矿井通风习题集

《矿井通风》习题集绪论思考题1、矿井通风的任务主要有哪些？2、我国煤矿安全生产的指导方针是什么？第一章矿井空气思考题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不同？1-2 什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？1-3 氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧气减少的原因有哪些？1-4 矿井空气中常见的有害气体有哪些？它们的来源和对人体的影响如何？《规程》对这些有害气体的最高允许浓度是如何规定的？1-5 用比长式检测管法检测有害气体浓度的原理是什么？可用来检测哪些气体？1-6 防止有害气体危害的措施有哪些？1-7 什么叫矿井气候条件？气候条件对人体热平衡有何影响？1-8 什么叫空气的绝对湿度和相对湿度？矿井空气的湿度一般有何变化规律？1-9 为什么在矿井的进风路线中冬暖夏凉、冬干夏湿？1-10 《规程》对矿井气候条件的安全标准有何规定？1-11 矿井的预热和降温主要有哪些方面的措施？1-12 风表按原理和测风范围分为几类？机械叶轮式风表的优缺点各是什么？1-13 风表测风时为什么要校正其读数？迎面法与侧身法测风的校正系数为何不同？1-14 风表校正曲线的含义是什么？为什么风表要定期校正？1-15 对测风站有哪些要求？1-16 测风的步骤有哪些？应注意哪些问题？习题1-1 井下某采煤工作面的回风巷道中，已知CO2的绝对涌出量为6.5m3/min，回风量为520 m3/min，问该工作面回风流中的CO2浓度是多少？是否符合安全浓度标准？（1.25%；符合标准）1-2 测得井下某一工作面风流的干球温度为22℃，湿球温度为20℃，风速为1.5m/s，求其相对湿度和等效温度分别是多少？（83%；14℃）1-3 井下某测风地点为半圆拱型断面，净高2.8m，净宽3m，用侧身法测得三次的风表读数分别为286、282、288，测定时间均为1min，该风表的校正曲线表达式为v真=0.23+1.002v表（m/s），试求该处的风速和通过的风量各为多少？（4.74 m/s；35.12 m3/s）第二章风流的能量与能量方程思考题2-1 什么是空气的密度？压力和温度相同时，为什么湿空气比干空气轻？2-2 什么叫空气的压力？单位是什么？地面的大气压力与哪些因素有关？2-3 什么叫空气的粘性？用什么参数表示粘性大小？粘性对空气流动起什么作用？2-4 何谓空气的静压、动压、位压？各有何特点？2-5 什么叫绝对压力？相对压力？正压通风？负压通风？2-6 什么叫全压、势压和总压力？2-7 在同一通风断面上，各点的静压、动压、位压是否相同？通常哪一点的总压力最大？2-8 为什么在压入式通风中某点的相对全压大于相对静压；而在抽出式通风中某点的相对全压小于相对静压？2-9 矿井通风中的能量方程是什么？从能量和压力观点讲，分别代表什么含义？2-10 为什么从单位质量不可压缩流体的能量方程可以推导出矿井通风中的能量方程？矿井风流应满足什么条件？2-11 为什么说风流在有高差变化的井巷中流动时，其静压和位压之间可以相互转化？2-12 能量方程式中动压和位压项中空气密度是否一样？如何确定？2-13 通风系统中风流压力坡线图有何作用？如何绘制？如何从图上了解某段通风阻力的大小？2-14 在抽出式和压入式通风矿井中，主通风机房内的U型水柱计读数与矿井通风总阻力各有何关系？2-15 为什么说主通风机房内安装压差计是通风管理中不可缺少的监测手段？习题2-1 井下某地点有两道单扇风门，测得每道风门内外压差为800Pa，风门门扇的尺寸高为1.5m，宽为0.8m，门扇把手距门轴0.7m，问至少用多大的力才能把门扇拉开？（548.6N）2-2 测得某回风巷的温度为20℃，相对湿度为90%，绝对静压为102500Pa，求该回风巷空气的密度和比容。

（1.21kg/m3；0.83m3/kg）2-3 用皮托管和压差计测得通风管道内某点的相对静压h静＝250Pa，相对全压h全＝200 Pa。

已知管道内的空气密度ρ＝1.22kg/m3，试判断管道内的通风方式并求出该点的风速。

（抽出式；9.1m/s）2-4 在压入式通风管道中，测得某点的相对静压h静＝550Pa，动压h动＝100 Pa，管道外同标高的绝对压力P0＝98200Pa。

求该点的相对全压和绝对全压。

（650 Pa；98850 Pa）2-5 两个不同的管道通风系统如题图2-1a、b所示，试判断它们的通风方式，区别各压差计的压力种类并填涂液面高差和读数。

（a：抽出式；b：压入式）题图2-1 通风管道中相对压力的测定2-6 已知某一进风立井井口断面的大气压P静1＝99800Pa，井深Z＝500m，井筒内空气的平均密度ρ＝1.18kg/m3，井筒的通风阻力为h阻=85 Pa，问立井井底的绝对静压P静2有多大？（105497 Pa）2-7 如题图2-2所示断面不等的水平通风巷道中，测得1断面的绝对静压P静1＝96170 Pa，断面积S1＝4m2，2断面的绝对静压P静2＝96200 Pa，断面积S2＝8m2，通过的风量Q＝40m3/s，空气密度ρ1＝ρ2＝1.16kg/m3，试判断巷道风流方向并求其通风阻力h阻。

若巷道断面都是4 m2，其它测定参数不变，结果又如何？（方向1→2，43.5 Pa；方向2→1，30 Pa）题图2-2 断面不等的水平通风巷道2-8 如图2-15所示的抽出式通风矿井中，已知矿井的通风总阻力为1840 Pa，自然风压80 Pa（反对通风机工作）；风硐的断面积为4m2，通过的总回风量为50m3/s，空气密度1.2kg/m3。

问主通风机房内静压水柱计的读数为多大？（2014 Pa）2-9 如图2-16所示的压入式通风矿井中，已知主通风机吸风段2断面与风硐3断面的静压水柱计读数分别为h静2＝162 Pa，h静3＝1468 Pa；测得两断面的动压分别为h动2＝110Pa，h动3＝88 Pa；地面大气压力P0＝101324 Pa，自然风压H自＝100 Pa，自然风压的作用方向与主通风机风流方向相同。

试求2、3断面的绝对静压、绝对全压、相对全压和矿井的通风阻力各为多大？（P静2＝101162 Pa，P静3＝102792 Pa；P全2＝101272 Pa，P全3＝102880 Pa；h全2＝52 Pa，h全3＝1556 Pa；h阻＝1708 Pa）第三章矿井通风阻力思考题3-1 何谓层流、紊流？如何判别流体的状态？3-2在尼古拉兹实验资料中， 随e R或相对粗糙度而变化分为五个区，各区有何特征？3-3 摩擦阻力系数与哪些因素有关？3-4 局部阻力形式主要有哪些？造成能量损失的原因是什么？3-5风流流入断面突然扩大的阻力损失与流入断面突然缩小的阻力损失相比较，哪一个更大？为什么？3-6 “阻力”与“风阻”是不是同一个概念？其相互关系如何？各受什么因素影响？3-7等积孔的含义是什么？等积孔与风阻有哪些异同与联系？如何衡量矿井通风难易程度？3-8 为什么要减少通风阻力？用什么方法减少通风阻力？ 3-9 通风阻力测定方法有几种？各有何优缺点？3-10 通风阻力测定报告主要包括哪些内容？习 题3-1 某设计巷道的木支柱直径0d ＝16cm ，纵口径∆＝4，净断面积S ＝42m ，周长U ＝8m ,长度L ＝300m ,计划通过的风量Q ＝1440min /m 3,试求该巷道的摩擦阻力系数和摩擦阻力。

(42m /Ns 015.0=α h 摩=324Pa)3-2 某巷道有三种支护形式，断面积均为8m 2,第一段为三心拱混凝土砌碹巷道，巷道不抹灰浆，巷道长400m ；第二段为工字梁梯形巷道，工字梁高0d ＝10cm ，支架间距为0.5m ，巷道长500m ；第三段为木支架梯形巷道，支架直径0d ＝20cm ,支架间距为0.8m ，巷道长300m ，该巷道的风量为20s /m 3。

