第四章 井巷通风阻力习题解析

第四章井巷通风阻力1、通风阻力和风压损失在概念上是否相同？它们之间有什么关系？2、尼古拉茨实验揭示了哪些流体流动阻力的规律性？3、井巷等积孔的意义是什么？它与井巷风阻有什么关系？4、某运输平巷长300米，用不完全棚架支护，支柱的直径为20厘米，柱子中心间的距离为80厘米。

平巷的净断面积按巷道顶部宽度为2.1米，底部宽度为2.6米，高度为2.1米计算。

试求该运输平巷的风阻值。

5、已知某巷道的风阻为46.6缪，通过的风量为16米3/秒，试求该巷道的通风阻力。

6、某梯形巷道用木支架支护全长L米，摩擦阻力系数a0=0.0016，现将l 米巷道的支架改为抹面的混凝土砌旋，并使全巷道的风压损失由50毫米水柱降到30毫米水柱，求长度l为巷道全长L的多少倍？7、井筒的净直径为6米，井深500米，井壁为混凝土砌旋，井筒中沿两排金属罐道梁有固定的罐道，纵口径△=16，有两个罐笼间。

井筒中的风速为5米/秒。

试求井筒的通风阻力。

8、某通风巷道的断面由2米2，突然扩大到10米2，若巷道中流过的风量为20米3/秒，巷道的摩擦阻力系数为0.0016，求巷道突然扩大处的通风阻力。

9、巷道断面由10米2突然收缩到2米2，若巷道的摩擦阻力系数为0.0016，流过的风量为20米3/秒，求巷道突然收缩处的通风阻力。

10、在100米长的平巷中，测得通风阻力为5.95毫米水柱，巷道断面5米2，周界9.3米，测定时巷道的风量为20米3/秒，求该巷道的摩擦阻力系数？若在此巷道中停放一列矿车，风量仍保持不变，测得此段巷道的总风压损失为7.32毫米水柱，求矿车的局部阻力系数。

11、某矿利用自然通风，自然风压为40毫米水柱时，矿井总风量为20米3/秒，若自然风压降为30毫米水柱，但矿井风量仍要保持不小于20米3/秒，问该矿井风阻应降低多少？矿井等积孔是多少？12、已知巷道风阻R1=0.05，R2=0.02，R3=0.006千缪，试做风阻R1、R2和R3的特性曲线。

矿井通风与安全简答题答案第一篇：矿井通风与安全简答题答案1.简述降低井巷摩擦阻力的措施？参考答案：（1）减小摩擦阻力系数α。

（2）保证有足够大的井巷断面。

（3）选用周长较小的井巷。

在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。

（4）减少巷道长度。

（5）避免巷道内风量过于集中。

2、矿井风量调节的种类及具体方法？参考答案：(一)局部风量调节指在采区内部各工作面间，采区之间或生产水平之间的风量调节。

(1)调节方法有增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。

（2）增阻调节法的主要措施包括：调节风窗、临时风帘、空气幕调节装置等；（3）减阻调节法的主要措施包括：扩大巷道断面、降低摩擦阻力系数、清除巷道中的局部阻力物、采用并联风路、缩短风流路线的总长度等；（4）增能调节法的主要措施包括：辅助通风机调节法和利用自然风压调节法。

（二）矿井总风量的调节也就是调整主通风机的工况点。

（1）改变主通风机工作特性。

具体措施包括：改变主通风机的叶轮转速、轴流式风机叶片安装角度和离心式风机前导器叶片角度等。

（2）改变矿井总风阻值。

具体包括风硐闸门调节法和降低矿井总风阻。

3、试分析矿井采用压入式通风与抽出式通风的优缺点。

参考答案：抽出式：主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在低于大气压力的负压状态。

当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。

压入式：主要通风机安设在入风井口，在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。

在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。

当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。

采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若干通风构筑物，使通风管理困难，且漏风较大。

第二篇：矿井通风与安全习题及答案矿井通风与安全题库及答案一、填空题1、矿井空气主要是由_______、_______和二氧化碳等气体组成的。

第三章 井巷通风阻力本章重点和难点：摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。

第一节 井巷断面上风速分布一、风流流态 1、管道流同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。

当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。

当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。

（１）雷诺数－Re式中：平均流速v 、管道直径d 和流体的运动粘性系数γ。

在实际工程计算中，为简便起见，通常以R e =2300作为管道流动流态的判定准数，即：R e ≤2300 层流， R e ＞2300 紊流（２）当量直径对于非圆形断面的井巷，Re 数中的管道直径d 应以井巷断面的当量直径de 来表示：因此，非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示：γdv e R ⨯=对于不同形状的井巷断面，其周长U 与断面积S 的关系，可用下式表示：式中：C —断面形状系数：梯形C =4.16；三心拱C =3.85；半圆拱C =3.90。

（举例见P38） 2、孔隙介质流在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为：式中：K —冒落带渗流系数，m 2； l —滤流带粗糙度系数，m 。

