安全工程专业课
2010-05-24 20:42:47 阅读92 评论0 字号：大中小 订阅
一、填空题
1．矿井主要通风机有(离心式)和(轴流式)两大类。
2．矿井通风机必须装有(反风装置)，要求在10 min内改变巷道中风流方向。
3．矿井通风方式是指(进风井和出风井)的布置方式。
4．(相对瓦斯涌出量)是矿井正常生产条件下，平均每日产1 t煤所涌出的瓦斯量，
常用单位为m3/t。
5．矿井通风方法分为抽出式、压入式、(压抽混合式)三种。
6．(令)符号代表风门。
7．掘进中的岩巷允许风速最高为(4 m/s)。
8．矿井通风方式是指进风井、出风井的(布置方式)。
9．采煤工作面允许最低风速为(0.25 m/s)。
10．煤与瓦斯突出的次数和强度随(煤层厚度)增加而增多。
11．井下空气常用的物理参数有：(空气密度)、粘性、温度、湿度和压力。
12．主要进、回风巷中的允许最高风速为(8 m/s)。
13．矿井通风方式分为中央式、对角式、(分区式)、混合式四种。
14．(自动风门)是借助某种动力开启和关闭的一种风门。
15．构筑临时密闭前，(5 m)内支护要完好，无片帮、冒顶，无杂物、积水和淤泥。
16．井下风门按用途分为(截断风门)、反风门、调节风门。
17．为截断风流在巷道中设置的隔墙称(密闭墙)。
18．安装在地面的，向全矿井、一翼或1个分区供风的通风机是 (主要通风机)。
19．构筑永久风门，风门前后(5 m)内巷道支护良好，无杂物、积水和淤泥。
20．目前我国主要采用长壁式开采，在长壁式开采的采煤工作面进风巷与回风巷的布置有(U、Z、Y及W)等型式。
21．构筑永久风门时，每组风门不少于(2)道。
22．采掘工作面的进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于(20％)。
23．温度每升高(1℃)，吸附瓦斯的能力约降低(18％)。
24．瓦斯在煤层中的运移有两种形式：一是扩散运动；二是(渗透运动)。
25．(地质构造)往往是造成同一矿区瓦斯含量差别的主要原因。
26．专为升降物料的井筒，其最高允许风速为(12 m/s)。
27．中央式通风方式是进风井、回风井均位于(井田走向中央)的一种布置方式。
28．采煤工作面进风流是指距煤壁及顶、底板各为(200 mm)和以采空区的切顶线为界的采煤工作面空间的风流。
29．支架支护的采煤工作面回风流是指距棚梁和棚腿为(50 mm)的采煤工作面回风巷空间的风流。
30．矿井必须备有矿井通风系统图和(分层通风系统图)。
31．采区内的主要通风构筑物有(风桥)、(挡风墙)和(风门)等。
32．在人员和车辆可以通行、风流不能通过的巷道中，至少要建(2)座风门。
33．矿井反风方式有(全矿性反风)、(区域性反风)、(局部反风)三种。
34．矿用风机按其用途，可分为(主要通风机)、(辅助通风机)、(局部通风机)三种。
35．掘进通风方法分为利用矿井总风压通风和使用(局部通风设备)通风。
36．局部通风机的工作方式有(压入式)、(抽出式)、(混合式)三种。
37．掘进巷道的混合式通风应采用(“长压短抽”)的方式。
38．有瓦斯涌出的掘进工作面，抽出式通风筒的吸风口应安设(瓦斯自动检测报警断电装置)。
二、选择题
1．采煤工作面风流的划定，是以距煤壁顶、底两帮各( A )和以采空区切顶线为界的采煤工作面工作空间的风流。
A．200 mm B．300 mm C．100 mm D．250 mm
2．甲烷报警器和甲烷断电仪具有( D )功能。
A．指示 B．报警 C．切断被控电源 D．指示、报警、切断被控电源
3．采煤工作面采用( B )通风方式时，采空区漏风量大。
A．U型 B．Y型 C．W型 D．U+L
4．进风井位于井田中央，出风井在两翼的通风方式称为( B )。
A．中央式 B．对角式 C．分区式 D．混合式
5．矿井瓦斯等级，是根据矿井( D )划分的。
A．相对瓦斯涌出量 B．相对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式
C．绝对瓦斯涌出量 D．相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式
6．采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷，允许最低风速为( B )。
A．1.0 m/s B．O.25 m/s C．0.15 m/s
7．采掘工作面的进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于( C )。
A．16％ B．18％ C．20％
8．凡长度超过( A )而又不通风或通风不良的独头巷道，统称盲巷。
A．6 m B．10 m C．15 m
9．构筑永久性密闭墙体厚度不小于( A )。
A．O．5 m B．0．8 m C．1 m
10．矿井反风时，主要通风机的供给风量应不小于正常风量的( B )。
A．30％ B．40％ C．50％
11．矿井通风口局部阻力系数为( B )。
A．0.5 B．0.6 C．0.8
12．任一闭合回路中，无通风机时各井巷中的( A )的代数和为零。
A．风压 B．风速 C．风流
13．压人式通风的风流有效射程一般可达( B )。
A．5～6 m B．7～8 m C．8～10 m
14．安装在进风流中的局部通风机距回风口不得小于( B )。
A．5 m B．10 m C．15 m D．20 m
15．《
煤矿安全规程》规定，主要进回风巷最高允许风速为( B )。
A．6 m/s B．8 m/s C．10 m/s D．12 m/s
16．铁筒式风桥漏风率不大于( A )。
A．20％ B．15％ C．10％ D．5％
17．对于铁筒式风桥，风速要小于( A )。
A．10 m/s B．8 m/s C．5 m/s D．2 m/s
18．井下氮气的主要来源是( A )。
A．通风系统 B．老空区 C．呼吸排气 D．爆破后产生
19．瓦斯在煤层中的赋存状态有( C )。
A．游离状态 B．吸附状态 C．游离状态和吸附状态 D．自由运动状态
20．矿井瓦斯的主要来源有( D )。
A．掘进区 B．回采区 C．已采区 D．A+B+C
21．井下最多可采用( B )局部通风机同时向1个掘进工作面供风。
A．1台 B．2台 C．3台 D．4台
22．( D )不得采用抽出式通风方式。
A．煤巷掘进工作面 B．有瓦斯涌出巷道的掘进工作面
C．岩巷掘进工作面 D．煤岩、半煤岩和有瓦斯涌出巷道的掘进工作面
23．( A )是与通风方式有关的概念。
A．中央并列式,对角式 B．抽出式,压人式 C．离心式,轴流式 D．以上都不是
24．设在进风、回风交叉处，而又使进、回风互不混合的设施是( C )。
A．风门 B．密闭 C．风桥 D．风障
25．中央并列式通风方式的进风井和回风井间距一般不应小于( B )。
A．20 m B．30 m C．50 m D．80 m
26．发生煤与瓦斯突出的煤层的瓦斯压力一般在( D )以上。
A．100 kPa B．250 kPa C．400 kPa D．500 kPa
27．空气中一氧化碳浓度达( A )时具有爆炸性。
A．13％～75％ B.13％～65％ C．20％～50％
28．《
煤矿安全规程》规定：矿井有害气体硫化氢允许浓度为( A )。
A．0.000 66％ B．0.000 67％ C．0.006％
29．《
煤矿安全
规程》规定：井下一氧化碳允许浓度为( B )。
A．0.002 5％ B．0.002 4％ C．0.002 6％
30．《
煤矿安全
规程》规定：井下二氧化氮的允许浓度为( C )。
A．0.002 4％ B．0.002 3％ C．0.000 25％
31．混合式局部通风，抽出式通风筒吸风口与掘进工作面的距离不得大于( C )。
A．15 m B．10 m C．5 m D．3 m
三、判断题
1．在煤矿采掘生产过程中，放出瓦斯的现象称为矿井瓦斯涌出。 (×)
2．1台局部通风机不得同时向2个作业的掘进工作面供风。(√)
3．按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不少于4 m3／min。(√)
4．在设有各类支架巷道中，巷道风流是指距支架和巷底各50 mm的巷道空间内的风流。(√)
5．轴流式通风机可采取反转反风。(√)
6．通风机常用齿轮联轴器或蛇形弹簧式联轴器。(×)
7．井下掘进巷道不得采用扩散通风。(√)
8．因为井巷中有阻止空气流通的反作用力，所以要实行机械通风。(√)
9．有煤与瓦斯突出的采煤工作面，严禁采用下行通风。(√)
10．采煤工作面和掘进工作面都必须采取独立通风系统。(×)
11．溜煤眼不得兼作进风眼。(√)
12．煤岩、半煤岩掘进工作面应采用压人式，不得采用抽出式通风方式。(√)
13．《煤矿
安全规程》规定：井下空气中一氧化碳的浓度不得超过0.5％。(×)
14．1台局部通风机最多只能向2个掘进工作面供风。(×)
15．上行通风是指风流在倾斜井巷中向上流动。(√)
16．对二氧化氮中毒者可以用压胸的人工呼吸法。(×)
17．风门能隔断巷道风流，确保需风地点的风量要求。(√)
18．井下空气中二氧化氮的浓度不得超过0.000 25％。(√)
19．对于装有风电闭锁装置的掘进工作面，电气设备的总开关与局部通风机开关是闭锁起来的。(√)
20．U型通风系统是煤矿井下采煤工作面常用的一种通风方式。 (√)
21．风门两侧的风压差越小，需要开启的力越大。(×)
22．井下火灾是井下一氧化碳的主要来源。(√)
23．井下巷道风流中氧气浓度小于17％时，不准人员入内。(√)
24．矿井通风可以改善井下气候条件，供给人员呼吸。(√)
25．下行通风是指风流在倾斜巷中向下流动。(√)
26．利用局部通风机产生的风压对风井进行通风的方法，称局部通风。(×)
27．局部通风机的吸人风量要小于全风压的风量。(√)
28．采掘工作面进风流，中氧气浓度不得低于20％。(√)
29．井下爆炸材料库，每小时通过的风量不得小于其容积的4倍。(√)
30．井下通风构筑物是主要漏风地点。(√)
31．中央式通风方式，边远采区与中央采区风阻相差悬殊。(√)
32．井下爆炸材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井总回风巷。(√)
33．每一个生产水平和采区都必须布置单独的回风巷，实行分区通风。(√)
34．主要通风机的附属风硐内风速要小于15 m/s。(√)
35．防爆门在正常情况下应是半开的，以便在
事故发生时发挥作用。(×)
36．矿长应组织有关部门每季度至少检查3次反风设施。(×)
37．使用3台局部通风机同时向1个掘进工作面供风，以满足风量要求。(×)
38．位于掘进工作面的局部通风机，其噪声不得超过85 dB。 (√)
39．掘进巷道的混合式通风，既可以使用局部通风机通风，又可以使用风障通风。(×)
40．混合式通风时，抽出式通风机启动后对应的压人式通风机才能启动。(×)
四、名词解释
1．扩散通风 利用矿井空气中的自然扩散运动，对局部地点进行通风的方式。
2．自然通风 利用自然风压对矿井或井巷进行通风的方法。
3．矿井通风系统 指矿井的通风方式、通风方法、通风网络和通风设施的总称。包括从进风到回风的全部路线。
4．通风局部阻力 在风流流动过程中，由于井巷边壁条件的变化，引起风流速度或方向的变化或产生涡流等而引起的阻力。
5．循环风 某一用风地点，部分或全部回风再进入同一进风中的风流。
6．反风 为防止灾害扩大和抢救人员的需要，而采取的迅速倒转风流方向的
措施。
五、问答题
1．矿井通风任务是什么?
答：向井下各工作场所连续不断地输送适宜的新鲜空气，保证井下人员呼吸；冲淡并排除从井下煤(岩)层中涌出的或在煤炭生产过程中产生的有毒有害气体、粉尘和水蒸气；调节煤矿井下的气候条件，给井下作业人员创造良好的生产工作环境；保证井下的机械设备、仪器、仪表的正常运行；保障井下作业人员的身体健康和生命安全，并使生产作业人员能够充分发挥劳动效能和提高劳动生产率，从而达到高效、安全、健康的目的。
2．矿井反风的目的是什么?
答：矿井反风的目的是：当井下一旦发生火灾时，能够按需要有效地控制风流方向，确保安全撤离和抢救人员，防止火灾区扩大，并为灭火和处理火灾
事故提供条件。
3．压入式局部通风机的通风方式的适用条件有哪些?
答：(1)有瓦斯涌出的掘进巷道；
(2)距离不长的岩巷；
(3)在瓦斯喷出和突出区域的掘进巷道只能采用压人式通风。
4．抽出式局部通风机的通风方式的适用条件有哪些?
答：(1)用于无瓦斯涌出的巷道；
(2)在确保局部通风机防爆性能良好的条件下，可用于有瓦斯涌出的掘进巷道；
(3)使用引射器通风时，宜采用此种通风方式。
二、多重选择题（每小题中至少有两个正确答案，多选、少选、错选均不得分，20分）
1．以下是对离心式风机的一些叙述，正确的有： [ AC ]
A 应该在其风量尽可能小的状态下启动。
B 在风机转速和叶片角度一定的情况下，若井下风量过大，为降低电耗，应该在地面采取适量增加漏风的
措施。
C 必须采取专用反风道实现矿井反风。
D 通常采用改变风机叶片角度的
措施改变其通风能力。
2．以下是对矿井主要通风机的一些叙述，正确的有： [ ABC ]
A 采用抽出式通风的每个回风井，必须安装两套同等能力的主要通风机。
B 生产矿井主要通风机的反风率不得低于40％。
C 一般限定主要通风机的实际工作风压不得超过其最高风压的90％。
D 如果自然风压较大，可在一定时期内停止主要通风机，利用自然风压通风。
3．以下是对局部通风的一些叙述，正确的有： [ ABCD ]
A 掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。
B 严禁1台局部通风机同时给两个同时工作的掘进工作面通风。
C 瓦斯喷出区域和煤与瓦斯突出煤层的掘进通风方式必须采用压入式。
D 使用局部通风机供风的地点必须实行风电闭锁，保证停风后切断停风区内全部非本质安全型电气设备的电源。
4．以下是对风机房水柱计一些叙述，正确的有： [ ACD ]
A 风机房水柱计承压孔在风硐中应该垂直风流布置，使其承受该断面风流的静压。
B 风机房水柱计读数应该等于矿井通风阻力。
C 风机房水柱计读数突然大幅度增加，说明主要通风巷道被堵塞或风硐中闸门下落。
D 风机房水柱计读数突然大幅度减小说明井下主要风门或井口防爆盖被打开，也可能发生了瓦斯爆炸或火灾。
5．以下是对尘肺病的发病机理的一些叙述，正确的有： [ ABC ]
A 矿尘中游离SiO2含量越高，越易引起尘肺病。
B 矿尘的分散度越高，越易引起尘肺病。
C 矿尘浓度越高，越易引发尘肺病。
D 长期在相同环境中作业的人群，发病工龄应该一致。
6．以下是关于煤尘爆炸的一些叙述，正确的有： [ ABD ]
A 发生煤尘爆炸后，离爆源一定距离的爆炸压力较爆源处大。
B 有煤尘参与的瓦斯爆炸较无煤尘参与的瓦斯爆炸危害性更大。
C 煤尘爆炸后会使风流中的煤尘和瓦斯耗尽，故不会出现连续爆炸现象。
D发生瓦斯爆炸后，如果支架和巷道四周出现“粘焦”，说明煤尘参与了爆炸。
7．下面是对通风和瓦斯
管理的一些做法，正确的有： [ ABCD ]
A 对于长期停风区必须在24小时内封闭完毕，密闭离全风压通风巷道口不许超过6m，并应保证密闭前无瓦斯积聚；
B 排放瓦斯时，凡是受排放瓦斯风流可能影响的硐室、巷道和被排放瓦斯风流切断安全出口的采掘工作面，必须撤人停止作业，指定警戒人员的位置，禁止其他人员进入；
C 高突矿井以及低瓦斯矿井的高瓦斯区域的煤和半煤岩掘进工作面，必须安放并正常常使用“三专两闭锁”装置，低瓦斯矿井掘进工作面供电要实现采掘分开，并使用风电闭锁装置；
D 每一矿井都必须实行分区通风，尽量避免串联通风；
8．下面各处中，最可能引起煤层瓦斯含量增大的区域有： [ ACD ]
A 闭合而完整的背斜或穹隆 B 地下水特别活跃区
C 规模不大，断距较小的封闭性断层附近 D 煤层倾角大幅度降低区。
9．下面是对矿井瓦斯涌出的一些观点，正确的有： [ AB ]
A 一般说来，在煤层群开采时，首先开采的煤层（或分层）的瓦斯涌出量会较大，而以后开采的煤层或分层，在同一采深处，瓦斯涌出量会减少。
B 同一矿井，工作面位置不同，瓦斯涌出量也不一定一样，同一个采面，一天中瓦斯浓度也是随时变化的。
C 有两个矿井，甲矿煤层本身原始瓦斯含量为10m3/t，乙矿煤层本身原始瓦斯含量为12m3/t，则在开采过程中乙矿的相对瓦斯涌出量肯定较甲矿的大。
D 井巷瓦斯涌出主要来自煤层，故岩巷掘进时，工作面不会有瓦斯涌出，故有关机电设备可不作防爆要求，炸药也可不用煤矿许用炸药。
10．下面关于煤矿瓦斯的说法正确的有： [ ABC ]
A 瓦斯本身的化学性质比较稳定，对人体无毒，但瓦斯浓度过高会引起窒息
事故。
B 在甲烷浓度不变的情况下，氧气浓度越高，爆炸威力就越大。
C 在烷一空气体中，加入惰性气体（如N2、C02），有利于防止爆炸的产生；
D 瓦斯较空气轻，故井下所有巷道中，瓦斯都是集中在上部，下部浓度很低。
三、判断题（对——√，错——×，10分）
1．从业人员发现任何
事故前兆时，都可以停止作业、直接撤离作业场所。[ × ]
2．在保证封孔质量的前提下，在一定范围内，适当扩大钻孔直径、提高抽放负压，均有利于提高抽放效果。 [ √ ]
3．高瓦斯矿井、有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的矿井的每个采区和开采容易自燃煤层的采区，必须设置至少1条专用回风巷；低瓦斯矿井开采煤层群和分层开采采用联合布置的采区，必须设置1条专用回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。[ √ ]
4．开采突出煤层时，应该在工作面回风侧设置风窗。[ × ]
5．为快速掘进，无论煤层突出危险性大小，各矿都应大力推广震动放炮，然后采取其它任意的防突
措施。[ × ]
6．应优先选择下保护层开采；选择下保护层开采，其主要目的是使被保护层突出危险性减小或丧失，故它与被保护层的距离越小越好。[ × ]
7．开采保护层时采空区内不得留有煤（岩）柱；特殊情况需留煤（岩）柱时，必须将煤(岩)柱的位置和尺寸准确地标在采掘平面图上。每个被保护层的瓦斯地质图上，应标出煤(岩)柱的影响范围，在这个范围内进行采掘工作时，必须采取综合防治突出措施。[ √ ]
8．矿井发生火、瓦斯、煤尘等重大事故后，如果矿山救护队尚未到达，为迅速掌握灾区情况，首先应该由总
工程师组织人员进入灾区进行侦察，探明灾区情况。[ × ]
9．矿井通风系统包含矿井通风方式、矿井通风方法和矿井通风网络三个方面的内容。[ √ ]
10．采用隔绝法封闭火区救灾时，有瓦斯、煤尘爆炸危险时，应设置防爆墙，在防爆墙的掩护下建立永久密闭墙。火区临时封闭后，人员应立即撤出危险区。进入检查或加固密闭墙时，要在确保安全的情况下进行。密闭的火区中发生爆炸密闭墙被破坏时，严禁派救护队恢复密闭墙或探险，应在较远的安全地点重新建造密闭。[ √ ]
11．处理爆炸事故时，救护小队进入灾区，确知人员已经牺牲时，应该竭力将其抬出至安全地点，然后设法恢复灾区通风。[ × ]
12．发生煤（岩）与瓦斯突出事故，应该迅速停止主要通风机的运转或反风，如通风系统及设施被破坏，应该派救护队员佩戴氧气呼吸器迅速修复[ × ]
13．处理水灾事故时，矿山救护队到达事故矿井后，要了解灾区情况、水源、事故前人员分布、矿井具有生存条件的地点及其进入的通道等，并根据被堵人员所在地点的空间、氧气、瓦斯浓度以及救出被困人员所需的大致时间制定相应救灾方案。[ √ ]
14.矿井发生瓦斯爆炸时，现场正确自救的方法是迅速背向空气震动的方向，脸向下卧倒，头要尽量低些，用湿毛巾捂住口鼻，用衣服等物盖住身体，使肉体的外露部分尽量减少。[ √ ]
15．凡是有利于降低地应力及其梯度、瓦斯压力及其梯度和改善煤体结构性能的所有措施，均有利于防止突出的发生。[ √ ]
16．为真正做好煤矿安全工作，各矿要大力推广党、政、工、团齐抓安全，采、掘、机、运、通等各部门齐抓“一通三防”的群监群管的
安全管理模式。[ √ ]
17．瓦斯煤尘事故只可能发生在安全状况一直不好的矿井，已获得“质量
标准化矿井”称号的矿井绝不会发生事故。[ × ）
18．利用矿山统计法进行瓦斯涌出量预测时，预测精度取决于原始统计资料的精度和预测区域同已采区与的采矿、地质条件的相似程度。[ √ ]
19．在窒息区或有中毒危险区工作时，救护小队长应使队员保持在彼此能看到或听到信号的范围内；首先应该由小队长一人进入灾区探明情况，其他队员在灾区附近等候命令。[ × ]
20．在突出矿井的突出危险区的无突出危险工作面进行采掘作业时，可不采取安全防护措施。[ × ]
