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矿井通风与安全习题课资料

矿井通风与安全习题课

1.《规程》规定，井下空气中，按体积计，一氧化碳不得超过%，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？ 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 2.24

T 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，%； ——气体的克分子体积，L 。

故当一氧化碳的浓度为%时，其重量标准应为： 30.002428100030/2.24

T n mg m ?=?=

2．某矿井冬季进风流的温度为5℃，相对湿度为70%，回风的温度为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。

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°=m 3 ，F 20°

=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)250060243787238.01000

G kg t -???===

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。

j ?3

/min m

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：

v a

b tg

====

则该曲线的表达式为：1

Z B

v v

若已知6/

v m s

=时，代入上式，则

v为：167/

v m s

=+=

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；V1＝5m/s，V2＝3m/s；，；Z1＝0，Z2＝60m。试确定风流方向和断面间的通风阻力。

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=

V V

P Z P Z

g g

γγγγ

∏

I I I I∏∏∏I-∏

????

++-++

? ?

????

75513.6 1.22075513.6 1.260 1.21

29.8129.81

?????+?+-?+?+?

? ?

????

= ，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。

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。

1.22/

kg m

γ=3

1.2/

kg m

γ=

5. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为是水平巷道，空气的温差不大，空气重率也近似相等，故两断面的位压差位零，此时两断面的通风阻力

为两断面的绝对全压差，即:

()()

(75513.6 1.22)(75013.6 1.2)

29.8129.81

z Q Q

V V

h P P P P

g g

mmH O

γγ

I∏

I∏I∏∏

=-=+-+

=?+?-??

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为69mmH20。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。

6. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为既是水平巷道，且断面面积相等，所以两断面的位压差与速压差都为零，此时两断面的通风阻力为两断

面的绝对静压差，即：h

阻

＝P I- P

Ⅱ

＝（755-750）×＝68mmH20

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为68mmH2O。

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＝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？

7.解：404200

742727.313.6

J J P P h mmHg =-=-

= 22

4442(40/4) 1.19 6.1229.81

S V h mmH O g γ==?=?

44426.1

727.3727.813.6

Q J S P P h mmH O =+=+=

h 全4＝h 静4—h 速4＝200—＝ 2mmH O h 阻＝h 静4—h 速4＋h 自＝200—＋10＝ 2mmH O

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 ＝，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？

8.解：纵口径00.950.18L d ?=

==，当d 0=18cm ，5?=时，从附录二表3中可查出α为：240.001940.860.00167/kg s m α=?=?

则摩擦风阻为：3

0.00167 4.166200

0.003796Z UL

R k S αμ??=

故当Q 1＝30m 3/s 时，h 摩1为： 2212120.0037930 3.40M h R Q mmH ==?=

当 Q 2＝40m 3/s 时，h 摩2为： 2

222

20.0037940 6.1M M h R Q mmH O ==?= 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？

9. 解：将已知值代入下式，分别求得矿井等积孔A 和风阻R: 210.380.38 1.9144

Z A m h ===，2211440.0460Z h R k Q μ===

当采掘工作面基本没有移动，井巷的几何特性及其连接形式没有改变时，则风量增加后并不改变等积孔和风阻值。但是，风量增加为70米3/秒时，矿井通风

阻力增大其值为：'2

2220.0470196Z h RQ mmH O ==?=

10．（P50）某水平巷道如图3－39所示，用胶片管和压差计测得1－2及1－3之间的风压损失分别为30mmH 20和 mmH 20，巷道的断面面积均等于6m 2，周长为10m ，通过的风量式2400m 3/min ，求巷道的摩擦阻力系数及拐弯处的局部阻力系数。

10. 解：1) 2－3段的风压损失为： h 2-3= h 1-3- h 1-2== mmH 20

2mmH O

2) 3324

2322

14.860.002/1001040

h S kg s m U L Q α-??===????? 3）1-2段的摩擦阻力损失为： 22

121233

10(15020)0.0024025.26M UL h Q S α--?+==??= 4)拐弯处的局部阻力损失为：

h 局＝h 1-2-h 摩1-2＝＝ mmH 20

5)巷道中的风速为：

2400400/min 6.6/6

Q v m m s S ====

6）局部阻力系数为： 2229.81 4.8

1.8(6.6) 1.22J W h v g

ξγ??==

=? 11．（P51）已知矿井总风阻R 为 k μ，试绘出该矿风阻特性曲线。 11.解：220.04h RQ Q mmH O ==

2/Qm s 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 …

0 100 400 900 1600 2500 3600 4900 6400 8100 … h/mmH 20 0

16 36

100

144

196

256

324

…

在毫米方格纸上，以h 为横坐标，将表中Q －h 对应值画入坐标中得若干个点，用曲线板连接各点即得风阻特性曲线，如图3－40所示。

12.(P71)设某扇风机得个体特性曲线如图4-20所示，其中曲线1和2分别为扇风机得静压特性曲线和全压特性曲线，曲线3和4分别为扇风机得静压效率曲线和全压效率曲线。如用此扇风机对某矿井作抽出式通风，该矿井得总风阻R＝k ，自然风压为+h自＝20mmH20，其特性曲线为5。试求该矿井得通风总阻力h阻、通过扇风机得风量Q扇、扇风机的静风压h扇静、扇风机的静压效率扇风机的输入功率N扇。

12.解：由扇风机风压与通风阻力关系知，当扇风机做抽风式通风时： h 扇静＋h 自＝h 阻

所以要应用扇风机的静压特性曲线1与自然风压特性曲线5在风量相等风压相加的串联原则下，绘出合成特性曲线6。将风阻R ