矿井通风系统及其设计复习思考题

《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。

第二章 矿井风流参数的测定及计算复习思考题1、何谓空气密度、重度和粘性？2、何谓大气压力？何谓静压、动压和全压？它各有什么特性？3、为什么空气压力的单位1mmH 2O=9.8Pa?4、试述倾斜压差计的测压原理？5、用皮托管和U 型管压差计测得几种通风管道中压力的结果分别如图2-1所示。

问静压、动压和全压各为多少？并判断其通风方式。

6、如图2-2所示矿井，把左侧进口封闭后引出一胶管与水柱计连接。

若左侧井内空气平均密度1 =1.15kg/m3，试问水柱计哪边水面高？读数是多少（E-E 为在平巷中任取的一个断面）？7、如图2-3所示。

某倾斜巷道面积S 1=5m 2,S 2=6m 2,两断面垂直高差50m ，通过风量为600m 3/min ，巷道内空气平均密度为1.2kg/m 3，1、2两断面处的绝对静压分别为760mmHg与图2-1763mmHg(1mmHg=133.322Pa)。

求该段巷道的通风阻力。

图2-2 图2-38、某矿深150m，用图2-4压入式通风。

已知风硐与地表的静压差为1500Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3，出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为8m/s，出风口的风速为4m/s。

求矿井通风阻力。

9、某矿深200m，用图2-5抽出式通风。

已知风硐与地表的静压差为2200Pa，入风井空气的平均密度为1.25kg/m3,出风井为1.2kg/m3，风硐中平均风速为 8m/s，扇风机扩散器的平均风速为6m/s，空气密度为1.25kg/m3，求矿井通风阻力。

10、当出风井口的风速没有改变，主扇风机安在井下，压差是否会减少？为什么？11、如图2-6，U 形管内装水，已知风速v 1=15m/s ，v 2=4m/s ，空气密度1ρ=1.2kg/m 3 。

问左侧U 型管的水面如何变化？其差值为多少？12、某通风系统如图2-7所示，U 型管测出风硐内的压差读数为230mmH 2O ，风硐断面S=9m 2，通过风量为90m 3/s 。

矿井通风与安全复习题及答案一、填空题1.矿井空气中有毒有害气体总称为矿井有害气体，其主要组分有：一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气、甲烷等。

2.风压即矿井风流的压力，是矿井通风动力学的基本参数，按其形成的特征分为：静压、动压和全压。

3.扇风机的性能是用在不同工作风阻条件下所产生的压力、功率、效率与风量之间的关系函数曲线表示的，这种表示扇风机性能的曲线称为扇风机的特性曲线。

4.矿井的气候条件通常用风流的温度、湿度和风速三个参数综合进行评价。

5.矿井通风系统是通风路线、通风动力和控制风流的通风构筑物的总称，是矿井生产系统的重要组成部份。

6.矿井通风按主要扇风机的工作方式可分为压入式通风和抽出式通风、压抽混合式 3 种。

7.进、回风井筒均位于井田中央。

根据进、回风井筒的相对位置又可分为中央并列式和中央分列式。

8.矿井通风机分为：主要通风机、辅助通风机、局部通风机。

9.矿井阻力是指风流由进风井口进入到回风井风机叶轮入口断面处的井巷阻力，即通常讲的通风网络阻力或者通风系统阻力。

10.常用的通风仪表包括测压、测风、测温和测量其它综合参数的仪表。

11.矿井通风设计是矿井设计的一个重要组成部份，其基本任务是结合矿井开辟、开采和运输等需要拟定安全可靠、经济合理的通风系统，计算不同时期的矿井总风量和系统总阻力，选择合适的通风设备。

12.采煤工作面常用的通风方式： U 型通风方式、 W 型通风方式、 Y 型通风方式、 Z 型通风方式。

13.局部通风机是掘进通风机的动力设备，掘进通风对风机的要求是：体积小、风压高、效率高、噪声低、风量风压可调，坚固、防爆。

14.一个矿井中只要有一个煤层发现瓦斯，该矿井即为瓦斯矿井。

15.按抽采工艺分类主要有：钻孔抽采、巷道抽采和钻孔巷道混合抽采。

16.矿井总回风巷或者一翼回风巷中瓦斯或者二氧化碳浓度超过 0.75%时，必须查明原因，进行处理。

17.采区回风巷、采掘工作面回风巷中瓦斯浓度超过 1.0%或者二氧化碳浓度超过 1.5%时，必须住手工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

