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《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850m3/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样反映的？2-9 为什么风道入口断面的绝对全压可认为等于入口外面的大气压（或绝对静压），风道出口断面的绝对静压等于出口外面的大气压（或绝对静压）？2-10 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？2-11 作为通风动力的通风机全压在克服风道通风阻力中起什么作用？已知通风机的进出口断面上的全压如何求算通风机全压？2-12 用压差计法测定通风阻力时，如果胶皮管中的空气温度大于井巷中的空气温度，测出的压差是否等于通风阻力？偏大还是偏小？=12.1324N/m3）γ=1.2380kg/m3，v=0.8078m3/kg，ρ为75%，求空气的密度、比容和重率。
第一章矿井空气矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量地运动，最后将污浊空气派出矿井的全过程。
矿井空气: 地面空气进入矿井以后干空气：指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。
湿空气:地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体矿井空气主要成分的质量（浓度）标准: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。
空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2、NH3、H2、H2S矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速这三个参数的综合作用状态衡量矿井气候的指标：1.干球温度2.湿球温度3.等效温度4.同感温度5.卡他度第二章矿井空气流动基本理论空气主要屋里参数：1.温度生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过26ºC，机电硐室的空气温度不得超过30ºC。
2.压力空气的压力也称为空气的静压。
3.密度、比容单位体积空气所具有的质量称为空气的密度：空气的比容是指单位质量空气所占有的体积。
(内摩擦力)以阻止相对运动，5.湿度绝对湿度：每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。
相对湿度：单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS）之比。
露点：温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度。
含湿量：含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg）。
6.焓内能u和压力功PV之和。
静压：当空气分子撞击到器壁上时就有了力的效应，这种单位面积上的效应称为静压。
静压特点：a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；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。
1.矿井通风目的：为提供充足的空气(供人呼吸)；稀释、排除有害气体；创造良好的气候条件。
2.矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量流动，最后将污浊空气排出全矿井的过程。
3.矿内采掘工作面的进风流中氧含量不得低于20%。
矿内空气中氧浓度降低的主要原因：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；煤岩和生产过程中产生的各种有害气体4.矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。
5.矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。
此外，有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。
《规程》规定：进风流中二氧化碳不超过0.5%；总回风流中，二氧化碳不超过1%。
6.空气中一氧化碳的主要来源有：井下爆破；矿井火灾；煤炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。
《规程》规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024%。
7.《规程》规定：空气中二氧化硫含量不得超过0.0005%。
《规程》规定氮氧化合物不得超过0.00025%。
《规程》规定硫化氢的允许浓度为0.00066%。
《规程》氨气允许浓度为0.004%。
8.矿内空气温度的变化规律：冬暖夏凉；井下空气湿度的变化规律：冬干夏湿。
9.矿井气候：矿井空气的温度，湿度和流速这三个参数的综合作用结果。
10.《矿山安全条例》第53条规定，矿井空气最高容许干球温度为28℃。
11.雷诺数：用来判别流体的流动状态的无因次准数称为雷诺数。
12.矿井内所有井巷中的风流均呈紊流状态。
13.14.等积孔：假定在无限的空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口。
当孔口通过的风量等于矿井风量，而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。
15.降低井巷摩擦阻力的措施：降低α;扩大巷道断面S;减少周界长U;减少巷道长L;避免巷道内风量过于集中。
考虑，为了便于分析和计算，一般可把这种气体看作是没有这两种因素的理想气体。
气体的物理参量较多，最基本的是比容、压力、温度。
一、空气的比容和密度1、空气的比容：单位质量的空气所占的容积，即υ=V/M m3/kg （1-1）2、空气的密度：单位容积空气的质量，ρ=M/V kg/m3 （1-2）3、空气的重率：单位容积空气的重力γ=N/ m3 （1-3）二、空气的压力1、空气的绝对静压——空气分子不停息无规则的热运动对容器壁面产生的压强，它使气体分子状态的基本参量之一。
2、特点1）空气的绝对静压具有在各个方向上强度相等的特点2）不论空气是静止还是流动，绝对静压都存在3）地表大气中的绝对静压习惯上叫做大气压力，标高越低，大气压力越大4）标准大气压是指气温在零度时为45度海平面上的绝对静压p o=101324.96帕3、计量单位Pa KPa Mpa4、空气绝对静压的测量测量绝对静压的常用仪表有两种：水银器压计、空和气压计三、空气的温度1、空气温度的意义和计量温度是气体状态的基本参量之一气体分子的运动是热运动，气体分子热运动的动能大小表示这种热运动的强烈程度，体现出气体分子冷热程度，表示这种冷热程度的参量就是温度.T——绝对温度，t——聂氏温度，T=t+273.152、井下空气温度的变化规律在进风路线上，冷空气进入井下，冷空气与低温进行热交换，风流吸热，低温散热地温随温度涿渐增加，且风流下行受压缩，沿线气温逐渐升高。
四、空气的湿度1、意义绝对湿度fa——单位体积或质量的空气所含的水蒸气的质量的绝对值。
相对湿度——在统统压下，空气的绝对温度和饱合湿度之比的百分数。
φ=fa/fs×100%，%由此可知，当φ=0时，fa=0空气中没有水蒸气，是绝对干燥的空气，当φ=100时，fa=fs，空气中所含水蒸气达到饱和程度。
2、空气湿度的测算测算空气湿度时，先用仪表测算出相对湿度，再算出绝对湿度。
常用仪表：手摇湿度计、风扇湿度计。
教学模块Ⅰ矿井空气及调节1.1 矿井空气成分、性质和变化规律矿井空气的成分矿井空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后会发生物理和化学两种变化，变化，因而矿井空气在成分、质量和数量都和地面空气有着程度不同的区别。
.1地面空气成分的种类和数量地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。
在混合气体中，水蒸气的浓度随地域和季节而变化，其平均的体积浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质，有时能污染局部地域的地面空气。
新鲜空气无色，无味和无臭，是维持生命所必需的，并能助燃。
.2 矿井空气的主要成分及生成上面提到，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，各种成分的浓度也发生改变。
就煤矿而官，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、N02、H 2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。
由于各矿的具体条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都有必然的差别。
在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必需保持足够的浓度，其余九种(水蒸气除外)气体和浮尘，超过必然浓度时，对人体都是有害的，必需把它们的浓度降低到没有危害的程度．在这九种气体中CO、H2S、SO2和N02超过必然浓度时，还能使人体中毒。
故称这九种气体为有害有毒气体，别名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯那么专指CH4。
CH4是煤矿井下昔遍存在的气体，在必然浓度范围内，具有爆炸性。
所以，CH4是煤矿井下最危险的气体。
煤矿井下经常呈现且数量较多的气体是CH4和CO2，它们是计算矿井所需风量的主要按照。
井下的物理变化有：气体混入：沼气(CH4)、二氧化碳和硫化氢(H2S)等气体从地层中涌出到井下空气中。
大都矿井有沼气涌呈现象,沼气涌出量的大小各矿不同，有些矿井沼气涌出量高达40～50m3/min，有些矿井还伴随沼气涌出氮(N2)二氧化硫(SO2)和氢(H2)等气体。
固体混入：井下各种作业所发生的微小的岩尘、煤尘和其他杂尘浮游在井下空气之中。
