，就产生了自然风压。自然风压影响因素：1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差。2、空气成分和湿度。3、井深。4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。25.矿用通风机按其服务范围可分为三种：1、主要通风机。2、辅助通风机。3、局部通风机；按构造和工作原理可分为：离心式通风机和轴流式通风机。26.通风机附属装置的作用：风硐是连接风机和井筒的一段巷道；扩散器是降低出口速压以提高风机静压；防爆盖是当井下一旦发生瓦斯爆炸或煤尘爆炸式，受高压 《矿井通风安全学》考试试卷 一、简述题(每题3分，共18分) 1、CO有哪些性质？矿井空气中CO的主要来源？ 答：CO是一种无色、无味的、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。CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%~75%有爆炸的危险。CO进入人体后，首先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，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。 矿井空气中CO的主要来源：井下爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。 2、简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些？ 答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道风量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。 3、矿井局部风量调节的方法有哪些？ 答：(1) 增阻调节法 (2) 减阻调节法 (3) 增能调节法 4、简述矿井通风系统的类型及其适用条件？ 答：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。 中央式分为中央并列式和中央边界式。 中央并列式适用条件：适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4KM，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。 中央边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。 对角式分为两翼对角式和分区对角式。 两翼对角式适用条件：煤层走向大于4KM，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。 分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。 区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。 混合式适用条件：井田围大，地质和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。 5、影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？ 《通风安全学》课程 复习思考题与习题 安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系编 二00六年三月 《通风安全学》复习思考题与习题 第一章矿井空气 1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何区别？ 1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？ 1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？ 1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？ 1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。 1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？ 1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？ 1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850 m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。 1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。 第二章矿井空气流动基本理论 2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？ 2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？ 2-5 试述能量方程中各项的物理意义。 2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？ 2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？ 2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎 《矿井通风安全学》考试试卷 参考答案和评分标准 一、简述题(每题3分,共18分 1、造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么?《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有何规定? 答:造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸。此外,煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相对降低。(2分 《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有如下规定:采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%。(1分 2、抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器?扩散器安装有效的条件是什么? 答:安装扩散器回收动能(1分。