四、简答题（15分）
1.煤矿“一通三防”的主要内容是什么？各因素之间关系如何？（5分）
答：通风、瓦斯防治、粉尘防治、火灾防治（3分）。通风是“三防”的基础，四项工作相互关联。安全通风是防止事故发生的关键，失效的通风往往是煤矿重大灾害发生的重要致因。灾变时期，合理的风流调度是救灾成功的关键，失效的风流控制，往往是事故扩大，甚至是派生事故的直接原因。（2分）
2.瓦斯爆炸的必要条件是什么？为有效地防治瓦斯爆炸，我们通常从哪几方面入手？（10分）
答：瓦斯爆炸必要条件：一定浓度的瓦斯（一般为5%~16%）、一定的氧气浓度（一般大于12%）、引爆火源（温度高于瓦斯的最低点燃温度、能量高于瓦斯的最低点燃能量、存在时间超过瓦斯爆炸的感应期）。（5分）
瓦斯爆炸的化学反应方程式：CH4+2H2O→CO2+2H2O+Q↑
防止瓦斯爆炸的措施的基本出发点就是防止上述化学反应方程式的三个条件同时存在。重点是加强通风
安全管理，防止瓦斯超限，杜绝一切火源，强化通风系统
管理，防止事故扩大。（5分）
五、计算题（40分）
1．（25分）某矿井为两翼对角式通风系统，通风系统简图如图1所示。已知进风井井口标高为+150m，井下最低水平巷道AB的标高为-350m，东翼回风井井口标高为+200m。风机房水柱计读数为300mmH2O，水柱计承压孔所在风硐断面积为10.5m2。假设井下总回风量为6000m3/min，地面漏风量为300m3/min且集中漏在水柱计承压孔所在风硐的前端。设地面50m范围内空气的平均密度为1.05kg/m3，矿井进风系统平均空气密度为1.20kg/m3，矿井回风系统平均空气密度为1.15kg/m3。试求：
（1）东翼回风井所在的矿井通风系统的自然风压Hn；
（2）东翼回风井所在的矿井通风系统通风机装置静压Hfs；
（3）东翼回风井所在的矿井通风系统的通风总阻力Hr；
（4）东翼回风井所在的矿井通风系统的总风阻R1地面漏风通道的等效风阻R2和主要通风机的工作风阻Rf；
（5）若西翼生产系统瓦斯涌出量增加，需增加主要通风机的工作能力以增加本系统的风量，请问东翼系统的总回风量的变化趋势会如何？从系统工程的角度
分析，应采取何措施？
答：风机风量为：Qf=6000+300=6300m3/min=105m3/s
水柱计承压孔所在风硐断面风流的平均速压为：hv2=1.2×(105/10.5)2/2=60（Pa）
（1）Hn=1.05×50×9.8+1.20×500×9.8-1.15×550×9.8=196（Pa）
（2）Hfs=hs2-hv2=300×9.8-60=2880（Pa）
（3）Hr= Hfs+Hn=2880+196=3076 （Pa）
（4）R1= Hr/102=3076/10000=0.3076（kg/m7） R2= Hfs/52=2880/25=115.2（kg/m7）
Rf= 2880/1052=0.2612（kg/m7）
（5）由于西翼风量增加，公共风路风量也增加，通风阻力加大，东翼通风阻力也会增加，风量呈减少的趋势。为保证东翼风量不减少，可通过鉴定东翼主要通风机的能力或降低东翼通风系统的风阻等措施来实现。
2．（15分）某倾斜通风巷道如图2所示，用压差计配合胶皮管进行通风阻力测定时压差计读数为1000Pa，压差计的档位系数为0.2，同时在12两断面测得绝对气压P1=1072.0hPa，P2=1063.7hPa，两断面标高Z1=-500m，Z2=-450m，两断面的断面积相等，该巷道中平均空气密度为1.25kg/m3。若以压差计法所测得的通风阻力为
标准，试求气压计法的测定误差。设该巷道长度为2000m，平均断面积为9m2，平均周长为12.48m，平均风量为40m3/s，试求该巷道的摩擦阻力系数α值。
答：由于12两断面的断面积及风量都相同，速压差为0，
故用压差计法测定时测段的通风阻力为hr1-2=0.2×1000=200（Pa）
用气压计法测定时测段的通风阻力为：
h’r1-2=P1-P2+ρg（Z1-Z2）=107200-106370+1.25×（-50）×9.8=217.5（Pa）
测定的绝对误差为：δ=217.5-200=17.5（Pa） 相对误差为:σ=17.5/200=8.75%
该巷道的风阻为：R=hr/Q2=200/402=0.125（kg/m7）
该巷道的摩擦阻力系数为：α=RS3/LU=0.125×93/（2000×12.48）=0.00365（kg/m3）采矿04矿井通风与安全
试卷A答案2
一、名词解释
矿内新鲜空气：指矿内空气在成分上与地面空气差别不大或相同，符合安全卫生
标准。
污浊空气：指矿内空气在成分上与地面空气差别太大或对人体有害。
矿内气候条件：指矿内空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态。
空气的湿度：指在湿空气中水蒸汽的含量。
卡他度：每平方厘米表面积每秒散热的毫卡数。
静压：指空气分子无规则的热运动对容器壁面不断碰撞而产生的压强
动压：空气沿一定方向流动时，其动能所呈现的压力
全压：对于流动的空气，同时具有静压和动压，把这两种压力用一种压力表示，即全压
绝对静压：以真空状态为零点算起的静压值，即以零压力为起点表示静压
相对静压：是以当地大气压力pO为基准测算的静压值
井巷通风阻力：空气沿井巷流动时，井巷对风流所呈现的阻力统称为井巷通风阻力
摩擦阻力：风流在井巷作均匀流动时，由于受到井巷壁面的限制，引起质点间相互摩擦（内摩擦）以及风流和井巷周壁的摩擦（外摩擦），这两种摩擦对风流呈现的阻力，称为摩擦阻力。
局部阻力：风流流经井巷某些局部地点，使风流的速度或方向发生突然变化，导致风流本身产生剧烈的冲击和涡流现象，因而产生一个额外的阻力，这种阻力称为局部阻力。
正面阻力：在井巷内，一些物体正对着风流，使空气只能在这些物体的周围流过，而使风速突然发生变化，风流前后互相冲击，而产生额外的阻力，这种阻力称为正面阻力。
井巷的等积孔：假定在薄壁上有一个理想孔，其两侧的风压差与通过的风量，恰好等于井巷的通风阻力和通过井巷的风量，则此面积为A（m2）的理想孔称为井巷的等积孔。
扇风机的运转特性曲线： 在一定的转速下，扇风机的风压、轴功率、效率分别与风量之间的关系曲线。
扇风机的工况点： 矿井总风阻曲线与H-Q曲线的交点。
通风网路：由分支巷道及回路或网孔所形成的通风回路。
矿井通风系统图：系反映通风巷道的空间位置，风流结构（分、汇、方向），扇风机的工作方式和进、回风井的布置形式的实体图。
节点：三条或三条以上风路的交汇点称为节点。
分支风路：联结两个节点的风路称为分支风路。
通风网孔：由两条或两条以上的分支风路形成的闭合回路称网孔。
矿井通风系统：矿井通风系统是指通风网路、通风动力和通风控制设施
的总称。
统一通风：一个矿井只采用一个通风系统
分区通风：一个矿井划分成几个独立的通风系统，各系统间严密隔离。
通风构筑物：用于引导风流、隔断风流和控制风量而建筑的设施统称为通风构筑物。