矿井通风与安全复习思考题与习题题库矿井通风与安全复习思考题与习题题库第一章矿井空气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?2-13 已知矿内空气的绝对静压P等于103991Pa，空气温度t为18℃，相对湿度j为75%，求空气的密度、比容和重率。

复习思考题与习题6-1 什么是通风网络？其主要构成元素是什么？6-2 如何绘制通风网络图？对于给定矿井其形状是否固定不变？6-3 简述节点、路、回路、网孔、生成树、余树的基本概念?6-4 矿井通风网络中风流流动的基本规律有哪几个？写出其数学表达式。

6-5 比较串联风路与并联风网的特点。

6-6 写出角联分支的风向判别式，分析影响角联分支风向的因素。

6-7 矿井风量调节的措施可分为哪几类？比较它们的优缺点。

6-8 比较各种风量调节计算方法的特点。

6-9 矿井通风网络解算问题的实质是什么？6-10简述矿井通风风量的增阻调节法。

6-11 如图6-7-1所示并联风网，已知各分支风阻：R＝1 1.274，R＝1.47，3R＝1.078，4R＝1.568，单位为Ns2/m8，2总风量Q＝36 m3/s。

求：（1）并联风网的总风阻；（2）各分支风量。

图6-7-1 图6-7-2 图6-7-3 图6-7-46-12 如图6-7-2所示角联风网，已知各分支风阻：R＝13.92，R＝0.0752，3R＝0.98，4R＝0. 4998，单位为Ns2/m8。

2试判断角联分支5的风流方向。

6-13 如图6-7-3所示并联风网，已知各分支风阻：R＝1.186，2R＝0.794，单位为Ns2/m8；总风量Q1＝40m3/s。

求：（1）分支1和2中的自然分风量1Q和2Q；（2）若分支1需风10 m3/s，分支2需风30 m3/s；采用风窗调节，风窗应设在哪个分支？风窗风阻和开口面积各为多少？6-14 如图6-7-4所示通风网络，已知各分支风阻：R＝10.14，R＝0.11，3R＝0.21，4R＝0.32，5R＝0.15，6R＝0.19，2R＝0.23，8R＝0.44，单位为Ns2/m8。

需风分支风量为：1q＝715，q＝10，6q＝15，8q＝10，单位为m3/s。

（1）若在分支33、4和8中进行调节，试用回路法求调节方案。

（2）若事先不确定调节分支，试用通路法求增阻调节方案。

《矿井通风与安全》(1)《矿井通风》1．空气密度：单位体积空气所具有的质量称为空气密度。

P242．相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测算的压力称为相对压力。

（h）P27 3．绝对压力：以真空为基准测算的压力称为绝对压力。

P274．正压通风：在压入式通风矿井中，井下空气中的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力，相对压力是正值，称为正压通风。

P275．负压通风：在抽出式通风矿井中，井下空气中的绝对压力都低于当地当时同标高的大气压力，相对压力是负值，称为负压通风。

P276．摩擦阻力：井下风流沿井巷或管道流动时，由于空气的粘性受到井巷壁面的限制造成空气分子之间相互摩擦以及空气与井巷或管道周壁间的摩擦从而产生阻力这种阻力称为摩擦阻力。

P467．等积孔：为了更形象更具体更直观的衡量矿井通风难易程度矿井通风学上常用一个假象的并与矿井风阻值的孔的面积称为评价矿井通风难易程度，这个假象孔的面积称为矿井等积孔。

P558．自然风压：P709．通风机个体特性曲线：表示通风机的风压功率和效率随风量变化而变化的关系曲线称为通风机个体特性曲线。

P8210．通风机的工况点：当以同样比例把矿井总风阻曲线绘制通风机个体特性曲线中时，风阻曲线于风压曲线于A点时，此点称为通风机的工况点。

P8411．通风网路图：用直观的几何图形来表示通风网络就得到通风网络图。

P9912．风量自然分配：风量按并联各分支风阻值的大小自然分配的性质，称为风量自然分配。

P10413．风量按需分配：14．局部风量调节：在采区内，采区间和生产水平之间的风量调节称为局部风量调节。

P11815．矿井通风系统：是矿井通风方法，通风方式，通风网络与通风设施的总称。

P127 16．矿井通风方法：指主要通风机对矿井供风的工作方法。

（抽出式，压入式，混合式）17．矿井通风方式：指矿井进风井与回风井的布置方式。

（中央式，对角式，区域式，混合式）P12818．上行通风：当风流沿采煤工作面由下向上流动的通风方式，称为上行通风。

矿井通风与安全》试卷（B）卷参考答案及评分标准一、名词解释（20分；每个2分）1专用回风巷：专门用于回风，不得用于运料与安设电气设备的巷道，在有煤与瓦斯突出区的专用回风巷还不得行人。

