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《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。
矿井通风习题〔模块一矿井空气〕一、解释题1．新鲜空气:2．污浊空气:3．绝对湿度:4．相对湿度:二、填空题1．地面空气的主要成分为、和，按体积计算它们在空气中所占的百分比分别为、和。
2．《煤矿安全规程》(简称《规程》下同)第100条第二款对、、、和等5种有害气体的最高允许浓度作了具体规定，其最高允许浓度分别是％、％、％、％和％。
3．《规程》规定：在采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于％，二氧化碳浓度不得超过％。
4．检测矿井有害气体浓度的方式有2种，一种称之为；另一种称之为。
检定管检测法属。
5．用检定管检测有害气体浓度的原理是：当含有被测气体的空气以一定的速度通过检定管时，被测气体即与发生化学反应，根据指示胶变色的或变色的即可确定被测气体的浓度。
前者称为式，后者称为式。
6．一氧化碳检定管是以为载体，吸附化学试剂和作为指示胶，当含有一氧化碳的空气通过检定管时，与指示胶反应，有生成，沿玻璃管壁形成一个。
7．矿井气候条件的好坏取决于矿井空气的、和的综合作用。
最适宜的井下空气温度是℃，一般认为较适宜的相对湿度为％。
8．对浅井而言，矿井空气温度变化规律是：进风路线有现象，在整个风路上，采煤工作面一般是气温最的区段，回风路线上的空气温度略有，基本上常年变化。
矿井空气湿度变化规律是：在进风路线上往往出现的现象，矿井回风巷和出风井的相对湿度都在以上，而且一般常年变化。
9．已知某矿井下A处的空气温度为20℃，则查表可得该处的饱和水蒸气量为g／m3；另一处B的空气温度为25℃，则查表可得该处的饱和水蒸气量为g／m310．用手摇湿度计测得井下A处空气的干温度为18℃、湿温度为16℃：，则查表可得A处空气的相对湿度为；测得B处空气的干、湿温度均为16℃：，则查表可得B处空气的相对湿度为。
11．人体散热的方式有、和3种。
当气温较低时，人体产生的热量大部分以及形式散失；当气温超过37℃时，人体的主要散热方式是。
12．《规程》第：101条对井巷中的最低、最高允许风速作了具体规定，其中：(1)主要进、回风巷，最高m／s。
（冶金行业）矿井通风与安全习题及答案矿井通风和安全题库及答案壹、填空题1、矿井空气主要是由_______、_______和二氧化碳等气体组成的。
2、矿井通风的主要任务是：_______；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_______。
4、影响矿井空气温度的因素有：_______、_______、氧化生热、水分蒸发、空气压缩和膨胀、地下水、通风强度、其他因素。
5、矿井空气中常见有害气体有_______、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_______等。
6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有俩种，壹种叫比色式；另壹种叫。
7、矿井气候是矿井空气的、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_______％，二氧化碳浓度不得超过_______％。
9、通常认为最适宜的井下空气温度是_______℃，较适宜的相对湿度为_______％。
10、壹氧化碳是壹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_______。
壹氧化碳极毒，能优先和人体的_______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_______进入矿井，经过井下各用风场所，然后从_______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_______和_______。
13、当巷道的_______发生变化或风流的_______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。
作用有三：壹是_______；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：_______，本身不能形成通风系统。
矿井通风与安全习题课答案第Ⅰ组1. 解：某种气体的体积标准换算为重量标准可用下式：3100010001000,/10022.4 2.24T T Z n n m m n mg m =⨯⨯=⨯ 式中 m ——气体的克分子量，g ； n T ——气体的体积标准，%； 22.4——气体的克分子体积，L 。
故当一氧化碳的浓度为0.0024%时，其重量标准应为：30.002428100030/2.24T n mg m ⨯=⨯= 2. 解：由表1-2查得当温度为5℃与20℃时空气的饱和水蒸气量为F 5°=6.8g/m 3 ，F 20°=17.2g/m 3。