就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道,使得出口风速变小,从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否有效,可用回收的动能值(?h v与扩散器自身的通风阻力(h Rd相比较来确定,即: ?h v= h vex-h vex’> h Rd有效;?h v= h vex-h vex’< h Rd无效(2分 3、简述降低矿井井巷摩擦阻力的措施? 答:①减小摩擦阻力系数α。 ②保证有足够大的井巷断面。在其它参数不变时,井巷断面扩大33%,R f值可减少50%。 ③选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下,圆形断面的周长最小,拱形断面次之,矩形、梯形断面的周长较大。 ④减少巷道长度。 ⑤避免巷道内风量过于集中。 (前四条每个0.5分,最后一个1分 4、矿井总风量调节的方法有哪些? 答:①改变主通风机工作特性;②改变矿井总风阻值,包括风硐闸门调节法、降低矿井总风阻。(每个1分 5、掘进通风安全装备系列化包括哪些内容? 并有何安全作用? 答:①保证局部通风机稳定可靠运转;②加强瓦斯检查和监测;③综合防尘措施;④防火防爆安全措施;⑤隔爆与自救措施。(每个0.5分 作用:提高了矿井防灾和抗灾能力,降低了矿尘浓度与噪声,改善了掘进工作面的作业环境。尤其是煤巷掘进工作面的安全性得到了很大提高。(0.5分 6、瓦斯爆炸的基本条件有哪些? 瓦斯浓度在爆炸范围内,瓦斯在空气中的爆炸下限为5~6%,上限为14~16%;氧气浓度大于12%;高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。(3分 二、计算题(1题10分、2题25分、3题15分,共50分 1、(10分如图1所示,已知Ⅱ、Ⅲ号水柱计的读数分别为196Pa 、980Pa ,请问: (1 判断图1的通风方式,标出 (2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号水柱计测得是何压力?求出Ⅰ号水柱计读数,并在图中标出液面位置? 相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。 矿井漏风：矿井下新鲜风流未经利用，直接渗人回风道或排出地表的现象。 自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。 空气密度：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。 有效风量：送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之总和。 尾矿库：是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。 自然发火期：煤层被开采暴露于空气之日开始，到发生自然发火之日止，所经历的时间叫做煤层自然发火期，单位为月。 矿尘的分散度：矿尘的分散度指的是，物质被破碎的程度，用来表示矿尘粒子大小的组成。通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总数量级百分比。 矿井通风阻力分为（摩擦阻力）与（局部阻力）两类。 矿井气候条件是指井下空气的温度，湿度，风速对人体的综合影响。 抽出式通风时，矿井主扇的静压和自然风压的代数和一起克服通风阻力。 煤矿安全规程规定：主要通风机必须安装有反风设备，必须能在10分中内改变巷道中的风流方向。 巷井风流任意断面上的空气压力按其呈现形式不同分为：静压，动压，位压。 产生空气流动的必要条件是：在矿井通风或巷道的起点和终点要有压力差。空气流动的方向总是从压力大的地方流向压力小的地方。 矿井主要通风机扩散器的主要作用是降低出口动压提高风机静压。 流体在运动中有两种不同的状态：层流流动和紊流流动。 增阻调节法调节两并联分支风量时，一分支风量的减少值，并不等于另一分支风量的增加值，而是减少的多，增加的少，两者的差值等于总风量的减少值。 当矿井通风阻力不大，而需要风量很大时，可采用通风机并联工作：当风筒的通风阻力过大，而风量却不需要很大时，可采用局部通风机串联工作。 矿井通风系统是矿井通风方法，通风方式，通风网络及通风设施的总称。 煤矿安全规程规定：采区回风巷风流种瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%都必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。 1~矿井通风系统的类型及其适用条件：1、中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。2、对角式1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。3、区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。如图。4、混合式由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等 2~什么叫矿井通风系统？它包括哪些内容？答：矿井通风系统是矿井通风方法、通风方 通风复习资料 1.《规程》规定：采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于20% 。 2.地面空气主要有氧气（占20.96%）、氮气（79%）、和二氧化碳等组成。 3.《煤矿安全规程》规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃；机电硐室的空气温度不得超过30℃。 4.新建矿井设计通风系统的通风阻力一般要求不超过2940pa 。 5.矿井气候主要指矿井空气的温度、湿度、速度。 6.1mmHg=13.6mm O H 2， 1mm O H 2=9.8pa 7.风机类型主要包括轴流式通风机和离心式通风机。 8.测定风流点压力的常用仪器是压差计和皮托管。 9.矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 10.矿井通风系统是指风流由进风井进入矿井，经过井下各用风场所，然后从回风井排出，风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。 11.当巷道的断面发生变化或风流的方向发生变化时，会导致局部阻力的产生。 12.通风网络中各分支的基本联结形式有串联、并联、角联，不同的联结形式具有不同的通风特性和安全效果。 13.《煤矿安全规程》规定：主要通风机必须安装有反风设备，反风装置需定期进行检查，确保反风装置处于良好状态，并且动作灵敏可靠，能在10分钟内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40% 。 14.井巷风流中任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为动压和静压。 15.风速在井巷断面上的分布是不均匀的，一般来说，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道壁的风速最小，，通常所说的风速都是指平均风速。 16.