层流，R e ≤0.25； 紊流，R e ＞2.5； 过渡流 0.25<R e <2.5。

二、井巷断面上风速分布 （1）紊流脉动风流中各点的流速、压力等物理参数随时间作不规则变化。

（2）时均速度瞬时速度 v x 随时间τ的变化。

其值虽然不断变化，但在一足够长的时间段 T 内，流速 v x 总是围绕着某一平均值上下波动。

（3）巷道风速分布 由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。

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？N2 (78%) 02 (20.96%) C02 (0. 03%) Ar (1%)其他稀有气体(0. 01%) 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?物理性质：氧是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，比重为1.105,是人和其他动物呼吸所必需的物质化学性质：氧是很活跃的元素，易使其他物质氧化，并能助燃主要原因：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、C02、CO、N02、S02、H2S、NH3、H2、N2体积浓度：CH4/ 0.5% C02 W 0.5% CO W 0.0024% N02 W0.00025% S02 W 0. 0005% H2S W 0. 00066%NH3 W 0.004%1-4 CO有哪些性质？试说明C0对人体的危害以及矿井空气中C0的主要来源。

C0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C0比02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co1-5什么是矿井气候？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。

井巷工程各章后复习思考题答案第一章导学思考题1.什么是井巷工程？井巷工程的施工方法与基本过程是什么？答：为采矿或其他目的在地下开掘的井筒、巷道和硐室等工程，总称为井巷工程。

井巷施工是按照设计要求和施工条件，考虑安全规范要求，采用不同方法、手段和材料开凿井筒、巷道或硐室等空间。

井巷施工最基本的过程，就是把岩石从岩体上破碎下来，形成设计所要求的井筒、巷道及硐室等空间。

接着要采用一定的支护材料和结构，对这些地下空间进行必要的维护，防止围岩继续破碎和垮落。

2.在井巷开挖与支护中如何利用岩石的强度特性，以达到较好的破岩与支护效果？答：在大量岩石强度试验基础上，根据不同的破坏机理、归纳和分析描述，人们建立了多种强度准则。

强度准则对于分析岩石的破裂与稳定具有重要意义。

主要有：（1）静荷载下岩石的强度性质；按外力性质不同，可将岩石强度分为抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等。

（2）动荷载下的岩石强度性质：（3）非连续岩石的强度特性；（4）莫尔强度理论；（5）格里菲斯岩石强度理论。

3.为什么要对岩石进行分类？答：岩石分类的总的目的是，能对岩石这种复杂的材料，给出具有代表性的、单一的性质参数，以满足科学研究和工程设计与施工的需要。

在井巷工程中，岩石分类表对于解决地下工程支护设计问题，合理地选用施工方法、施工设备、机具和器材，以及准确地制定生产定额和材料消耗定额等工作必不可少。

复习思考题1. 什么是岩石、岩块、岩体和围岩？它们的区别与联系是什么？答：岩石由一种或多种矿物组成，其内部还存在有一定孔隙或其他缺陷，孔隙含水或气或者同时含水和气。

岩块是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要是指从地壳岩层中切取出来的小块体，主要用于岩石性质的室内试验研究;岩体是指地下工程周围较大范围的自然地质体，岩体内一般包括有非连续面;岩石则是不分岩块和岩体的泛称;开挖巷道会对周围岩石有应力和位移等扰动，这个扰动范围一般为5倍的巷道直径，巷道附近受扰动的岩石称为围岩。

1、名词解释1.矿内新鲜空气：是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。

2.污浊空气：是指矿内空气在成分上与地面空气差别太大或对人体有害。

若这种空气沿井巷流动称为矿内污浊风流。

3.矿内气候条件：是指矿内空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态。

4.空气湿度：是指在湿空气中水蒸汽的含量。

5.有效风量：流过采掘工作面和硐室的实际风量。

6.自然风压：把进、回风井中两空气柱作用在井筒底部单位面积上的压力差，叫做自然风压7.通风网路：由多条分支巷道及网孔形成的通风回路，称为通风网路。

8.井巷通风阻力：在通风工程中，空气沿着井巷流动时，井巷对风流呈现的阻力，统称为井巷通风阻力。

9.卡他度：每平方厘米表面积每秒散热的毫卡数10.矿井通风系统：是指向井下各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的通风网路，通风动力和通风控制设施的总称。

11.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12.相对静压：是以当地大气压力p0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（的数值）13.绝对全压：指风流中，某点的绝对静压与动压之和。

14.井巷等积孔：与矿井风阻值相当的理想孔口的面积值，称为等积孔。

15.摩擦阻力：风流沿井巷流动时在全流程上的摩擦阻力（水力学上称沿程阻力），克服摩擦阻力而造成的风流能量的损失，称为摩擦损失。

16.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17.扩散通风：扩散通风方法不需要任何辅助设施，主要是靠新鲜风流的紊流扩散作用清洗工作面。

18.负压通风：利用高压水或压缩空气为动力，经过喷嘴（喷头）高速喷出，在喷出射流周围造成负压而吸入空气，并经混合管混合整流继续推动被吸入的空气，造成风筒内风流流动。

19.进风段：是指由进风井口到回采阶段最前面一个采场进风天井为止的那一区段的所有井巷。

20.中段通风网络：是联结进风井和回风井的通风干线，它由中段进风道、中段回风道、矿井总回风道和集中回风天井等巷道联结而成。