第一章 矿内大气
一、例题
例1—1 用于湿球温度计测得矿内空气的干温度为15℃，湿温度为14℃，求空气的相对湿度。
解：干温度计与湿温度计指示数差为
11415=-=?t ℃
查附录 得相对湿度φ=90%
例1—2 矿井总的排风量Q=4500m 3/min ，入风温度t 1=+5℃，空气相对湿度φ1=50%，排风温度t 2=+25℃，φ2=100%，试计算每天风流从矿井中带走的水蒸汽量。
解：查附录得，当t 1=+5℃时，ρS1=6.8g/ m 3 当t 2=+25℃时，ρS2=22.9g/ m 3 ∴带走的水蒸气量G 为：
G=（ρS2×100%－ρS1×50%）·Q ·24×60/1000000 =126.36T/d
例1—3 已知大气压力B=101325Pa ，相对湿度φ=80%，温度t=30℃，求湿空气的d 、ρV 、ρ、和i 。
解：根据t=30℃，查附录，得Ps=4241.7Pa ，于是 Pv=Ps=0.8×4241.7=3393.36Pa
2155.036
.339310132536.3393622.0622
.0=-?
=-=Pv
B Pv d kg/kg
干空气
湿空气的绝对湿度为： 0243
.0)
30273(46136.3393=+?=
=
RvT
Pv v ρkg/ m 3
湿空气的密度为：
15
.1)36.3393378.0101325(30
2730034843.0=?-+=
ρ kg/ m 3
湿空气的焓为：
)85.12501(01.1t d t i ++=
=1.01×30+0.2155（2501+1.85×30）
=581.23 kg/kg 干空气
例1—4 矿井总回风流中的沼气含量为0.55%，总回风量为2900 m 3/min ，该矿日产量1700T ，试问该矿井的绝对沼气涌出量为多少？属于哪级沼气矿井？
解：绝对沼气涌出量Q=C ·Q ×24×60
=0.55%×2900×1440 =22968 m 3/d
相对瓦斯涌出量5.131700
22968==
q
m 3/T
根据《规程》规定，该矿属于高沼气矿井。
例1—5 已知B=101325N/㎡，空气干球温度t=25℃，d=0.016 kg/kg 干空气，试用焓湿图求空气的湿球温度，露点温度和相对湿度。
解：根据B=101325N/㎡的焓湿图，找到t=25℃，d=0.016 kg/kg 干空气的状
态点，得出该点的相对湿度φ=80%，根据湿球温度定义，沿着等焓线与φ=100%线相交的温度为湿球温度t 湿=22.5℃，根据干球温度定义，沿着等含湿量线与φ=100%线相交点的湿度为露点温度21.5℃。
d=16g/kg 干空气
80% 100%
25.0
t 湿 等焓线 22.5
21.5 t 露
图1
例1—6 计算某巷道中一条宽0.3m ，长200m 的排水明沟的水蒸汽蒸发量。已知水温为30℃，空气温度为20℃，空气的相对湿度75%，大气压力103896Pa ，风速为3m/s 。
解：水沟露出的水表面积为： F=0.3×200=60㎡
当温度为30℃时，水蒸汽的饱和压力为： Ps=4242Pa
空气中水蒸汽的分压力为：
Pv=Ps （20℃）=0.75×2337=1753Pa 湿交换系数为：
K 1=4.8×10-6+3.36×10-6·v=4.8×10-6+3.36×10-6×3=15.68×10-6kg/N ·S 湿交换量为：
s
kg F
P P B
K W V S /10
25.260)17534242(103896
1068.15)(9
6
1--?=?-?=
-=
第二章 矿内风流的能量及其变化
一、例题
例2-1 用皮托管和压差计测得A 、B 两风筒的压力分别为h 1=－50，h 2=10，h 4=50，h 5=10mmH 2O ，如图2-1所示。求h 3， h 6的压力各为多少？各压差计测得的是什么压力？并判定风机所处的位置？
ht=hs+hv
由图2-2看出，压差计1、2均为负值，可判断为抽出式通风，且动压hv 永为正值，所以根据上式可知： h 1=－30mmH 2O ，为相对全压 h 2=－35mmH 2O ，为相对静压 h 3=h 4－h 2=－30+36=6mmH 2O ，为动压
2）中心点的风速： s m r
ghv V /99.918
.1681.922=??=
=
例2-3 某矿井通风系统如图2-3所示，采用压入式通风。已知风峒内与地表的静压差为1470Pa ，入风井空气的平均重率为12.25N/m 3，出风井空气的平均重率为11.75N/ m 3，风峒中平均风速为8m/s ，出风井口的平均风速为4m/s ，求该
g
Pa
P P r r Z P P V g Z P V g Z P h S S S S S f 159837.128147037.30)75.1125.12(200)()481
.975.11881.925.12(21)()()
2
1()2
1(0222122
22020222
11010111112
=+=+-?+-=?-?+
-+-=+
+-+
+=ρρρρ
例2-4 某矿井通风系统如图2-4所示，在扇风机风峒中安设静压管与地表的g
h V 2111=11g
r v h V 222
44=
s
m S Q v /109
904===
则：Pa h V 5.5781.9227
.11102
4=??=
2254)2254()(,211
0=--=--=?=S S S P P h P P
因此，
5.245105.125027.1125035.123005.57225421=?+?-?+-=-r h
例2-5 抽出式风机风峒内某断面的绝对静压为98925Pa ，地面大气压为101058Pa ，风峒内风量为3000m 3/min ，净断面积为4.2㎡，干温度28℃，湿温
度21℃，问风峒内该断面上的相对静压、速压、相对全压、绝对全压各为多少？
，则由公式：
3
/14.128
15.273)
516.378352.03779.098925(484.315.273)
3779.0(484.3m
kg t P P sa =+??-=
+-=
φρ
速压：
Pa
s
Q v hv 65.80)2
.4603000(
14.12
1)
60(
212
12
2
2
=??=
?=
?=
ρρ
相对全压：Pa h h h v s t 35.205265.802133=-=+= 绝对全压：Pa h P P v s t 65.9900565.8098925=+=+=
例2-6 某矿通风系统如图所示，各断面绝对静压P i 、风速v i 、标高Z i 和断面处空气密度ρi 见下表中，请绘制压力坡度图。
标高：Z 1=35.50m ，Z 2=－564.50m 气温：t 1=10℃，t 2=20℃ 相对湿度：φ1=70%，φ2=80% 断面平均风速：W 1=8.0m/s ，W 2=7.8m/s 试求：1～2断面间通风阻力。
解：（一）用单位质量流体能量方程计算：
（1） 求1、2断面空气密度：
查附表 得：Pa
P Pa P S S 2337,
122721
==
∴t
P P s +-=
15.273)
3779.0(484.3φρ
得：ρ1=1.24348kg/m 3，ρ2=1.27601kg/m 3
（2） 求?1
2vdp 值
由热力学可知，多变过程可以概括所有的热力变化过程：
对于多变过程：
n
n
P
P 1
1
1
11
1
?