2瓦斯积聚：瓦斯浓度超过2%，体积超过0.5m3。

3被保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。

4煤的自然发火期：从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层自然发火期，以月或天为单位。

5外因火灾：可燃物在外界环境的作用下，引起燃烧而形成的火灾。

6瓦斯涌出不均衡系数：在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值。

7相对瓦斯涌出量：矿井日产一吨煤同斯所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。

8瓦斯爆炸感应期：瓦斯与高温热源接触后，需要经过一个很短的时间才燃烧或爆炸，这种现象叫引入延迟性，间隔的时间称为感应期。

9等积孔：假定在无限空间有一开口为A的薄壁，当通过孔口的风量为等于矿井风量，孔口两侧风压等于矿井通风阻力时的阻力时，测孔口A的面积称为矿井的等积孔。

10自然风压：在一通风回路中，由于相对于最低点两侧空气柱的密度不同，导致重力不等，重力之差就是自然风压。

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？答：（1）降低摩擦阻力：减小摩擦阻力系数；保证有足够大的井巷断面；选用周长小的断面形状；减少巷道长度；避免巷道内风量过于集中。

（4分）（2）降低局部阻力：避免井巷突然扩大或缩小；尽可能避免井巷直角转弯；主要巷道内不要停放车辆、堆积木料；加强总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水要及时处理。

（3分）2简述中央式通风系统及其适用性答：井回风井位于井田走向中央，根据井回风井的相对位置，又分为中央并列式、中央分列式。

《矿井通风与安全》思考题采矿2０１1秋－1专本霍州一,名词解释《矿井通风》1．空气密度2．绝对湿度３.相对湿度4．绝对压力5.相对压力6.正压通风7.负压通风8．摩擦阻力9．局部阻力１０.等积孔1１.自然风压12．通风机个体特性曲线１３．通风机的工况点１4．矿井通风网络15.串联通风17．角联通风１6．并联通风ﻫ18．通风网路图19．风量自然分配20．风量按需分配２1．局部风量调节22.矿井通风系统23．矿井通风方法24.矿井通风方式2５．上行通风26.下行通风2７．有效风量28.矿井漏风29.扩散通风30.循环风《矿井安全》1．瓦斯含量2.绝对瓦斯涌出量3.相对瓦斯涌出量4.瓦斯涌出不均匀系数５．低瓦斯矿井６．高瓦斯矿井7．瓦斯涌出量梯度8.瓦斯积聚9．瓦斯喷出10.瓦斯喷出区域11.煤和瓦斯突出12．保护层13.瓦斯的引火延迟性14.矿井火灾15．自然发火16．自然发火期１7．火风压1８.均压防火19.阻化剂防火20.预防性灌浆21．采前预灌22.随采随灌２3．煤的自然倾向性24．全尘(总粉尘）25.呼吸性粉尘２6.矿尘浓度27.矿尘的分散度28.尘肺病二，简答题矿井通风１．防止有害气体危害的措施有哪些?２.井巷测风时应注意哪些问题？3．降低矿井通风阻力的措施有哪些?4．什么叫通风机的工况点?如何确定轴流式通风机工况点的合理工作范围?５．试述《规程》是如何规定主要通风机的使用及安全要求的?6．轴流式通风机与离心式通风机的风压和功率特性曲线各有什么特点？在启动时注意什么问题?７.井巷风流的联结形式有几种? 分区通风有哪些优点?8．增阻调节法的实质?9.减阻调节法的实质?１0．辅助通风机调节法的实质？11.什么叫矿井通风系统？它具体包括哪些内容?１2.试分析采煤工作面采用上行通风的优、缺点。