根据公式(1-2)计算进风流与回风流中实际含有的水蒸气量:3.36.870% 4.76/J f g m =⨯=317.290%15.48/H f mg m =⨯=故风流在一昼夜内从矿井中带走的水蒸气量为：(15.48 4.76)250060243787238.01000G kg t -⨯⨯⨯===3. 解：在校正曲线上任意选定①、②两点，由此两点的坐标值求校正常数b 值，即：8117Z B v a b tg v α--==== 则该曲线的表达式为：1Z B v v =+若已知6/v m s =时，代入上式，则z v 为：167/v m s =+=4. 解：设风流方向是由断面I-I 流向断面Ⅱ-Ⅱ，根据伯诺利方程式两断面之间的通风阻力为两断面的总压差,即：h 阻Ⅰ-Ⅱ=22122V V P Z P Z g g γγγγ∏I I I I ∏∏∏I-∏⎛⎫⎛⎫++-++ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=225375513.6 1.22075513.6 1.260 1.2129.8129.81⎛⎫⎛⎫⨯+⨯+-⨯+⨯+⨯ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭=-3.6mmH 20因为通风阻力为负值，说明断面I-I 的总压力小于断面Ⅱ-Ⅱ的总压力，原假设风流方向不对，风流应从断面Ⅱ-Ⅱ流向断面I-I ，其通风阻力为3.60mmH 2O 。
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 ϕ3/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。
矿井通风与空气调节习题集第一章矿内大气1、引起矿内空气温度变化的主要原因是什么？2、试说明矿井进风段（没有滴水）为什么会出现冬季空气干燥，而夏季空气潮湿？3、矿井总的排风量Q=2500米3/分，入风温度t1=+5℃，空气相对温度φ1=70%，排风温度t2=+20℃，相对温度φ2=90%，求每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量。
4、某采场一次爆破火药量为150公斤，采场断面积为150米2，采场长度为40米，求爆破后采场内的平均一氧化碳浓度（按体积计算）为多少？是允许浓度的多少倍？5、某矿地温的测定值如下：跨地表深度 Zi=30，60，90，120，180，210，240米对应的地温 ti=7.8，8.4，9.1，9.5，10.5，11.0，12℃求该矿地热增深率平均值为多少？6、某矿恒温带的深度为－30米，恒温带的温度为7.5℃。
测量－60米处岩石的温度为8.1℃，－90米处的岩石温度为8.8℃。
试作增温线图，求井下－200米处岩石的温度。
7、某矿由于井下人员呼吸及其它作业产生的CO2量为5.52米3/分，求稀释CO2到允许浓度所需的风量。
8、某矿井下局部采空区域，由于酸性水对石灰岩的作用及通风不良积蓄了大量CO2气体。
已测知CO2的含量为20%（体积比）求空气中氧的含量降低到多少？9、某采场用深孔爆破，一次爆破爆下矿石200吨，矿石为含铀品位0.1%的褐铁矿，射气系数50%，求氡气析出量；欲使氡气不超过最大允许浓度，通风量应为多少？第二章矿内风流的基本性质1、在压入式通风的管道中，风流的相对静压在什么情况下能出现负值？在抽出式通风的管道中，相对静压能否出现正值？2、紊流扩散系数的概念是什么？3、已知大气压力为760毫米水银柱，空气温度t=27℃，求温空气密度为多少？4、某竖井井口大气压力为760毫米水银柱，若井筒中空气的平均重率γ=1.293公斤/米3，在无风流情况下，求－300米处大气压力为多少？5、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2-1所示。
4-1 自然风压是怎样产生的?进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压？
解答略。
4-4 如图(题4-4)所示的井巷系统，各点空气的物理参数如下表，求该系统的自然风压。
测点 0 1 2 3 4 5 6 T,℃ -5 -3
10
15 23
23 20 P ，Pa 98924.9 100178.2 102751.2 105284.4 102404.6
100071.5
98924.9
φ,%
0.5
0.95
题4-4图
解：第一步利用下面的公式计算各测点的空气密度。
0.3780.003484(1)273s P P
t P
ϕρ=-+
因测点0温度为-5℃，无法在附录二中查到该温度下的饱和水蒸气分压，可在附录四i-d 曲线图中查找得-5℃下饱和蒸汽分压为400Pa ，其余测点数据均可在附录二中查到，计算结果见下表：
测点 0 1 2 3 4 5 6 Ps/Pa 400 476 1228 1704 2809 2809 2337 标高/m 0 -100 -300 -500 -300 -100 0 ρ/kg.m -3
1.2850
1.2915
1.2621
1.2662
1.1935
1.1660
1.1663
因测点高差不同，因此采用高度加权平均求平均密度。
进风侧平均空气密度为：
3
m0-301Z 1 1.2850 1.2915 1.2915 1.2621 1.2621 1.2662(100200200)5002221
=++500=i i
i Z ρρ==+++=⨯+⨯+⨯∑（128.8250255.36252.83）1.2740
6
m3-6
31Z 1 1.2662 1.1935 1.1935 1.1660 1.1660 1.1663(200+2001005002221
=+235.95+116.6150500=i i
i Z ρρ==+++=⨯⨯+⨯∑）（245.97）1.1971
最后计算该系统的自然风压H N 为
N 0336H =g ()
9.81500=Pa
m m Z ρρ---=⨯⨯（1.2740-1.1971）
377.1945 4-6什么叫通风机的工况点?如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工况点，举例说明之。
解答略。
4-7试述通风机串联或并联工作的目的及其适用条件。
解答略。
4-10 某矿抽出式通风，主要通风机型号为4-72-11NO20型，转速n=630r ／min ，矿井风阻R m ＝0.73575Ns 2／m 8，扩散器出口断面S dv =6.72m 2，风阻R d =0.03576Ns 2／m 8 (自然风压忽略)。