=
ρρ
故：?
?--=
=
1
2
2
2
1
1
1
2)(
1ρρρ
P P n n
dp
vdp
多变指数n 可由实测值进行计算： 对于：n n v P v P 2211?=?，取对数可得：
47
.247447.2)
24348.1/27601.1()101325/108011()lg()lg(1212≈==
=
m m P P n ρρ
（3）运用单位质量流体能量方程求阻力：
kg
J z z g W W P P n n L /1.58760081.9)8.78(2
1)276
.18011.1234
.1101325(1
47.247.2)()(21)(12
2
212
1212
2
1
1
21=?+-+
-
-=
-+-+
--=
-ρρ
Pa L h 11.7282
2
12121=+?
=--ρρ
（二）用单位体积流量的能量方程计算
Pa
z
g W W P P h 37.728600
81.92
276
.1234.18.7276.12
18243.12
1
180111013252
212
12
2
2
12
222
112121=??++
??-
??+-=???++
-
+
-=-ρρρρ 由以上计算可见，当空气密度变化不大时，用简化的单位体积流量的能量方
程进行计算即可满足工程需要。
第三章 矿井通风阻力
一、示例
例3-1 某梯形木支架巷道，巷道长度L=200m ，断面积S=4m 2，周界U=8.3m ，
巷道摩擦阻力系数μ=0.018N ·S 2/m 4，若通过巷道的风量Q=900m 3/min ，试求其摩擦风阻和摩擦阻力。
解： 摩擦阻力 R=μ·3
S
LU
=0.018·
3
4
3
.8200?
=1.466N ·S 2/m 3
巷道摩擦阻力：
h f =RQ 2 =0.466×（
60
966）2=110.5Pa
例3-2 某矿回风巷道长L=1000m ，梯形断面S=6m 2，棚子支护，边柱厚度
do=24cm ，支架纵口径△=6，通过风量Q=40m3/s ，空气平均厚度ρm=12.54N/m 3。 求：（1）摩擦风阻R f ；（2）摩擦阻力h f ；若通过风量Q=30m 3/s ，其他条件不变化，求R f 、h f （U=4.16s ，对于△=6，do=24cm ，μ为192.1×10-4N ·S 2/m 8,S=6m 2的修正系数为0.86）
解： α=192.1 ×10-4 ×0.86=165.2×10-4 N ·S 2/m 8 摩擦风阻：R f =
3
LU
S
α=
3
-4
6
6
16.4200010
155.2????
=0.779 N ·S 2/m 6
摩擦阻力：h f = R f ×Q 2
=0.779×402 =1247Pa 其他条件不变时，Q=30m 3/s
R f 也不变化，因为R f 仅与巷道本身特征有关。 h f = R f ×Q 2 =0.779×302=701.1Pa
例3-3 某倾斜巷道断面形状为半圆拱，混凝土碹支护，1、2断面面积分
别为S 1=7.15m 2，S 2=7.25m 2，平均断面积S=7.2m 2，巷道端面平均周长U=10.33m ，1、2两点距离l=200m ，断面1的平均风速为V 1=5.84m/s ，空气重率分别为τ1=11.9854N/m 3，τ2=12.856N/m 3，
用皮托管、压差计测得1、2两断面压差值h=51Pa ，试计算1—2段巷道的摩擦风阻R f 和摩擦阻力系数α。
解： 根据倾斜压差计测阻的数据整理公式： h r1-2=h+ρ1 V 1 2/2-ρ2 V 1 2/2
＝５１+
2
1(
))25
.715
.784.5(
81
.9856.11842.581
.911.98542
??-
?=51.63Pa
则摩擦风阻：R 1，2=h τ
1-2/Q 2 =51.63/（5.84×7.15）2 =0.0296 N ·S 2/m 8
摩擦阻力系数α为：
α=
4
2
2
3
2
3
2-1/N 10
348.533
.102002.70296.0R m S LU
S ??=??=
?-
例3-4 某矿通风系统如图所示，已知：R 1-2=0.186 N ·S 2/m 8 ，R 2-4=R 2-3=1.176
N ·S 2/m 8 ，Q 2-3=40m 3/s ，Q 2-4=50m 3/s ；
试求：（1）各区段等积孔A 1-2、A 2-3、A 3-4和通风阻力h 1-2、h 2-3、h 2-4
（2）两翼等积孔A 1-2-3、A 1-2-4和通风阻力h 1-2-3和h 1-2-4 ；
（3）矿井总阻力、总风阻和总等积孔
2
解： 根据公式 A=
R
1.192
A 1-2=
2
21 2.764m
1.2071.1921.192=?=-R
A 2-3=
2
3
2 1.1m
922.01.1921.192=?=-R
A2-4=2
4
2 1.1m
922.01.1921.192=?=-R
通风阻力：
h 1-2=R 1-2Q 1-22=0.186×（40+50）2=1506.6Pa h 2-3=R 2-3Q 2-32=1.176×402=1881.6Pa h 2-4=R 2-4Q 2-42=1.1766×502=2940Pa
（2） h 1-2-4=R 1-2Q 1-22+R 2-4Q 2-42
=1506.6+2940 =4446.6Pa
h 1-2-3 = R 1-2Q 1-22+R 2-3Q 2-32 =1506.6+1881.6 =3388.2Pa h 1-2-3=
3213
-2Q 1.192--?h
=
2
.3388401.192?=0.82m 2
h 1-2-3=
4214
-2Q 1.192--?h
=
6
.4446501.192?=0.894m 2
(3)根据风流能量消耗平均法
h τ（Ｑ２-３+Ｑ２-４）＝h １-２-３+h １-２-４Ｑ２-４
∴h τ ＝
50
4050
4446.5403388.2+?+?
＝3976.2Pa R=
8
22
2
/491.090
2.3976m S N Q
h ?==
τ
A=
2
7.1491
.0192.11.192m R
==
例3-5 某梯形巷道的规格尺寸长1000m 下宽3m ，上宽2m ，巷道高2m ，α=0.0147
N ·S 2/m 6 ，通过风量1200m 3/min ，该巷道的局部阻力为摩擦阻力的10%，求以
下各项：
（1） 巷道的摩擦阻力、摩擦风阻、总阻力、总风阻、和总等积孔各为
多少？
（2） 若巷道长度为1600m ，其他条件不变，摩擦阻力为多少？ （3） 若α降为0.0006 N ·S 2/m 6 ,其他条件不变，摩擦阻力为多少？ （4） 若风量增加到1800m 3/min ，其他条件不变，摩擦阻力和总风阻各为多少？ （5） 若巷道断面变为6m 2，其他条件不变，摩擦阻力为多少？ 解：
(1) 梯形的面积S=
巷高下宽
上宽?+2
=（3+2）×1=5m 2 周界U=m 123.923225.02
2=++?+
摩擦风阻：
R f =
8
2
3
3
/073.15
123
.910000147.0m S
N S
U
L ?=??=
??α
摩擦阻力：
h f =R f Q 2=1.073×（1200/60）2=432Pa 局部阻力：
h e τ=h f ×10%=43.2Pa 总阻力：
h τ= h f + h e τ =432+43.2=475.2Pa 总风阻：
R τ= h τ/Q 2=475.2/400=1.188 N ·S 2/m 8 总等积孔：
2
09.1188
.1192.1192.1m
R ==τ
（2）当L=1600m 时 h f =
Pa
h f 2.6914326.11000
1600=?=?