有效风量：流过采掘工作面和硐室的实际风量。
矿井有效风量率：指井下各作业场所的实际风量总和与主扇工作风量的比值百分数。
局部通风：为开掘井巷而进行的通风称为局部通风或掘进通风。
有效射程：风筒出口距风流反向处的距离称为有效射程
有效吸程：吸入炮烟的有效作用范围称为有效吸程
矿井通风容易时期：矿井刚达到
设计产量时，通风线路最短作为矿井通风容易时期。
矿井通风困难时期：矿井生产能力最大，通风线路最长时，作为矿井通风困难时期。
全矿总风量：是各工作面所需风量和独立通风硐室的风量总和，再考虑矿井漏风，生产不均衡等因素，给予一定的备用风量。
矿井通风总阻力：指风流由进风井口到回风井口止沿途的摩擦阻力和局部阻力的总和称为矿井通风总阻力。
二、填空题
1、矿内空气的主要成分：O2 N2、 CO2
2、《规程》规定，矿内空气氧的含量不低于 20% 。
3、《规程》规定，井下采掘工作面进风流中CO2浓度不得高于 0.5% ，总回风流中CO2浓度不得高于 0.75%，超过1.5%，必须停工处理。
4、对金属矿来说，常见的有害气体：CO、NH3、NO2 、SO2 、H2S
5、《规程》规定井下作业地点有害物质最高允许浓度：CO 浓度 0.0024% ，NH3 浓度 0.004% ，NO2 浓度 0.00025% ，H2S 浓度 0.00066% ，SO2 浓度 0.0005% 。
6、反映空气湿度的指标有：绝对湿度、对湿度 和 含湿量 。
7、测量井下空气相对湿度的仪器主要有：手摇湿度计和风扇湿度计。
8、卡他度的值 越大，散热效果越好。
9、我国现行
评价矿井气候条件的安全指标是 干球温度。测定矿内气候条件应使用的卡他度是湿卡他度
10、《规程》规定：井下作业地点空气温度不超过 28℃ 。
11、增风降温的风速控制在 3～8 m/s，排尘风速控制在 1～2 m/s。
12、《规程》规定：矿井井下空气最高允许干球温度为 28℃ 。
13、空气压力是表示运动空气所具有的能量，包括： 静压 、 动压 和 全压 。空气压力的常用的计量单位为 帕（Pa） 或 牛顿/米2（N/m2）。
14、空气绝对静压是以零压力为起点表示的静压值，在空气中任一点的绝对静压恒为正值；相对静压是以当地大气压力为基准测算的静压值，其数值表示空气压力高于或低于当地大气压力。
15、对流动的空气，任一点有静压，也有动压的作用。动压仅作用于与风流方向 垂直或斜交的面上。动压值恒为 正值。
16、空气的绝对静压常用的测量仪器有 水银气压计和空盒气压计。
17、相对静压、相对全压和动压常用的测量仪器是 U型压力计、倾斜压力计、补偿微压计。
18、皮托管是由两个互不相通的管子组成，起到接受和传递风流压力的作用。使用时，皮托管管嘴正对 风流方向。“＋”端传递 全压。“－”端传递静压。
19、矿井内风速测定，常用 风表、热电式风速仪和皮托压差计来进行。
20、常用的风表有杯式和翼式两种，杯式风表用于测定 高风速>10m/s ，翼式风表用于测定 中等风速 0.5~10 m/s.
21、空气流动时具有的机械能包括 压能 、动能 位能 。
22、用压差计法测定水平巷道两断面之间的通风阻力时，若两断面面积相等，则其通风阻力等于 静压差 。若两断面面积不相等，则其通风阻力等于静压差与动压差。
23、压入式通风时，扇风机在风峒中所造成的静压与动压之和（相对全压）与自然风压的共同作用，克服矿井的通风阻力，并在出风井口造成 动压损失。
24、抽出式通风中，扇风机的全压中用于克服矿井的通风阻力那部分压力，统称为扇风机的有效静压。
25、降低出风口的动压损失的目的就是节省扇风机的能量。
26、任一井巷的摩擦阻力等于该井巷的摩擦风阻与流过该井巷的风量平方的乘积。
27、由矿井通风阻力定律可知，当矿井总风量相同时，井巷风阻越大的矿井，通风阻力越 大，意味着要提供较大的通风动力来克服，矿井通风越难。
28、一般地，可用于衡量矿井通风难易程度的指标有：井巷风阻R和等积孔A。
29、离心式扇风机主要由动轮（叶轮），螺旋形机壳，吸风管和锥形扩散器组成。
30、离心式扇风机中，空气沿着轴向进入，而在叶轮内沿着径向流出。
31、离心式扇风机根据叶片在动轮出口处安装角的不同，分为前倾式、后倾式、径向式。
32、轴流式扇风机由工作动轮，圆筒形外壳、集风器、整流器、流线体和环形扩散器组成。
33、轴流式扇风机中，空气沿着轴向进入，经动轮后沿着轴向流出。
34、扇风机工作的基本参数包括：风量、风压、功率N、等。
35、扇风机串联作业常用于矿井通风阻力大的矿井，其特点是通过各风机的风量相等，风机风压之和等于网路总阻力。
36、通风网路的联接形式可分为 串联、并联、角联和复杂联。
37、矿井通风系统中，能量守恒定律的内容是 空气沿井巷流动时产生的能量损失用于克服井巷的通风阻力。
38、矿井通风系统中，阻力定律的内容是 通风井巷对空气流动所产生的阻力大小等于该井巷的风阻与通过该井巷风量平方的乘积。
39、矿井通风系统中，风量平衡定律的内容是 网路中流进节点或闭合回路的风量等于流通出节点或闭合回路的风量。
40、矿井通风系统中，风压平衡定律的内容是闭合回路中，各分支风路的风压降的代数和为零。
41、对于一个矿井来说，至少要有一个进风井和一个回风井。罐笼井常作为进风井，箕斗井和混合井不能作为进风井。
42、矿井通风系统中，进、回风井的布置形式有中央式 、对角式、中央对角混合式 等三种形式。
43、主扇的工作方式可分为 压入式 、抽出式、压抽混合式三种。
44、为加快排烟速度，应选择 抽出式 主扇工作方式。
45、通常以中段运输巷道兼作中段进风道，已结束作业的上中段运输道作下中段的回风道。
46、用于隔断风流的通风构筑物主要有风门、挡风墙。
47、出现矿井漏风，必须具备的条件是 要有漏风通道和在漏风通道两端存在压力差
48、局部通风方法主要有 总风压通风、扩散通风、引射器通风和局扇通风。
49、总风压通风就是利用主扇的能量，借助 风幛、风筒 等设施，将新风导入独头掘进工作面，再将污风从工作面排出。
50、压入式局扇通风时，风机应安设在 贯穿风流巷道的上风侧，且离掘进巷道口不得小于10m。
51、抽出式局扇通风时，风机应安设在贯穿风流巷道的下风侧，且离掘进巷道口 不得小于10m。
52、为使压入式通风的风流有效地排走工作面的炮烟，风筒出口距工作面的距离 大于通风机的有效射程。
53、掘进工作面所需风量的计算，分别按 排烟风速和排尘风速 计算出风量，然后再选取二者中最大值作为掘进工作面所需的风量。
54、矿井通风
设计的基本任务是确定 矿井通风系统 ，并计算不同时期的 矿井总风量和总阻力，选择 通风设备。
55、矿井通风
设计时，应根据 容易时期和困难时期 的生产情况进行
设计计算，并选出适合这两个时期的扇风机。
56、根据不同的矿山生产时期，全矿总风量计算方法有 分项计算风量和按万吨风量比计算风量。
57、回采工作面的风量计算按排烟计算，一般按 排烟风速、排尘风速计算并选取两者中最大值。
58、各需风地点和井巷中的风速要满足《规程》中的规定，掘进巷道和巷道型采场最低风速不低于 0.25m/s ，硐室型采场不小于 0.15m/s 。运输巷道最高风速为 6m/s ，提升人员的井筒最高风速为 8m/s 。
59、矿井通风总阻力计算时，分别选出通风容易和困难两个时期中 通风阻力最大 一条线路进行阻力计算。
61、含尘量计量指标通常用 矿尘浓度、产尘强度、相对产尘强度、矿尘沉积量等。
62、掘进工作面的最优排尘速度是 0.4—0.7m/s
63、响通风防尘效果的因素有 风速、矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等
64、矿山湿式作业一般包括 湿式凿岩、洒水降尘、喷雾洒水、水炮泥和水封爆破等。
三、问答题
1、矿内空气与地面空气有何区别？
2、有害气体对人体造成危害要具备的条件是什么？
答：①有害气体超过一定的浓度
②被人体吸入
③对人体作用超过一定的时间
3、矿内有毒有害气体的来源主要有哪些？
答：①爆破作业 ②井下柴油机的工作 ③井下火灾 ④硫化矿物氧化和自燃
4、矿内有毒有害气体的测定所用仪器是什么？它由哪几部分组成？其检测原理是什么？
答：测定仪器：检定管、抽气唧筒、秒表
检测原理：根据待测气体与检定管中指示剂发生化学变化后变色的深浅或长度来确定。
5、与地面空气温度相比，井下空气湿度发生哪些变化？
答
6、影响矿内空气温度变化的因素有哪些？
答：①地面空气温度 ②空气受压和膨胀 ③岩石温度的影响 ④矿岩氧化 ⑤矿内陆下热水放热 ⑥机械，设备产生的热
7、干卡他度与湿卡他度在反映矿内气候条件上有何不同？
答：干卡他度的散热方式是对流和辐射，反映风速和温度对矿内气候条件的影响。湿卡他度包括对流、辐射、蒸发三者综合散热效果，反映风速、温度和湿度对矿内气候条件的影响。
8、什么叫空气的静压？它是如何产生的？说明其物理意义和单位。
答：空气分子无规则的热运动对容器壁面不断碰撞而产生的压强称为空气的静压。
9、什么叫空气的位能？它是如何产生的？说明其物理意义和单位。
10、简述通风能量方程中各项的物理意义。
11、矿井摩擦阻力是如何产生的？降低摩擦阻力的措施有哪些？
答：风流在井巷作均匀流动时，由于受到井巷壁面的限制，引起质点间相互摩擦（内摩擦）以及风流和井巷周壁的摩擦（外摩擦），这两种摩擦对风流呈现的阻力，称为摩擦阻力。
降低摩擦阻力的措施有：(1)降低摩擦风阻Rf ①降低α②扩大巷道断面s ③减少巷道长L ④ (2)避免巷道风量过于集中
12、矿井局部阻力是如何产生的？降低局部阻力的措施有哪些？
答: 风流流经井巷某些局部地点，使风流的速度或方向发生突然变化，导致风流本身产生剧烈的冲击和涡流现象，因而产生一个额外的阻力，这种阻力称为局部阻力。
降低局部阻力的措施:由
有(1) 减少ξ值 (2) 风速大的巷道，注意减少局部阻力
13、何谓矿井井巷阻力特性曲线？说明其物理意义。
答: 当井巷或矿井的风阻为已知时，风量Q与通风阻力h只能按照阻力定律h=RQ2变化，把Q和h这一依赖关系用图来表示，横坐标为Q，纵坐标为 h，此图形为二次抛物线，此抛物线称为井巷风阻曲线或矿井风阻特性曲线。
物理意义: 若R值越大，曲线越陡，R值越小，曲线越平缓。
斜率
14、选择扇风机时，应须满足哪些条件？
答：①满足所需的风量和风压。
②经济性：扇风机工作效率要高η>60%。
③稳定性：扇风机工况应落在“驼峰”的右侧，而且风压值不应大于驼峰点风压的90%。
15、两台扇风机在同一井口并联作业时，应注意哪些技术问题？
答：1）保持运转稳定 2）网路风阻R要小 3）注意反向自然风压和影响
答：1）稳定性2）有效性3）经济性
根据联合运转的综合效率来衡量，联合运转的综合效率可近下式计算
式中 Hi、Qi、ηi——分别为各风机的风压、风量和效率。一般认为联合运转的综合效率η＞60%，经济上是合理的。
17、何谓串联通风网路？其性质有哪些？
答： 各风路依次首尾相接组成的网路称为串联网路。
风量关系 串联网路各分支风路的风量相等，而且等于总风量 Q0 = Q1 = Q2 = Q3 = … = Qn
阻力关系 串联网路的总阻力等于各分支风路的阻力之和。 h0 = h1 + h2 + h3 + … + hn
风阻关系 串联网路的总风阻等于各分支风阻之和。R0 = R1 + R2 + R3 + … + Rn
等积孔关系 总等积孔与分支风路等积孔的关系
18、何谓并联通风网路？其性质有哪些？
答：若一条风路在某一节点分为二条或两条以上的分支风路，然后又在另一节点汇合，把这种联接方式称为并联网路。
⑴、 风量关系
根据风量平衡定律，并联网路的总风量等于各分支风量之和 Q0 = Q1 + Q2 + Q3 + … + Qn ⑵、阻力关系 根据风压平衡定律，并联网路的总阻力应等于各分支风路的阻力。
h0 = h1 = h2 = … = hn
⑶、风阻关系
⑷、等积孔关系 A0= A1 + A2+ A3+…….+ An
并联网路总等积孔等于各分支风路等积孔之和。
19、 为什么优先采用并联通风网路？
答： 1、经济性 并联网路比串联总风压和总风阻都要小，消耗能量小。
20、安全性 并联网路各分支风路有独立的新鲜风流，互不影响，某一风路发生事故，也容易隔绝，不至影响其它风路。串联网路后一工作面受到前一工作面的风路污染，某一工作面发生事故则会影响其它工作面。此外，并联网路各分支风量能够按需调节，串联不能调节。
21、何谓角联通风网路？其特点是什么？
答：在两条并联巷道之间，若有一条或数条巷道使两者连通，这种网路称为角联通风网路。角联网路的特点：边缘巷道的风流方向是稳定的，而对角巷道中的风流方向是不稳定的。
22、什么叫增阻调节法？常用的措施是什么？有何优缺点？
答：增阻调节法是以阻力较大风路的阻力值为依据，在阻力较小的风路中增加一个局部阻力，使并联网路达到阻力平衡，从而保证风量按需供应。
常用的措施：在阻力较小的风路上设置调节风窗，调节风窗就是在风门或风墙上开一个面积可调的小窗口。风流流过此窗口时，由于突然缩小，而产生一个局部阻力 hw，调节窗口面积的大小，可使hw = hl。
增阻调节法的优点是简单易行、见效快。它的缺点是增大矿井总风阻，使总风量减少。
23、什么叫降阻调节法？常用的措施有那些？有何优缺点？
答：降阻调节法是以阻力较小风路的阻力值为依据，在阻力较大的风路中设法降低风阻，使网孔中各风路的阻力达到平衡，满足各分路所需风量。
常用的措施：1）扩大巷道断面 2）降低风路的摩擦阻力系数
降阻调节法的优点是矿井总风阻减少，若风机性能不变，将增加矿井总风量。它的缺点是工程量大、工期长、投资大，有时需要停产施工。
24、什么叫辅扇调节法？常用的措施有那些？
答：辅扇调节法是以阻力小的风路的阻力值为基础，在阻力较大的风路中安设一台辅扇，让辅扇产生的风压克服一部分阻力，使网路阻力达到平稳，满足各风路所需风量。
常用的措施：1）带风墙的辅扇调节法 2）无风墙辅扇调节法