用作图法求主要通风机的工况点。
解：因该型号通风机为离心式通风机，故其个体特性曲线为全压特性曲线。
该风机全压风阻为：
22
=2S 1.20.735750.035762 6.72=0.7848
t m d vd
m d vd
R R R R R R ρ
=++++
=++⨯
则管网阻力特性为：h =0.7848Q 2。
在excel 中分别列出风压数据和阻力数据，在同一坐标系中绘制风压特性曲线和风阻特性曲线，其交点就是通风机的工况点，如下图所示。
从图上可知风机的工况点为风机曲线和风阻曲线的交点，其风量为52m 3/s ，风压为2150Pa 。
4-l1 某矿主要通风机为4-72-ll No l6离心风机，n =800r ／min 主要通风机的全压工作风阻r 1＝1．962Ns 2
／m 8
，在冬季自然风压H nw =196.2Pa ，夏季H ns =-98.1Pa ，求冬夏两季主要通风机的实际工况点。
解：略
5-1 什么是通风网络？其主要构成元素是什么？
解答略。
5-5 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。
答：矿井通风网络中风流流动的基本规律有三个，分别是：
1）风量平衡定律：风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零。
若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量（风量）的代数和等于零，即：
∑=0
i
M
2）能量平衡定律：能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和。
∑=±Ri N f h H H
3）风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全紊流状态，故其阻力定律遵守平方关系，即：
2i i i h R Q =
5-6 比较串联风路与并联风网的特点。
解答略
5-7 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。
⎪
⎩⎪
⎨⎧→<=→>=。
中风向由，分支中风流停滞；，分支；中风向由，分支3251
512351
3241R R R R K
判别式中不包括对角风路本身的风阻R5，说明无论R5怎样变化，该风路的风流方向不会变化，只可能使这一风路的风量大小发生变化。
这是因为该风路的风流方向只取决于该风路起末两点风流的能量之差，而这项能量差与R5无关。
5-12 如图5-6-2所示并联风网，已知各分支风阻：R1=1.274，R2=1.47，R3=1.078，R4=1.568，单位为N ·s 2/m8；总风量Q=36m 3/s 。
求：(1) 并联风网的总风阻；(2) 各分支风量。
解： （1）根据并联网络计算公式：
2
2
1
211
11
⎪⎪⎭
⎫ ⎝
⎛+⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=
=n
s s s R R R h R
∑=0
i
Q
图5-6-2
将各分支风阻代入上式得：
2
1
2
341
=
1111=1111+++1.274 1.47 1.078 1.568=0.0829
s R R R R R +++2
（
）
（2）根据并联网络分支风量计算公式：
s
Q s
i i R Q R =
则各分支风量分别为：
110.0829=36=9.1832
1.274
s s R Q Q R = Q2=8.5490 Q3=9.9831
Q4=Q-Q1-Q2-Q3=8.2847
5-13 如图5-6-3所示角联风网，已知各分支风阻：R1=3.92，R2=0.0752，R3=0.98，R4=0.4998，单位为N ·s 2/m 8。
试判断角联分支5的风流方向。
解：根据交联分支的风向判别式：
⎪
⎩⎪
⎨⎧→<=→>=。
中风向由，分支中风流停滞；，分支；中风向由，分支32515123513241R R R R K
将各分支风阻代入上式得： 1423 3.920.4998
==26.584110.07520.98
R R K R R ⨯=
>⨯，由此可得分支5中风向由3流向2。
图5-6-3 图5-6-4
5-14 如图5-6-4所示并联风网，已知各分支风阻：R1=1.186，R2=0.794，单位为N ·s2/m8；总风量Q=40m 3/s 。
两分支断面积均为8m 2，求：(1) 分支1和2中的自然分风量Q1和Q2；(2) 若分支1需风10m 3/s ，分支2需风30m 3/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？
解：（1）首先计算并联风网的总风阻：
2
121
=
11=
11+1.1860.794=0.2402
s R R R +2
（）
则各分支的风量分别为：
s 1s 0.2402Q =40=18.00131.186
i R Q R = Q2=Qs-Q1=40-18.0013=21.9987
（2）显然自然分配的风量不符合要求，按题项风量要求，两分支的阻力分别为：
221112
2
222 1.18610118.60.79430714.6
为保证按需供风，必须使两分支的风压平衡。
为此，需在1分支的回风段设置一调节风窗，使它产生一局部阻力hc=h2－h1＝714.6－118.6＝596Pa ，则风窗的风阻为
Rc=hc/Q 2=596/10=5.96N.s 2/m 8。
调节风窗的开口断面积计算公式
为c S =
或
将各参数代入得：
=0.4691
c S =
选择第一个计算结果，即调节风窗的开口面积为0.4691m 2。
.。