（3）当α″=0.0006 N ·S 2/m 4
时
h f ″′=
Pa h f 6.174320147
.00006.0?
=?=
?α
α
（4）当Q ″=1800m3/min 时 h f ″′=
Pa
h Q
Q f 972432)20
30(
2
22
=?=?"'
由于R f 与风量Q 无关，因此风量的改变不会改变风阻值的大小。风阻仍为1.073 N ·S 2/m 8 。
（5）当断面变为6m2时，巷道的周界也会发生变化，因此周界变为：
,19.10616
.4m =
∴h f *=
Pa
39.277)
30
1200(
6
19
.1010000147.02
3
=???
第四章 矿井通风动力
一、例题
例4-1 通风系统如图所示，当扇风机停止运转，立即放下风峒中的闸门，并测得风峒中相对静压为△ h ，试证明△ h 值即等于矿井自然风压。
P 0
h
[证]： 风机停止运转，放下闸门后，矿内风流体停止流动，但空气的重率
仍保持原在的状态。在风峒中A 点测出的相对静压△ h 为：
△ h =P A -P o
根据流体静力学原理，可得出：
∴△h= P A -Po= P o+τ1Z-τ2Z- P o
=τ1Z-τ2Z
矿井自然风压：H n=τ1Z-τ2Z
∴△h= H n
例4-2 通风系统如图5-7，已知R1=0.4 N·S2/m8 ，R2=0.6 N·S2/m8 ，R3=0.4 N·S2/m8，并测得Q o=5m3/s，Q2=10m3/s。
试求：（1）CDA风路、BDA风路及CDB风路的自然风压（不计出口动压损失）
各多少？
(2)如在BD及AD两段巷道中间时设密闭，隔断风流，这时分别测定各
密闭两侧的静压差是多少？
（3）如单独在AD巷道中设密闭，测定其两侧静压差，其值是多少？
解：
（1）矿井为自然通风，CDA风路的自然风压H n3，应等于该风路的通风阻力（不计出口动压损失）即：H n3=R2Q22+R3Q32
=0.6×102+0.4×152=150Pa
同理，BDA风路的自然风压H n1为：
H n1 = R1Q12+R3Q32
=0.4×52+0.4×152=100Pa
CDB风路的自然风压H n2为：
=0.6×102-0.4×52=52Pa
（2）在BD 及AD 两巷道中同时设密闭后，矿内即无风流流动。
在AD 巷道中密闭（设于A 处）两侧测出的静压差△h 3，根据压力平衡原
理，从CDA 回路计算：
△h 3 =τ0（Z 1+Z 2）-（τ1Z 1+τ2Z 2）=H n3 即测出的△h ，等于CDA 风路的自然风压H n3 =150Pa 。
在BD 巷道中密闭两侧测出的静压差△h 1 ，有BCD 回路计算为： △h 1 =P D -P B P D =P B +τ
0 Z 2-τ 2 Z 2
△h 1 =（P B +τ
0 Z 2-τ 2 Z 2）-P B =τ0 Z 2-τ 2 Z 2=H n2
即△h 1 等于BCD 风路的自然风压H n2 =50Pa
（3）单独在AD 巷道中设密闭时，由于在CDB 风路中有自然风压存在而有风流流动，其风量Q 2 ′可由下式计算
Q 2 ′=
3
1
207.76
04050m R R Hnz =?+?=
+/S
因为在CD 巷道中有风流（流动方向为C →D ），即有能量损失，所以，这时在AD 巷道中密闭两侧测出的静压差△h 3 ′为：
△h 3 ′=r 0 （z 1 + z 2 ）-（ r 1 z 1 + r 2 z 2 ）-R 2 Q 2 2 =H n3 -R 2 Q 2 2 =150-0.6×7.072 =120Pa
例4-3 某矿通风系统如图所示，各段的空气平均重率为r 0 =12.54N/m 3 ，r 1 =12.15 N/m 3 ，r 2=11.17 N/m 3 ，风峒内压差数为2940Pa 。3点平均速压为98Pa ，扩散器出口平均速压为19.6Pa ，试求：
（1） 1点到3点的阻力h 1-3 ； （2） 扇风机的全压h 扇全 ；
（3） 当P 0 =101325Pa 时，3点的绝对静压、相对静压、相对全压值。
o
解： h n =r 0 z 0 + r 1 z 1 – r 2 z 2
=12.54×100+12.15×150-11.17×150 =136.5Pa
（1） h 1-3 =h s –h v + h n
=2940-98+136.5 =2978.5Pa
（2）h f s = h s 2 - h v2 =2940-98 =2842Pa
h f t = h f s + h f v = 2842+19.6 =2861.6Pa
（3） 当P 0 =101325Pa 时
对于3点：P s = P
0 –h s =101325-2940=98386Pa h s =2940Pa
h t = h s - h v =2940-98=2842Pa
例4-4 某抽出式通风矿井如图所示，地表空气重率r 0 为11.77N/m 3 ，矿井内各点的空气重率为：r 1 为11.77N/m 3 ，r 2 为11.38N/m 3 ，r 3 为11.18N/m 3 ，z 1 =100m ，z 2 =200m ，风机房内压差计的静压读值为981Pa ，矿井风量为50m/S ，风峒断面
为5m 2 ，
试求：
（1） 自然通风压力为若干？ （2） 主扇静风压为若干？ （3） 全矿通风阻力为若干？ （4） 矿井等积孔为若干？
Z
解：（1）h n = r 0 （z 2 – z 1 ）+
24
311
22
2
r r z r r z +-
+
=11.77×100+（11.77+11.38）×100/2-（11.38+11.18）×200/2 =78.5Pa
（2）h f s = h s4 - h v4
=981-2
4
4
)(2S Q
g r =981-100
82
.9218.11??