25、如何通过改变主扇特性来调节矿井总风量？
答：1）改变风机转速
2）改变轴流式风机的叶片安装角
3）改变轴流式风机的叶轮数和叶片数
4）改变风机的前导器的叶片角度
26、如何通过改变矿井风阻特性来调节矿井总风量？
答：当风机的供风量大于实际需风量时，可增加矿井总风阻，使风量减少；当风机的供风量小于实际需风量时，应减少矿井总风阻，提高总风量。
27、在选择主扇工作方式时，应优先选用抽出式，为什么？
答：主扇安装在回风井工作，全矿井风压是负压状态。压力分布：回风段相对压力高，进风段相对压力小。从进风段到回风段相对压力逐渐增加。2）优点
①可利用生产井作进风井，进风段不需要密闭设施。
②风流控制设施通常安装于回风段，不妨碍运输。
③排烟速度快。
28、一般矿山都将主扇安装在地面，为什么？
答：一般矿山都将主扇安装在地面。
1、主扇在地面的优缺点。
①安装、检修、维护方便。
②井下发生火灾时，便于停风或反风。
③井下发生爆炸事故时，主扇不易受破坏。
④井口密闭和风峒漏风较大。
⑤当主扇距工作面较远，沿途漏风大。
29、主扇在井下的优缺点
①主扇装置漏风小。
②主扇靠近工作面，有效风量率高（沿途漏风小）
③通风阻力小，可用多井进风和多井回风。
但是
④安装、检修、维护不便。⑤容易遭井下灾害事故的破坏 ⑥增加井下噪音。
30、何谓主扇风硐？设置主扇风硐有何要求？
31、减少矿井漏风的措施主要有哪些？
答：①合理确定开拓系统，开采顺序和采矿方法；故从减小漏风角度出发，应采用对角式布置，脉外巷道，后退式回采，充填采矿法；
②抽出式通风的矿井，避免上部过早形成陷落区；
③压入式通风的矿井，要注意井底车场的漏风；
④提高通风构筑物的质量；
⑤降低漏风通道两端的压差；
⑥采用多级站通风系统；
32、压入式局扇通风有何优、缺点？
答：优点：①工作面排烟效果好。
②风筒距工作面远，不易被爆破飞石打坏风筒。
③直接可使用柔性风筒
缺点：①劳动卫生条件差（污风沿巷道排出）。
②巷道愈长，排烟时间愈长。
33、抽出式局扇通风有何优、缺点？
答：优点：①劳动卫生条件好。
②当风筒距工作面较近时，炮烟易排出，所需风量小。
缺点： ①有效吸程小。
②不能直接使用柔性风筒。
34、 何谓矿尘？它的危害有哪些？
答：矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。
矿尘的危害：
1） 污染工作场所，危害人体健康，引起职业病。
2） 某些矿尘（如煤尘、硫化尘）在一定条件下可以爆炸。
3） 加速机械磨损，缩短精密仪器使用寿命。
35、 表示矿尘颗粒大小的指标有哪些？它们对衡量矿尘的危害性有何影响？
答 :①粗尘 径粒大于40μm,相当于一般的筛分的最小颗粒，在空气中极易沉降。
②细尘 粒径韦10~40μm，肉眼可见，在静止空气中做加速沉降。
③微粒 粒径0.25~10μm，用光学显微镜可观察到，在空气中做等速沉降。
④超微粒 粒径小于0.25μm,要用电子显微镜才能观察到，在空气中做扩散运动。
３、 矿尘的湿润性和荷电性对防尘、降尘有何作用？
答：对于亲水性矿尘，当尘粒被湿润后，尘粒间互相凝聚，尘粒逐渐增大、增重，其沉降速度加速，矿尘能从空气中分离出来，可达到除尘目的；矿尘由于碰撞、摩擦而带电，带相同电荷的矿尘互相排斥，不易沉降，带相反电荷的矿尘，则互相吸引，加速沉降。
36、影响尘肺病的发病因素有哪些？
答：1）矿尘的成分 2）矿尘粒度及分散度 3）矿尘浓度 4）个体方面的因素
37、影响矿尘爆炸的因素有哪些？
答：1）矿物的挥发分 2）矿物的灰分和水分 3) 矿尘粒度
38、何谓综合防尘？有哪些措施？
答：矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。
措施：1）通风除尘 2）湿式作业 3）净化风流 4）个体防护
39、何谓最低及最优排尘风速？
能使呼吸性粉尘保持悬浮并随风流运动而排出的最低风速称为最低排尘风速。
能最大限度排除浮尘而又不致使落尘二次飞扬的风速称为最优排尘风速。
40、简述除尘机理。
第二章 习题课
四、计算题
2、通风机作抽出式工作，在抽出段测得某点的相对静压为600 Pa，动压为150 Pa；在压入段测得相对静压为600 Pa，动压为150 Pa；风道外与测点同标高点的大气压为101324Pa，求抽出段与压入段测点的相对全压、绝对静压和绝对全压。
解：在抽出段，
已知 Hs＝-600Pa,
Hv＝150Pa
在压入段，
已知 Hs＝600Pa,
Hv＝150Pa
大气压Po＝101324 Pa
（1） 在抽出段，
相对全压
Ht＝Hs＋ Hv
＝－600＋150＝－450 Pa
绝对静压
Ps＝Po－Hs＝101324－600＝100724 Pa
绝对全压
Pt＝Ps＋Hv＝100724＋150＝100874 Pa
（2） 在压入段，
相对全压
Ht=Hs＋Hv=600＋150=750 Pa
绝对静压
Ps=Po＋Hs
=101324＋600=101924 Pa
绝对全压Pt=Ps＋Hv
＝101924＋150＝102074 Pa
3、用皮托管和U型管压差计测得某通风管道中压力的结果分别如图所示。问静压、动压及全压各为多少？并判断其通风方式。
解：图A：静压Hs＝－10mmH2O
全压Ht=15mmH2O
动压Hv＝25mmH2O，抽出式通风
图B： 全压Ht=20mmH2O
动压Hv＝15mmH2O
静压Hs＝5mmH2O，压入式通风
图C： 静压Hs＝－30mmH2O
全压Ht=－10mmH2O
动压Hv＝20mmH2O，抽出式通风
图D：全压Ht=40mmH2O
静压Hs＝30mmH2O
动压Hv＝10mmH2O，压入式通风
第三章 习题课
三、计算题
3、某扇风机风硐内用气压计测得风流某处绝对静压为735.5mmHg，该点上的风速为12m/s。空气密度为1.18kg/m3，风硐外大气压为750mmHg，求：
① 风硐内该点动压为多少mmHg？绝对静压、相对全压和相对静压各为多少mmHg？若干帕斯卡？
② 指出该扇风机的工作方式。
解：① 动压HV＝1/ 2×1.18×122＝84.96Pa
＝0.64mmHg
绝对全压Pt＝735.5＋0.64＝736.14 mmHg
＝9.8×104 Pa
相对静压HS＝735.5－750＝-14.5 mmHg
＝-1932.85 Pa
相对全压Ht＝-14.5＋0.64＝-13.86 mmHg
＝-1847.5 Pa
②由题意可知，绝对静压小于大气压，该扇风机的工作方式为抽出式。
4、某矿井深200m，采用抽出式通风，已知风硐中气压差为220mmH2O，进风井和出风井空气的平均密度为分别为1.25kg/m3和1.20kg/m3，风硐中平均风速为8m/s，求该矿井通风阻力。
解：设进风口为断面1，出风风硐为断面2，列出风流从断面1到断面2的能量方程式：
P1＋1/2V12ρ1+Z1ρ1g=P2＋1/2V22ρ2+Z2ρ2g＋h1－2