1３.采区通风系统应满足哪些基本要求?14.采区内采用运输机上山进风、轨道上山回风的优、缺点及适用条件。

15．采区内采用轨道上山进风、运输机上山回风的优、缺点及适用条件。

第三章矿井通风阻力参数及其计算复习思考题1、矿井风流以层流为主还是以紊流为主？为什么？2、阻力和风阻是不是一回事？3、尼古拉茨实验研究提示了井巷粗糙度、雷诺数与λ系数之间的什么关系？4、由测定得知，某梯形巷道断面5m2，长500m，当通过的风量为25m2/s时，压差为3.75mmH2O，分别按工程单位制和法定单位制，求算譔巷道的摩擦阻力系数。

5、影响摩擦的因素有哪些？6、假若井筒直径D=4m，摩擦阻力系数α=0.04N•s2/m4，深度L=325m，通过的风量为3000m3/min，问井筒的风阻有多大？压差有多大？7、风流以240m/min的速度从断面为10m2的巷道突然进入断面为4m2巷道，问引起的能量损失为多少？8、某通风巷道的断面由2m2，突然扩大到10m2，若巷道中渡过的风量为20m3/s，巷道的摩擦阻力系数为0.016N•s2/m4，示巷道突然扩大处的通风阻力。

9、为什么要降低矿井风阻？用什么方法？10、何谓矿井等积孔？11、矿井风阻特性曲线表示什么？作风阻为1.962N•S2/m8的风阻特性曲线。

12、对某巷道经过实测获得如下资料：（1）如图3-1，两支皮托管间距为200m，倾斜压差计的倾斜系数为0.4，在压差计上的读数为第一次16.5mm、第二次16.2mm、第三次16.3mm。

（2）巷道断面如图3-2，a=3m、b=3.5m、c=2.4m、d=2.3。

图3-1用倾斜压差计测压差图3-2巷道断面顺序风表顺序读数（格）风表测风时间零点读数6039 －1 6545 1min55s2 7130 2min10s3 7590 1min40s（3）用翼式风表测风（侧身法）记录如表3-1。

（4）风表按图3-3校正。

（5）该巷道的气温为150C，气压750mmHg，相对湿度80%。

根据以上数据，求标准状况下该巷道的摩擦阻力系数、摩擦风阻、等积孔，并作出风阻特性曲线。

图3－5。

可编辑修改精选全文完整版矿井通风与安全复习题一、解释概念1、新鲜空气：指井巷中没有经过用风地点、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。

2、污浊空气：指经过了用风地点、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

3、矿井气候条件：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。

4、相对湿度：指某一体积空气中实际含有的水蒸气量与同一温度下饱和水蒸气量之比的百分数。

5、绝对湿度：指1m3或1kg空气中所含水蒸气的克数。

6、摩擦阻力：空气在井巷中流动时，由于空气和井巷周壁之间的摩擦及流体层间空气分子发生的磨擦而造成的能量损失称为摩擦阻力（也称沿程阻力）7、局部阻力：风流经过巷道某些局部地点，如拐弯、分叉、汇合、断面变化等处时，引起风流大小和方向发生变化，从而产生涡流，造成风流的能量损失称为局部阻力。

8、等积孔：用来衡量矿井通风难易程度的指标。

即假定在薄壁上开一面积为A的孔口，通过孔口的风量等于矿井风量，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。

9、抽出式通风：又叫负压通风，是指通风机从井下或局部地点抽出污浊空气的通风方式。

10、压入式通风：又叫正压通风，是指通风机向井下或风筒输送新鲜空气的通风方式。

11、矿井漏风：是指矿井通风系统中，进入井巷的风流没有达到用风地点之前沿途漏出或漏入的现象。

12、矿井通风网络图：用不按比例、不反反映空间关系的单线条来表示矿井或采区内各巷道连接关系的示意图，称为通风网络图。

13．矿井瓦斯：以甲烷为主的有害气体的总称；14．矿井瓦斯涌出量：指涌入矿井风流中的瓦斯总量；15．绝对瓦斯涌出量：指单位时间涌出的瓦斯量；16．相对瓦斯涌出量：矿井正常生产条件下，平均产一吨煤涌出的瓦斯量；17．煤与瓦斯突出：在地下采掘过程中，在极短的进间内，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间喷出在量煤（岩）体和瓦斯的现象；18．保护层与被保护层：在突出矿井中，为消除或削弱相邻煤层的突出冲击地压危险而先开采的煤层或矿层称为保护层，后开采的煤层或矿层称为被保护层。