=924Pa （3）h 1-4 =h f s + h n =924+78.5
=1002.5Pa
（4）A=1.192Q 矿/矿h
=1.192×50/5.1002
=1.88m 2
例 4-5 抽出式通风矿井，主扇的进风口（风峒）断面积为4m 2 ，出风口（扩散器出口）断面积为5 m 2 ，在进风口测的相对静压为1764Pa ，通过扇风机的风量为50m 3 /s ，空气重率为12.05 N/m 3 ，试求抽出式主扇的全压。静压。速增值。如改为压入式，测的出风口（风峒）的相对静压为1862Pa ，通过主扇的风量为40 m 3 /s ，其余条件不变，问这时压入式主扇的全压。静压和速增值又是多少？
解：抽出式：h s =1764Pa ，Q=50 m 3 /s ，r=12.05 N/m 3 ， v 1 =50/4=12.5m/s ，v 2 =50/5=10m/s h v 1 =
Pa
g
rv 96.9582.925.1205.1222
2
1
=??=
h v 2=
Pa
g
rv 42.6182
.921005.1222
2
2
=??=
h f s = h s - h v 1 =1764-95.96=1668Pa h f v = h v 2 =61.42Pa
h f t = h f s + h f v =1668+61.42=1729.42Pa 压入式：v 1 =40/4=10m/s ，v 2 =40/5=8m/s h v 1 =
Pa
g
rv 42.6182
.921005.1222
2
1
=??=
h v 2=
Pa
g
rv 3.3982
.92805.1222
2
2
=??=
h s 1 =1862Pa h f s = h s 1 =1862Pa h f v = h v 1 =61.42Pa h f t = h f s + h f v =1923.42Pa
例 4-6矿井通风系统如图所示，已知巷道风阻R 1=0.4N ·S 2/m 8 ，R 2=0.3N ·S 2/m 8 ，扇风机Ⅰ的特性曲线见下图中曲线Ⅰ，当要求巷道1的风量Q 1 =30m 3/s 时，求扇风机Ⅰ的工况及巷道2的风阻应为多少？
2
解 ：1）在下图中作风阻曲线R 1、R 3。
2）将扇风机Ⅰ与风阻R 3按照“风量相等，风压相减”原则串联合成得风机曲线Ⅰ′。
3）作Q 1 =30m 3/s 等风量线与R 1曲线交于1点，得h 1=36mmH 2O 。 4）由于1，2风路为并联，风机曲线Ⅰ′提供的风压应与1，2风路的通风阻力相等。即：H Ⅰ ′=h 1=h 2=36mmH 2O
作H Ⅰ ′=36mmH 2O 的等风压线交于曲线Ⅰ′上2点，得Q Ⅰ = Q Ⅰ ′=48m 3/s ，由2点作等风量线与曲线Ⅰ交于3点，3点为扇风机Ⅰ的工况点，扇风机Ⅰ的风量Q Ⅰ =48 m 3/s ，风压H 1
=81mmH 2O 。
40201006080
5）巷道2的风阻计算为： Q 2= Q Ⅰ- Q 1 =48-30=18m 3/s h 2=h 1
R 2=h 2/Q 一、 例题
例5-1R 2=0.34N.S 2/m 8/13
21
2=
+
=
R R Q Q Q 3=Q 1-Q 2h 1=R A Q 12=0.25×h 2=R 2Q 22=0.34×h 3=R 3Q 32=0.46×计算各风路的阻力：
h ABC =h 1+h 2=1056.3+415.3=1472Pa h ABD =h 1+h 3=1056.3+415.4=1472Pa
例5-2通风系统如图所示，已知各巷道的风阻R A =0.5N.S 2/m 8，R 2=1.5N.S 2/m 8，R 3=1.0N.S 2/m 8，R 4=1.5N.S 2/m 8，R 5=0.5N.S 2/m 8，R 6=1.0N.S 2/m 8，该系统的风压为h=81Pa 。正常通风时风门E 关闭，求此时各巷道的风量；若打开风门，而且系统的总风压保持不变，求该
解：1)R 0=R 2+R 3+R 4系统的总风阻R R=R 1+R 0+R 5系统的风量：=
Q
=1.44N.S 2/m 8 系统的总风量为：44
.181'
'=
=R h Q =7.5m 3/s
工作面的风量为：
5.20.10.415.7160'
3=???
? ??
+=????
??+=R R Q
Q m 3
/s 通过风门的短路风量：
0.55.25.73'
6=-=-=Q Q Q m
3
/s
例5-3通风网路如图所示，已知各巷道阻力
h 1=13,h 2=8,h 4=6,h 5=4,h 6=5mmH 2O,方向已在图上标注，求巷道7、3、8之间风流方向及阻力。
解：设巷道3的风流方向为B D ，对BDC 回路的风压平衡定律： h 3+h 5-h 4=0 h 3=h 4-h 5=6-4=2mmH 2O
2
51'
0.10.410.45.05.01???
? ?
?
+
++= ??++=R R R R
矿井通风安全 1. 井巷风流中，两断面之间的通风阻力等于两断面的绝对静压之差。 (×) 2. 在任何条件下，两台局部通风机不可以同时向一个掘进工作面供风。(×) 1.氧气浓度降低到10％一12％时，人在短时间内将会死亡。( √) 2. 简单角联网络中，对角巷道的风流方向的变化取决于临近巷道风阻之比，而与对角巷道本身的风阻大小无关。(×) 4．静压和动压是可以相互转化的。(√) 5. 采掘工作面必须实现分区通风；井下爆破材料库、采区变电所可实行扩散通风。(×) 3．大量漏风通道的存在，将降低矿井风阻，这是漏风的有益之处(×) 3．降低局部阻力地点的风速能够降低局部阻力。(√) 6. 矿井通风系统既可以采用机械通风，也可以采用自然通风。(×) 7. 并联网路的总风压等于任一分支的风压，总风量等于并联分支风量之和。(√) 4．轴流式风机在启动时应将风硐中的闸门打开。(√) 8. 顶底板为砂岩时，瓦斯容易保存；顶底板为页岩、泥岩时，煤层中瓦斯容易逸散(×) 9.开采规模越大，瓦斯涌出量越大。(√) 10. 水大的煤层瓦斯小，水小的煤层瓦斯大。(√) 5. 在条件允许时，要尽量使总进风晚分开，总回风早汇合。(×) 6. 所有掘进面的局部通风机（包括均压风机）供电都必须采用“三专”供电。(×) 7. 风门两侧的风压差越小，需要开启的力越大。(×) 8. 离心式风机在启动时应将风硐中的闸门打开。(×) 9.实验证明，当空气中的氧含量降低到12％时，瓦斯与空气组成的混合气体即失去爆炸性。所以，我们可以采用降低空气中氧含量的办法预防瓦斯爆炸。(×) 10. 瓦斯检查员必须在井口交接班。 (×) 二、填空题（每空1分，共20分） 1．风桥按其结构不同可分为三种（绕道式）风桥、（混凝土）风桥和（铁筒）风桥。 2．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（静压）、（速压或动压）和位压。 1．矿井气候条件的好坏取决于矿井空气的（温度）、（湿度）和（风速）的综合作用。最适宜的井下空气温度是（18-22 ）℃。 2．皮托管的“十”管脚传递（全压），“一”管脚传递（静压）。 3．主要通风机的工作方法有（抽出式）、（压入式）和（混合式）3种，目前我国大部分矿井采用（抽出式）。
矿井通风安全试题库
矿井通风安全试题库 一、填空题 1、矿井空气主要是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：满足人的呼吸需要；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及人员的呼吸。 4、影响矿井空气温度的因素有：岩层温度、地面空气温度、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。 5、矿井空气中常见有害气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和瓦斯（甲烷）等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。 7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于20％，二氧化碳浓度不得超过0.5％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是15-20℃，较适宜的相对湿度为50-60％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有燃烧爆炸性。一氧化碳极毒，能优先与人体的血色素起反应使人体缺氧，
角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道壁风速最小，通常所说的风速都是指平均风速。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用侧身法测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、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静压、动压和位压。 22、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。用以克服通风阻力的通风动力包括机械风压和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的总压力差是促使空气流动的根本原因。 24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和离心式两种；按服务范围不同可分为主要通风机、辅助通风机和局部通风机。 25、局部通风机的通风方式有压入式、抽出式和混合式三种。 26、根据测算基准不同，空气压力可分为高温、高压和冲击波。 27、矿井通风压力就是进风井与回风井之间的总压力，它是由机械风压和自然风压造成的。
《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： 如图所示，已知II . III号水柱计的读数分别为196Pa，980Pa，请问： （1）判断如图所示通风方式，标出风流方向、皮托管正负端； （2）I、II、III号水柱计测得是何压力?求出I号水柱计读数?