从题意已知，P1＝P0，Z1＝Z2＝200m，ρ1＝1.25kg/m3，ρ2＝1.20kg/m3，
V1＝0，Hs＝P1－P2＝220mmH2O＝2156 Pa
所以，矿井通风阻力为：h1－2＝2215.6 Pa
6、某矿通风系统如图所示，井深200米，采用压入式通风。已经风峒内与地表的静压差为150毫米水柱，入风井空气的平均密度为1.25公斤/米3，出风井空气的平均密度为1.20公斤/米3，风峒中平均风速为8米/秒，出风井口的平均风速为4米/秒，求算该矿井的通风阻力。
解：设进风风硐为断面1，出风口为断面2，列出风流从断面1到断面2的能量方程式：
P1＋1/2V12ρ1+Z1ρ1g=P2＋1/2V22ρ2+Z2ρ2g＋h1－2
从题意已知，P2＝P0，Z1＝Z2＝200m，ρ1＝1.25kg/m3，ρ2＝1.20kg/m3，
V1＝8m/s，V2＝4m/s，Hs＝P2－P1＝150mmH2O×9.8＝1470Pa
所以，矿井通风阻力为：h1－2＝1598.4 Pa
7、抽出式扇风机的风峒与地表间的静压差为220毫米水柱，风峒中的风速v2=8米/秒，扩散器出口的风速v3=4米/秒，空气重率γ2、γ3均为1.20公斤/米3，如图所示，求算扇风机的全压为多少？
解：设风硐为断面2，扩散器出口处为断面3，列出风流从断面2到断面3的能量方程式：
P2＋1/2V22ρ2+Z2ρ2g＋Hf=P3＋1/2V32ρ3+Z3ρ3g＋h2－3
从题意已知，
Hs＝P3－P2＝220mmH2O×9.8＝2156Pa
v2=8米/秒，v3=4米/秒
Z2≈Z3
h2－3≈0
所以，扇风机全压为：Hf=2153.1 Pa
补充题1、 在一段断面面积不等的水平巷道中，用压差计法测得两断面之间的静压差为70 Pa，断面1的断面面积为8m2，其平均风速为3.5m/s，断面2的断面面积为5m2，空气平均密度为1.25kg/m3，求该段巷道的通风阻力。
解：已知：S1＝8m2,V1＝3.5m/s, S2＝5m2,ρ＝1.25kg/m3
则：断面2的风量为Q2＝V1 S1
＝3.5m/s×8m2＝28m3/s
断面2的风流流速为V2＝Q2/ S2＝28/5＝5.6m/s
设矿井通风阻力为h12，列出风流从断面1流向断面2时的能量方程：
P1＋1/2ρ1V12＋ρ1gZ1＝P2＋1/2ρ2V22＋ρ2gZ2＋h12
即：h12＝（P1－P2）＋1/2（ρ1V12－ρ2V22）＋（ρ1gZ1－ρ2gZ2）
由于，P1－P2＝70Pa Z1＝Z2＝0
ρ1＝ρ2＝ρ＝1.25kg/m3
所以
h12＝（P1－P2）＋1/2ρ（V12－V22）＝58Pa
补充题2、有一个矿井在两翼风井各安装一台抽出式扇风机并联联合作业，如图所示。已知公共段为0－0的阻力为500 Pa，风量Q0＝100m3/s，0－1段的阻力为1500 Pa，风量QⅠ＝60m3/s，0－2段的阻力为120 Pa，风量QⅡ＝40m3/s，试求风机Ⅰ与风机Ⅱ的有效静压HⅠs、HⅡs。(10分) 1 O 2
R1 R0 R2
0
解：设进风口为断面O，扇风机Ⅰ出风口处为断面1，扇风机Ⅱ出风口处为断面2，列出风流从断面O到断面1的能量方程为：
（P0－P1）＋1/2（ρ0V02－ρ1V12）＋（ρ0gZ0－ρ1gZ1）＋HⅠf＝h00＋h01
列出风流从断面O到断面2的能量方程为：
（P0－P2）＋1/2（ρ0V02－ρ2V22）＋（ρ0gZ0－ρ2gZ2）＋HⅡf＝h00＋h02
根据题意可知，P0＝P1＝P2，Z0 ＝Z1＝Z2，V0＝0，ρ0＝ρ1＝ρ2＝ρ
所以，h00＋h01＝HⅠf-1/2ρV12
HⅠf＝500＋1500＋1/2ρV12＝2000＋1/2ρV12
h00＋h02＝HⅡf -1/2ρV22
HⅡf＝500＋120＋1/2ρV22＝620＋1/2ρV22
根据扇风机有效静压的概念，HⅠS＝HⅠf－1/2ρV12＝2000 Pa
HⅡS＝HⅡf －1/2ρV22＝620 Pa
第六章 复习题
四、计算题
5、某矿井通风网路示意图如图所示。其中井筒1-2风阻R1-1=0.0588(NS2/m8，下同)，R2-3=0.8232，R3-4=0.1568，R4-5=0.98，R2-6=0.784，R6-7=0.196，R7-5=0.98，R5-8=0.0784。在上述网路及风阻条件下，己安装主扇能产生总风量Q=50m3/s。根据生产需要，工作面6-7需风量Q6-7=50m3/s，3-4需风量Q3-4=20m3/s
求：(1)两工作面的自然分配风量，该自然分配风量能否满足生产要求？ 3 4
(2)若用辅扇调节，辅扇安装在何 1 2 5 8
？辅扇的静压和风量应为多少 6 7
解：(1)根据题意可知，巷道2-6、6-7、7-5为串联网路，风阻为：
R串1= R2-6+ R6-7+ R7-5=0.784+0.196+0.98=1.96(NS2/m8)
巷道2-3、3-4、4-5为串联网路，风阻为：
R串2= R2-3+ R3-4+ R4-5=0.823+0.1568+0.98=1.96(NS2/m8)
而风路R串1与R串2为并联风路，根据并联通风网路性质，有：
Q串1=Q/(1+ √R串1/ R串2 )1/2=50/2=25m3/s
Q串2=Q/(1+ √R串2/ R串1 )1/2=50/2=25m3/s
可见，工作面6-7风量(Q串1)不能满足生产要求，而工作面3-4风量(Q串2)能满足生产要求。
(2)若用辅扇调节，则辅扇安装在巷道2-6、6-7、7-5上均可。
辅扇的静压为：
H= R串1 Q6-72- R串2 Q3-42
=1.96×502-1.96×252=3675Pa
辅扇的风量为：Q= Q6-7=50 m3/s
6、一并联通风系统如图所示，已知Q0=40米3/秒，R1=0.121，R2=0.081千缪，巷道1、2中的风量将如何分配？若巷道1、2所需风量分别为10米3/秒，30米3/秒，将如何调节？
解：巷道1、2为并联网路，求出R并联=0.0245千缪
巷道1、2风量自然分配，Q1=18米3/秒，Q2=22米3/秒
明显，巷道2风量不足，采用降阻法调节。
R2／＝h1/ Q22＝R1 Q21/ Q22＝0.0134千缪，即把巷道2的风阻降低到0.0134千缪。
8、某局部通风网如图所示，要求巷道2的风量Q2≥20米3/秒，总风量Q0=30米3/秒不变，在巷道2中加辅扇时，求辅扇的风压最小应大于多少？最大不能超过多少？
解：巷道1、2为并联网路，求出R并联=0.0696千缪
巷道1、2风量自然分配，Q1=19.79米3/秒，Q2=10.21米3/秒
显然，风量自然分配时，巷道2风量不足，在巷道2处安装辅扇。
辅扇最小风压为：H小＝R2 Q22－R1Q21＝0.06×202－0.016×19.792＝1.73 Pa
总风量Q0=30米3/秒不变，巷道2获得的风量最大值为30米3/秒，所以，辅扇最大风压为：H大＝R2 Q22＝0.06×302＝54 Pa