某矿井采用抽出式通风，测得某点的相对静压为600pa ，动压为150pa ，风道外与测点同标高的大气压力为101324pa ，则该点的相对全压为450pa 。 17.我国煤矿掘进通风广泛采用压入式，是因为该通风方式具有安全性好，有效射程大，排烟和瓦斯能力强，能适应各类风筒，风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。 18.为有效预防煤矿井下掘进工作面因停电、停风而造成瓦斯爆炸、瓦斯窒息等事故的发生，掘进工作面必须保证局部通风机稳定可靠运行，其主要技术装备有双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒风装置和三专两闭锁，其中三专两闭锁是指：专用变压器、专用开关、专用电缆、风电闭锁、瓦斯电闭锁。 19.进风井大致位于井田走向的中央，出风井位于沿潜部走向的两翼附近，这种称为两翼对角式通风系统。 20.风机的出口都外接一定长度、断面逐渐扩大的的构筑物--扩散器，其作用是降低出口速压，以提高风机的静压。 21.欲使空气在矿井中源源不断的流动，就必须克服空气沿井巷流动时所受的阻力，这种克服通风阻力的能量或压力称为通风动力，包括通风机风压和自然风压。 22.矿井通风机附属装置包括：风硐、扩散器（扩散塔）、防爆门（防爆井盖）以及反风装置等。 23.在井巷风流中，俩断面之间的总压能差是促使空气流动的根本原因。 24.表示矿井通风难易程度有等积孔和矿井风阻，只是前者比矿井阻力更为形象。 25.局部通风机有三种常用通风方式，以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时，应采用压入式通风。 26.通风网络基本联结形式可分为串联通风网络，并联通风网络。 矿井通风与安全试卷、习题 《矿井通风与安全》试卷 一、名词解释（每题3分，共18分） 1、绝对湿度： 2、局部阻力： 3、通风机工况点： 4、呼吸性粉尘： 5、煤与瓦斯突出： 6、均压防灭火： 二、简述题（每题7分，共35分） 7、煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征? 8、试推演压入式通风矿井的风机房中水柱计测值与矿井自然风压、矿井通风阻力的关系。 9、如何判定一个瓦斯矿井采用瓦斯抽放的必要性？简述矿井瓦斯抽放方法有哪些？ 10、发生风流逆转和逆退的原因是什么？如何防止风流逆转和逆退？ 11、比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。 三、计算题（12-13每题10分，14题12分，15题15分，共47分） 12、如图所示，已知II . III号水柱计的读数分别为196Pa，980Pa，请问： 13、已知某矿井总回风量为4500 m3/min，瓦斯浓度为0.6%，日产量为4000 t，试求该矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。并确定该矿瓦斯等级（该矿无煤与瓦斯突出现象）。（10分） 14、如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.18，R2＝0.58 N?s2/m8，总风量Q＝48 m3/s，巷道断面的面积均为5 m2，求： （1）分支1和2中的自然分配风量Q1和Q2；（2）若分支1需风量为15 m3/s，分支2需风量为33 m3/s，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。（12分） 15、某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R1=0.33， R2=0.2 ，R3=0.1，R4=0.12，R5=0.1，单位为N2S/m8。矿井进风量为100 m3/s：（15分）（1）画出矿井的网络图； （2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。 通风安全学期末考试 1.矿井中常见的有害气体主要有一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、氢气等。 2.矿井空气中有害气体CO的最高容许浓度为0.0024%。 3.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。 4.温度是矿井标正气候条件的主要参数之一。《规程》规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26℃，机 电硐室的空气温度不得超过30℃。 5.表示空气湿度的方法有绝对湿度，相对湿度和含湿量三种。 6.雷诺数Re≦2300时层流，Re≧2300时紊流。 7.矿井通风难易程度分级：等积孔>2：容易，等积孔1~2：中等，等积孔<1：困难。 8.因巷道的摩擦阻力和巷道长度成正比，故在进行通风系统设计和改善通风系统时，在满足开采需要的前提下， 要尽可能缩短风路的长度。 9.矿用通风机按其服务范围可分为三种：（1）主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼；（2）辅助通风机，服务 于矿井网络的某一采区或工作面，以保证该区域的风量；（3）局部通风机，服务于掘进井巷和需要局部通风的地方。 10.目前的反风方法主要有：设专用反风道反风；利用备用风机作反风道反风；风机反转反风和调节动叶安装角反 风。 11.风机串联工作的特点是，通过管网的总风量等于每台风机的风量。两台风机的工作风压之和等于所克服管网的 阻力。 12.回路是由两条或两条以上分支首尾相连所形成的闭合线路称为回路。 13.增阻调节主要措施：（1）调节风窗（2）临时风帘（3）空气幕调节装置。 14.减阻调节主要措施：（1）扩大巷道断面（2）降低摩擦阻力系数（3）清除巷道中的局部阻力物（4）采用并联风 路（5）缩短风流线路的总长度。 15.各类型矿井通风系统的适用条件： 通风方式适用条件 中央并列式适用于煤层倾角大、埋藏深、井田走向长度 小于4km，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。 冶金矿山当矿脉走向不太长，或受地形地质 条件限制，在两翼不宜开掘风井时使用 中央边界式适用于煤层倾角较小、埋藏较浅，井田走向 长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井 《矿井通风与安全》试卷 一、名词解释（每题3分，共18分） 1、绝对湿度： 2、局部阻力： 3、通风机工况点： 4、呼吸性粉尘： 5、煤与瓦斯突出： 6、均压防灭火： 二、简述题（每题7分，共35分） 7、煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征? 8、试推演压入式通风矿井的风机房中水柱计测值与矿井自然风压、矿井通风阻力的关系。 9、如何判定一个瓦斯矿井采用瓦斯抽放的必要性？简述矿井瓦斯抽放方法有哪些？ 10、发生风流逆转和逆退的原因是什么？如何防止风流逆转和逆退？ 