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）
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）
第一章p20页 1-1、地面空气由氧气、氮气、二氧化碳、氩、氖、水蒸气等组成的混合气体。 矿井空气和地面空气的区别是（1）氧浓度降低，二氧化碳浓度增加。 （2）混入瓦斯、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氢气、二氧化氮等有毒有害气体和矿尘。（3）空气的状态参数（温度、压力和湿度等）发生变化。 1-9、由公式φ=ρν/ρs 冬季5°时，ρs =m 3；进风流中绝对湿度为ρν=×=m 3；20°时，回风流中ρs = g/m 3；绝对湿度为ρν=×＝m 3。 则一天带走的水分为（）×2500×24×60=38160kg 。 1-10、二氧化碳的浓度C=(850+=%<%，故能正常工作。 第二章p35页 2-7、 p i =p oi +h i == pa H ti =h i +h oi =-900+160=-740 pa P ti =p i +h vi =+160= pa 2-8、如果相对静压为负，相对全压为正，则动压为540pa ， 2V 2 ρ=540，推出：速度=30m/s ，与矿井实际情况不符合； 如果相对静压为正，相对全压为正，则动压为60pa ，则推出此处全压和静压都为正，则V=10m/s 。 如果相对静压为负，相对全压为负，这种情况不可能。 知该点的压力大于同标高大气压力故为压入式通风。 第三章p52页 3-9 首先计算雷诺数，然后才知道选择合适的公式 225e -6 Q 100 44vd r 3.143R ==9.831010000014.410πυ υ?? ?= = ?>?，所以为完全紊流状态，选择完全紊流摩擦阻力平方公式。 3-10 突扩局部阻力 h 1=ζ1ρm Q 2/2s 12= 风流从2断面流入1断面相当于突缩断面 查表 ζ= h 1=ζ1ρm Q 2/2s 12= 3-11 33 2 fr fr 322 h LU 59.6 6.4h Q 0.036LUQ 10010.820 S S αα?= ?===?? 当有矿车后局部阻力为 h h 84.6559.625.05er fr h =-=-= （在标准下空气密度为m 3） 3-12 h=196+（××××62）= pa 由h =RQ 2 得R=·S 2/m 8 3-13 22h Q (0.010.050.020.02)3090R Pa ==+++?= A 90 h = == 3-14 由矿井等积孔定义知 对于多台通风机同时工作的的矿井等积孔计算，应根据全矿井通风总功率等于各台主要通风机工作系统功率之和的原理计算出总阻力， 而总风量等于各台主要通风机所在风路上风量之和，代入，m 2。得：
一、单项选择题 1、下列气体中不属于矿井空气的主要成分的是___B____。 A 氧气 B 二氧化碳 C 瓦斯 2、下列不属于一氧化碳性质的是___C____。 A 燃烧爆炸性 B 毒性 C 助燃性 3、矿井空气的主要组成成分有___A___。 A、N2、O2和CO2 B、N2、O2和CO C、N2、O2和CH4 4、下列气体中不属于矿井空气的主要有害气体的是B。 A 瓦斯 B 二氧化碳 C 一氧化碳 5、若下列气体集中在巷道的话，应在巷道底板附近检测的气体是B。 A 甲烷与二氧化碳 B二氧化碳与二氧化硫 C二氧化硫与氢气 D甲烷与氢气 6、下列三项中不属于矿井空气参数的是___C____。 A、密度 B、粘性 C、质量 7、两条风阻值相等的巷道，若按串联和并联2种不同的连接方式构成串联和并联网络，其总阻值相差C倍。 A 2 B 4 C 8& 8、巷道断面上各点风速是___D_____。 A轴心部位小，周壁大；B 上部大，下部小；C 一样大；D
轴心大，周壁小； 9、我国矿井主通风机的主要工作方法是___C____。 压入式 B、混合式 C、抽出式 10、掘进工作面局部通风通风机的最常用的工作方法是___A____。 压入式 B、混合式 C、抽出式 11、井巷任一断面相对某一基准面具有___A____三种压力。静压、动压和位压 B、静压、动压和势压 C、势压、动压和位压 12、《规程》规定，矿井至少要有___A____个安全出口。 A、2 B、3 C、 4 13、《规程》规定，采掘工作面空气的温度不得超过__A_____。 A、26℃ B、30℃ C、34℃ 14、皮托管中心孔感受的是测点的__C_____。 A、绝对静压 B、相对全压 C、绝对全压 15、通风压力与通风阻力的关系是___B_____。 A 通风压力大于通风阻力 B作用力于反作用力 C 通风阻力大于通风压力 16、井下风门有___A_____几种？ A 普通风门，自动风门； B 普通风门，风量门，自动风门，反向风门；
通风与安全试题库 一、填空题 1 、井下煤、岩巷道最低、最优、扬尘风速, ~, >s 2、计算工作面风量时，采煤工作面回风巷风流中CH4的浓度必须小于1%.. 3、局扇作压入式通风时，风筒出口到掘进工作面的距离叫有效射程，约7~8米。 4、在进风路线上，井下湿度的变化规律是：冬季干燥;夏季潮湿. 5、《规程》规定，正常生产矿井1 年需要进行一次反风演习；反风量>40%、时间10分钟，3年需要进行一次矿井阻力测定； 5年需要进行一次风机性能鉴定。 6、轴流式风机实际应用的风压不能超过风机最大风压的倍，否则出现不稳定 7、《规程》规定，采煤工作面的最低风速s;最高风速4m/s.. m； 8、《规程》规定，煤矿井下总粉尘（SiO2＜10%）允许浓度为10mg/3 呼吸粉尘允许浓度为m3。 9、《规程》规定，通风机的噪声85dB(A). 10、《规程》规定，在煤丶岩巷掘进中，稀释瓦斯的最低风速是s 、s 11、煤尘的爆炸界限为45~2000g/m3;爆炸威力最大的浓度为400g/m3 12、矿井等积孔越大，通风越容易 13、《规程》规定，井下CO 24 、NO2、H2S 5、SO2、（ppm）最高允许浓度 14、在矿井中，相对湿度接近饱和的区域是总回风巷回风井 15、矿井反风时，当风流方向改变后，主要通风机供给的风量不应小于正常供风量的40% 扩散器的作用是降低速压提高静压 16、衡量矿井气候条件好坏的参数是温度、湿度、风速 17、两台风机并（串）联作业画其特性曲线的原则是并：压力相等，风量相加；串：风量相等，风压相加。 18、等断面的同种支护方式不同形状的巷道，摩擦阻力是圆最小，梯形最大 19、瓦斯在煤体中存在的状态有游离状态和吸附状态。 20、井下条件下，瓦斯最易爆炸的浓度是7~8%；爆炸威力最大的浓度是~%; 最易爆炸 的浓度5~6% 21、局部空间的瓦斯浓度达2%,其体积超过的现象叫瓦斯积聚。 22、局扇安装的“三专两闭锁”中的三专是指专用变压器、专用开关和专用线路。 23、局扇安装的“三专两闭锁”中的两闭锁是指风电闭锁和瓦斯电闭锁装置。 24 、“一炮三检”制度是指井下爆破过程中的装药前、放炮前和放炮后必须分别 检查爆破地点附近20m内风流中的瓦斯浓度。 25、光学瓦斯检测器内二氧化碳吸收管中装的药剂是碱石灰；水分吸收管中装的药 是硅胶。 26、便携式瓦斯检测器按检测原理分为热放式、热导式及半导体气敏元件式三大类。 27、矿尘按存在的状态分为悬浮矿尘和下落矿尘。 28、矿尘按粒径组成范围分为粗粒和细粒微粒。按成分分为岩尘和煤尘。 29、煤炭自燃的发展过程可分为潜伏期、自热期和自然期三个阶段。 30、均压防火技术可分为开区均压和闭区均压两大类。 31、根据矿井发生火灾的原因分为内因火灾和外因火灾 32、全部跨落法控顶的长壁后退式采煤工作面采空区内遗煤自燃的三带是散热带、自然带、 窒息带。 33、我国煤矿防火的预防性灌浆的方法可分为采前预灌、边采边灌和采后灌浆三种。
《矿井通风与安全》试题库（含答案） 一、填空题 1、矿井空气主要是由__氮气、氧气_和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：__满足人的呼吸需要_；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及__人员的呼吸_____。 4、影响矿井空气温度的因素有：__岩层温度、地面空气温度_、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。 5、矿井空气中常见有害气体有__一氧化碳_、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_瓦斯（甲烷）_等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。 7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于___20____％，二氧化碳浓度不得超过 ___0.5____％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是____15-20___℃，较适宜的相对湿度为__50-60_____％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有__燃烧爆炸性__。