试分别求出各段巷道的风阻和摩擦阻力。

（第一段R 1=0.0535Ns 2/m 8 ，h 1=21.4Pa ；第二段R 2=0.208Ns 2/m 8 ，h 2=83.2Pa ；第三段R 3=0.1Ns 2/m 8 ，h 3=40Pa ）3-3 某条巷道如题图3-1所示，通过的风量为18s /m 3，,m 9S ,m 5.4S S 22231===空气的密度,m /Kg 2.13=ρ试分别计算巷道突然缩小处和转弯处的局部阻力。

（h 缩=2.4 Pa,h 弯=13.4 Pa ）3-4 某巷道摩擦阻力系数42m /Ns 004.0=α，通过的风量Q ＝40s /m 3，空气的密度,m /Kg 25.13=ρ在突然扩大段，巷道断面由216m S =变为22m 12S =。

求（1） 突然扩大段的局部阻力。

（9.7 Pa ）（2） 其它条件不变，若风流由大断面流向小断面，则突然缩小段的局部阻力又是多少？（9.1 Pa ）3-5 某矿井的风量为100s /m 3，阻力为2158 Pa ，试求其风阻和等积孔，并绘制风阻特性曲线。

（R =0.2158 Ns 2/m 8，A ＝2.56m 2）3-6 某矿简化后的通风系统如题图3-2所示，已知R 1-2=0.039Ns 2/m 8, R 2-3=1.177Ns 2/m 8,R 2-4=1.079Ns 2/m 8,Q 2-3=35s /m 3,Q 2-4=25s /m 3,试求矿井的总阻力、总风阻和总等积孔各为多少？（h 总=1262.5Pa,R 总=0.351 Ns 2/m 8 ，A 总=2m 2）3-7 用单管倾斜压差计与静压管测量一条运输大巷的阻力。

该巷为半圆拱料石砌碹，测点1与测点2处的巷道断面积为,m 8.8S 21=,m 0.8S 22=1、2两测点的间距是300m ，通过该巷道的风量是30s /m 3，单管倾斜压差计的读数为L ＝21.1mm 液柱，读数时的仪器校正系数K ＝0.2，测点1的空气密度,/25.131m Kg =ρ测点2的空气密度,m /Kg 21.132=ρ试计算该巷道的摩擦阻力和摩擦阻力系数，并将摩擦阻力系数换成标准值。

（h摩=39.9 Pa ，42m /Ns 0078.0=测α，42m /Ns 0076.0=标α）第四章 矿井通风动力思考题4-1 矿井自然风压是如何产生的？两井筒深度相同时有无自然风压？机械通风矿井中有无自然风压？4-2 影响自然风压的大小和方向的因素有哪些？能否用人为的方法产生或增加自然风压？4-3 机械通风的矿井如何对自然风压加以控制和利用？4-4 自然风压如何测定？4-5 如图4-1所示的通风系统，当井巷中空气流动时，2、3两点的绝对静压之差是否等于自然风压？为什么？4-6 通风机在运转时，通风机房水柱计能否反映自然风压的大小？为什么？自然风压如何测量？4-7《规程》中对通风机及其附属装置的安装和使用有何规定？4-8 用什么方法实现通风机的反风？在什么情况下才反风？《规程》中对通风机反风有何规定？4-9 反映通风机工作特性的基本参数有哪些？它们各代表什么含义？4-10 什么叫通风机的个体特性曲线？什么叫通风机的类型特性曲线？4-11 轴流式通风机和离心式通风机风压特性曲线及功率特性曲线有何差异？在启动时应注意什么问题？4-12 什么叫通风机的工况点和工作区域？通风机的工况点应在什么区域内变动才合理？4-13 通风机为什么要安装扩散器？4-14 在什么情况下通风机要串联工作？什么情况下通风机要并联工作？怎样保证通风机联合工作时安全、经济、有效？4-15 为什么要进行通风机性能试验？试验时应测定哪些数据？使用哪些仪器？最后用什么形式表达实验结果？习题4-1 如题图4-1所示的通风系统，各测点的空气物理参数如下表，求该系统的自然风压。