11、比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。 三、计算题（12-13每题10分，14题12分，15题15分，共47分） 12、如图所示，已知II . III号水柱计的读数分别为196Pa，980Pa，请问： 13、已知某矿井总回风量为4500 m3/min，瓦斯浓度为0.6%，日产量为4000 t，试求该矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。并确定该矿瓦斯等级（该矿无煤与瓦斯突出现象）。（10分） 14、如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.18，R2＝0.58 N?s2/m8，总风量Q ＝48 m3/s，巷道断面的面积均为5 m2，求： （1）分支1和2中的自然分配风量Q1和Q2；（2）若分支1需风量为15 m3/s，分支2需风量为33 m3/s，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。（12分） 15、某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R1=0.33，R2=0.2 ，R3=0.1，R4=0.12，R5=0.1，单位为N2S/m8。矿井进风量为100 m3/s：（15分） （1）画出矿井的网络图； （2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。 矿井建设2013级《通风安全学》复习提纲 一■名词解释 1.气候条件：矿井空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态。 2.相对压力：以当地当时同标高的大气压力为测算基准的压力。 3.通风阻力：通风阻力是风流的摩擦阻力和局部阻力的总称。 4.相对湿度：单位体积空气屮实际所含有的水蒸汽量(诃)与其同温度下饱和水蒸气量(rS)之比的百分数，也即湿空气的绝对湿度与饱和湿度的比值。 5.风流全压：平行于风流，正对风流方向测得的压力为风流全压。 6.通风网络图：用图论的方法对矿井通风系统进行抽象描述，用线表示井巷，用点表示井巷交汇点，用点线之间的的连接关系表示矿井中风流的分合关系，由此得到的系统称为矿井通风网络。 7.绝对湿度：在标准状态下，每立方米湿空气屮所含水蒸气的质量，即水蒸气密度，单位为g/R。 8.通风机静压：当空气分子撞击到器壁上吋就有了力的效应，这种单位面积力的效应称为静压力。 9.并联网路：两条或两条以上的风路在同一点分开又在同一点汇合，中间没有分支风路的网路。 10.通风阻力：通风阻力是风流的摩擦阻力和局部阻力的总称。 11.空气密度：空气密度是指在一定的温度和压力下，单位体积空气所具有的质量就是空气密度。 12.通风机动压：空气作定向流动时，其动能所呈现的压力。 13.绝对湿度：每立方米空气中实际所含有的水蒸汽的质量。 14.位压：空气因位置高度不同而具有的能量。 二.简答题 1、为什么井下主要进风巷道中会出现冬干夏湿，冬暖夏凉的现象？ 在冬季地面空气进入井下后，因温度升高，空气的饱和能力加大，使相对湿度降低，所以沿途要使井巷小的水分蒸发，进风路线的井巷就显得干燥；在夏季正相反，地面空气进入井下后，因温度降低, 空气的饱和能力变小，使相对湿度升高，此时空气中的一部分蒸汽就可能凝结成水珠，使井巷显得潮湿。由此可见，井下一般夏季潮湿，冬季干燥。 2、矿井空气中最常见的有害气体有哪些？ 矿井中常见的有毒有害气体主要有：一氧化碳(C0)硫化蛍(H2S)二氧化氮(N02)二氧化硫(S02)氨气(NH3)氢气 3、什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响？ 一、矿井通风的目的：将源源不断的地面空气输送到井下各个作业点，以供人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下工作人员的身体健康和劳动安全。矿井通风的首要任务就是要保证矿井质量符合要求。 矿井通风：就是利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向定量的流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程称为矿井通风。 二、矿井空气和地面空气的区别和联系？区别; 地面空气进入矿井以后称为矿井空气 地面空气：是由干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。联系： 地面空气进入矿井以后，由于受到污染，其成分和性质发生一系列的变化。 三、简述造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么。《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有何规定。 答:造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸。此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。(4分) 《煤矿安全规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有如下规定:采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%，二氧化碳不得超过0.5%。(1分) 四、矿井气候的指标？ 1.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.湿球温度湿球温度这个指标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。 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出的同感温度计算图。 五、摩擦阻力和局部阻力怎么样产生？怎么样减小？由于风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。 风流在运动的过程中，由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生漩涡等造成能量损失，称为局部阻力。 1，降低井巷摩擦阻力措施：1，减小摩擦阻力系数，2保证有足够的大井巷断面，3选用周长较小的井巷4减小巷道长度（巷道的摩擦阻力和巷道长度成正比）5避免巷道内风量过于集中（摩擦阻力与风量的平方成正比，风量集中则阻力加大） 2，降低局部阻力措施：1尽量避免井巷断面的突然扩大或缩小 2在转弯处的内侧和外侧要做成圆弧形 3主要巷道内不得随意停放车辆，堆积木料 4对冒顶积水要及时处理 5采 用并联风路 六、什么是自然风压？自然风压怎么样产生？ 矿井由于自然条件产生的通风压力，叫做自然风压有自然因素作用而形成的通风叫自然通通风安全学试卷A
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