一氧化碳极毒，能优先与人体的__血色素__起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、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。 12、矿井通风阻力包括_摩擦阻力______和__局部阻力_____。 13、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。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是__保护风机__；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。其主要特点是：__只有一个出口__ ，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有_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。 17、测定风流中点压力的常用仪器是__压差计___和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须__正对_____风流方向。 18、通风网路中各分支的基本联结形式有__串联_____、__并联__和角联，不同的联接形式具有不同的通 风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速__最大_____，而靠近巷道 壁风速__最小___，通常所说的风速都是指_平均风速__。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用_侧身法______测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、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___静压____、__动压_____和位压。 22、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。用以克服通风阻力的通风动力包括__机械风压_和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的总压力差是促使空气流动的根本原因。 24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和离心式两种；按服务范围不同可分为主要通风机、辅助通风机和局部通风机。 25、局部通风机的通风方式有压入式、抽出式和混合式三种。 26、根据测算基准不同，空气压力可分为__高温、高压和___冲击波_。 27、矿井通风压力就是进风井与回风井之间的总压力，它是由__机械风压和自然风压___造成的。
1、压入式通风风筒中某点i 的hi=1000Pa ，hvi=150Pa ，风筒外与i 点同标高的P0i=101332Pa ，求： (1) i 点的绝对静压Pi ； (2) i 点的相对全压hti ； (3) i 点的绝对全压Pti 。 解：(1) Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa （3分） (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa （3分） (3) Pti=P0i+hti =101332+1150=102482Pa 或Pti =Pi+hvi=102332+150=102482Pa （4分） 2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa 和101858Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100m ，巷道中空气密度为1.2kg/m 3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为 )()(2222111121gZ h P gZ h P h v v r ρρ++-++=-（2分） 因为S 1=S 2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则 ＝101324-101858＋1.2×9.8×100=642Pa （3分） 因为得值为正值，所以，假设成立，即风流方向为1断面－2断面（５分）。 3、下图为压入式通风的某段管道，试绘制出管道风流中i 点各种压力间的相互关系图。 图中如画出绝对压力图，得5分；画出相对压力图，得5分。 1、如右图，若R 1=R 2=0.04 kg/m 7，请比较下图中两种形式的总风阻情况。 若R 1=R 2=0.04 kg/m 7，请比较下图中两种形式的总风阻情况。 串联：Rs １= R 1+ R 2= 0.08 kg/m 7（3分） 并联：（6分） ∴ Rs 1 ：Rs 2＝８：１ 即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 倍。 （1分） 2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa 和101858Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100m ，巷道中空气密度为1.2kg/m 3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为 )()(2222111121gZ h P gZ h P h v v r ρρ++-++=-（3分） 因为S 1=S 2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则 704.0104.0111/01.0)(1) (1 21m kg R R R S =+=+=
矿井通风与安全习题课 时间： 姓 名： 学 号： 第Ⅰ组 1.《规程》规定，井下空气中，按体积计，一氧化碳不得超过0.0024%，按重量计，不得超过30mg /m 3，问怎样从体积标准换算为重量标准？ 2．某矿井冬季进风流的温度为5℃，相对湿度为 70%，回风流 的温度为20℃，相对湿度为90%，矿井的总风量为2500 ，试求风流在一昼夜内从矿井中带走多少吨的水蒸汽。 3．已知风表的校正曲线如图2-4所示，试求该曲线的表达式。若已知表速为m /s ，试由该表达式求出真风速。 4．(P32)某倾斜巷道如图3－18所示，已知断面I-I 和断面Ⅱ-Ⅱ的P 静1＝755mmHg ，P 静2＝750mmHg ；V 1＝5m/s ，V 2＝3m/s ；， ；Z 1＝0，Z 2＝60m 。试确定风流方向和断面间 的通风阻力。 j ?3/min m 31 1.22/kg m γ=32 1.2/kg m γ=
5．（P33）如图3-19所示，如果上述倾斜巷道变为水平巷道时其他条件不变，试判断风流方向并计算两断面间的通风阻力。 6．（P33）如图3-20所示，如果上述巷道既是水平巷道，且断面面积相等，即S1=S2,V1=V2,其他条件不变，试判断风流方向并计算两断面间的通风阻力。
7.（P49）某矿采用抽出式通风如图3-21所示，用仪器测得风硐4断面的风量Q=40m 3/s ，净断面积S 4＝4m 2，空气重率＝1.19kg/m 3，扇风机房U 形压差计的读数h ＝200mmHg,风硐外与4断面同标高的大气压力P 0＝742 mmHg ，矿井自然风压h 自＝10mmH 20，自然风流与扇风机作用风流方向相同，试求P 静4、P 全4、h 速4、h 全4以及矿井 通风阻力h 阻 各为多少？ 8．（P50）某平巷为梯形断面，长200m ，采用不完全木棚子支护，支架直径d 0=18厘米，支架间距L ＝0.9m ，净断面面积为6m 2，当通过的风量为30m 3/s 时，该巷道的摩擦阻力为多少？若风量增为40m 3/s 时，该巷道的摩擦阻力又为多少？ 9．（P50）已知矿井总阻力为144 ，风量为60m 3/s ，试求该矿井的等积孔和风阻。如果生产上要求将风量提高到70m 3/s 秒，问风阻和等积孔之值是否改变？矿井通风阻力是否改变？其值为多少？ 10．（P50）某水平巷道如图3－39所示，用胶片管和压差计测得1 2mmH O
矿井通风安全试题库 一、填空题 1、矿井空气主要是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：满足人的呼吸需要；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及人员的呼吸。 4、影响矿井空气温度的因素有：岩层温度、地面空气温度、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。 5、矿井空气中常见有害气体有一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和瓦斯（甲烷）等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。 7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于20％，二氧化碳浓度不得超过0.5％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是15-20℃，较适宜的相对湿度为50-60％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有燃烧爆炸性。一氧化碳极毒，能优先与人体的血色素起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、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。
12、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。 13、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。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是保护风机；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘进通风。其主要特点是：只有一个出口，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有安全性好；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。 17、测定风流中点压力的常用仪器是压差计和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须正对风流方向。 18、通风网路中各分支的基本联结形式有串联、并联和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速最大，而靠近巷道壁风速最小，通常所说的风速都是指平均风速。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用侧身法测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、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静压、动压和位压。 22、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。用以克服通风阻力的通风动力包括机械风压和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的总压力差是促使空气流动的根本原因。 24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和离心式两种；按服务范围不同可分为
矿井通风与安全试卷,习题及答案
矿井通风与安全试卷,习题及答案
《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。
矿井通风与安全课后习题解答 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？ 地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分浓度改变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有哪些？ 主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破 1-3 矿井空气中常见的有害气体有哪些?《规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体现定？ 有害气体：CH4、CO2、CO、NO2、SO2、H2S、NH3、H2、N2 体积浓度：CH4 ≤ 0.5% CO2 ≤ 0.5% CO ≤ 0.0024% NO2 ≤ 0.00025% SO2 ≤ 0.0005% H2S ≤ 0.00066% NH3 ≤ 0.004% 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。 CO是无色、无臭、无味的有毒有害气体，比重为0.967，比空气轻，不易溶于水，当浓度在13~75%时可发生爆炸 CO比O2与血色素亲和力大250~300倍，它能够驱逐人体血液中的氧气使血液缺氧致命 井下爆炸工作、火区氧化、机械润滑油高温分解等都能产生CO 1-5 什么是矿井气候?简述井下空气温度的变化规律。 矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件 在金进风路线上：冬季，冷空气进入井下，冷气温与地温进行热交换，风流吸热，地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季，与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低 在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等，致使产生较大热量，对风流起着加热的作用，气温逐渐上升，而且常年变化不大 1-6 简述风速对矿内气候的影响。 矿井温度越高，所需风量就越多，风速也越大；风速越大，蒸发水分越快，井内湿度也越大，矿井温度、湿度、风速间有着直接的联系 1-7 简述湿度的表示方式以及矿内湿度的变化规律。 绝对湿度—单位容积或质量的湿空气中所含水蒸气质量的绝对值（g/m或g/k） 绝对饱和湿度—单位容积或质量湿空气所含饱和水蒸气质量的绝对值（g/m或g/kg） 相对湿度—在同温同压下空气中的绝对湿度和绝对饱和湿度的百分比，即 矿井进风路线上冬干下湿；在采掘工作面和回风路线上，因气温常年几乎不变，故其湿度亦几乎不变，而且其相对湿度都接近100%。 2-1 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 绝对静压：单位容积风流的压能 绝对静压：它是指管道内测点的绝对静压与管道外和测点同标高的大气压力之和，静压是油空气分之热运动产生的，反映了分子运动的剧烈程，单位Pa 2-2 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 能量变化方程中任一断面上单位体积风流对某基准面的位能，是指风流受地球引力作用对该基准面产生的重力位能，习惯叫做位压 物理意义：某一端面到基准面的空气柱的重量单位：Pa 2-3 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？
矿井通风与安全试题3 一、选择题（30×2=60分） 1.空气中粉尘的危害不包括 A.人体危害 B.大气危害 C.机械磨损 D.增大生化需氧量 2.作业场所空气中的粉尘含游离SiO2超过10%，其最高允许浓度为 A.2mg/m3 B.1 mg/m3 C.10 mg/m3 D.5 mg/m3 3.井下作业地点的气候条件不含有的因素 A.温度 B.湿度 C.风速 D.噪声 4.一定速度气流的相对全压与其相对静压相比，一定为： A.大 B.小 C.负值 D.相等 5.湿空气的压力保持不变，温度升后，饱和水蒸气压力是 A.上升 B.不变 C.变小 D.不一定 6.气流的雷诺数与什么无关 A.风速 B.风道断面 C.气体特征 D.流动方向 7.压入式通风系统中气流的绝对全压一定会 A.大于0 B.小于0 C.小于动压 D.小于静压 8.压入式通风系统中气流的相对静压不可能出现 A.小于0 B.大于0 C.等于0 D.小于1 9.全压一定条件下，动压增加，静压的变化一定会 A.减少 B.不变 C.增大 D.视高度而定 10.井巷风流的雷诺数与哪一因素无关 A.巷道尺寸 B.风流速度 C.风流温度 D.井巷位置 11.当风阻增大后，正常应用状态下的风机的流量是 A.减小 B.增大 C.不变 D.不一定 12.扇风机串联作用的目的是 A.减小风量 B.增大风压 C.节省电力 D.增大风量 13.与风机风压方向相同的自然风压同风机共同作用于通风系统时，较不存在自然风压时 A.风压增加 B.风压增加，风量增加 C.风压增加，风量减少 D.风压减小，风量增加 14.辅扇调节风量相当于 A.减小了设置辅扇巷道的断面 B.增加了与之并联巷道的断面 C.增加了与其并联巷道的阻力 D.降低了设置辅扇巷道的通风阻力 15.通过设置风门与风窗调节风量，对于整个通风系统其作用表现为 A.总风阻减少 B.总风量增加 C.总风阻增大 D.与其并联巷道的风阻增大 16.主扇风机转数增加，对于通风系统的作用表现为 A.总风量增加 B.总风阻增加 C.自然风压作用增加 D.风量分配合理 17.巷道掘进局扇混合式通风方式不存在 A.长压短抽式 B.前压后抽式 C.前抽后压式 D.前压前抽式 18.掘进通风时的风量确定，原则上应按
一、填空题 1、矿井空气主要是由__氮气、氧气_和二氧化碳等气体组成的。 2、矿井通风的主要任务是：__满足人的呼吸需要_；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井气候。 3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以及__人员的呼吸_____。 4、影响矿井空气温度的因素有：__岩层温度、地面空气温度_、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。 5、矿井空气中常见有害气体有__一氧化碳_、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_瓦斯（甲烷）_等。 6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；另一种叫比长式。 7、矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 8、《规程》规定：灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于___20____％，二氧化碳浓度不得超过___0.5____％。 9、通常认为最适宜的井下空气温度是____15-20___℃，较适宜的相对湿度为__50-60_____％。 10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有__燃烧爆炸性__。一氧化碳极毒，能优先与人体的__血色素__起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。 11、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。 12、矿井通风阻力包括_摩擦阻力______和__局部阻力_____。 13、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。 14、防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三：一是__保护风机__；二是当风机停止运转是，打开防爆门，可使矿井保持自然通风；三是防止风流短路的作用； 15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。其主要特点是：__只有一个出口__ ，本身不能形成通风系统。 16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有_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。 17、测定风流中点压力的常用仪器是__压差计___和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力，其“＋”管脚传递绝对全压，“－”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须__正对_____风流方向。 18、通风网路中各分支的基本联结形式有__串联_____、__并联__和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。 19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心部分风速__最大_____，而靠近巷道壁风速__最小___，通常所说的风速都是指_平均风速__。 20、井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用_侧身法______测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 21、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___静压____、__动压_____和位压。 22、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。用以克服通风阻力的通风动力包括__机械风压_和自然风压。 23、在井巷风流中，两端面之间的总压力差是促使空气流动的根本原因。
矿井通风与安全课后习 题部分答案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
第一章p20页 1-1、地面空气由氧气、氮气、二氧化碳、氩、氖、水蒸气等组成的混合气体。 矿井空气和地面空气的区别是（1）氧浓度降低，二氧化碳浓度增加。 （2）混入瓦斯、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氢气、二氧化氮等有毒有害气体和矿尘。（3）空气的状态参数（温度、压力和湿度等）发生变化。 1-9、由公式φ=ρν/ρs 冬季5°时，ρs =m 3 ；进风流中绝对湿度为ρν=×=m 3 ；20°时，回风流中ρs = g/m 3 ；绝对湿度为ρν=×＝m 3 。 则一天带走的水分为（）×2500×24×60=38160kg 。 1-10、二氧化碳的浓度C=(850+=%<%，故能正常工作。 第二章p35页 2-7、 p i =p oi +h i == pa H ti =h i +h oi =-900+160=-740 pa P ti =p i +h vi =+160= pa 2-8、如果相对静压为负，相对全压为正，则动压为540pa ， 2 V 2 ρ=540，推出：速度=30m/s ，与矿井实际情况不符合； 如果相对静压为正，相对全压为正，则动压为60pa ，则推出此处全压和静压都为正，则V=10m/s 。 如果相对静压为负，相对全压为负，这种情况不可能。 知该点的压力大于同标高大气压力故为压入式通风。 第三章p52页 3-9 首先计算雷诺数，然后才知道选择合适的公式 225e -6 Q 100 44vd r 3.143R ==9.831010000014.410πυ υ?? ?= = ?>?，所以为完全紊流状态，选择完全紊流摩擦阻力平方公式。 3-10 突扩局部阻力 h 1=ζ1ρm Q 2 /2s 12 = 风流从2断面流入1断面相当于突缩断面 查表 ζ= h 1=ζ1ρm Q 2 /2s 12 = 3-11 33 2 fr fr 322 h LU 59.6 6.4h Q 0.036LUQ 10010.820 S S αα?= ?===?? 当有矿车后局部阻力为 h h 84.6559.625.05er fr h =-=-= （在标准下空气密度为m 3 ） 3-12 h=196+（××××62 ）= pa 由h =RQ 2 得R=·S 2 /m 8 3-13 22h Q (0.010.050.020.02)3090R Pa ==+++?= A 90 h = == 3-14 由矿井等积孔定义知 对于多台通风机同时工作的的矿井等积孔计算，应根据全矿井通风总功率等于各台主要通风机工作系统功率之和的原理计算出总阻力， 而总风量等于各台主要通风机所在风路上风量之和，代入，m 2 。得：
山东理工大学试题纸 班级:.…_…_…_…_…_姓名::_…_…_…-_-学号：_- _…_…_-…_ (A丄查—…_共2更…—…_ 第 [—页…_…_-…_…装订线_
一?解释下列名词（15分） 1?矿井通风系统 2?矿内气候条件 3.漏风 4?自然风压 5.通风除尘 二.回答下述问题（25分） 1.风流在巷道中流动时的摩擦阻力是怎样产生的? 2.卡他度高，人感到热还是冷？为什么？？ 3.如何解释井下进风路线上冬干夏湿的现象? 4.矿内有害物质对人体造成危害的充分且必要的条件是什么? 5.工作面布置在对角巷道中有何缺点? 三.计算以下各题 1.某巷道长度及支架保持不变，欲使其风阻降低二分之一，巷道断面要扩大为原断面积的多少倍？（断面与周界的 关系P = C S ）（12分） 注：（1）出题时请用计算机打印清楚，用小四号字型。（2）试题之间可留答题空。 山东理工大学试题纸 课程名称 矿井通风与安全考试性质考试开闭卷闭卷 出题日期2004.11.15 适用班级 资源0101、02 学年学期2004-2005 学年第一学 出题教师赵小稚 姓名: （_A.丄.眷….一..…共.2更…一…第. 2一页..…-..…- 一.…_.….装订线 班级：
题号一二三四五六七八九十十一总分 ■得分 2?如下图所示，抽出式风筒内测点1和压入式风筒内测点2的绝对静压分别为P si=100.2、P S2=101.8 kPa,平均风速分别为v i=20、V2=20m/s,空气密度均为p =1.2kg/m3，g =9.81m/s2;风筒外的大气压力P o=758mmHg。试将各压差计所反映的液柱面升降情况和用mmH20表示的各压力值标注在图中空白水柱计上。（14分） 3?某抽出式矿井如右图所示。风流路线为 1 —A —B —C—2, 扇风机房内压差计静压读数H s=2943 Pa,与风机风压作 用相反的自然风压H n=98.1 Pa； 2点的空气密度p 2=1.2 kg/m3, 断面积S = 3 m2,平均风速V2=14 m/s。（26分） （1）求全矿通风阻力h1-2； （2）该矿开采后期，由于风机磨损，其有效风压降低了20%, 为了保持 原有风量不变，增加并联巷道AB ‘C,以减少矿井风阻如果已知R ABC= 0.87 N o s2/m8,试求R AB，C； （3）求后期比前期等积孔增大的数值。 4.根据右下图所示系统，已知R AB=2R AC , Q AC=2Q AB，试判断对角巷道的风流方向。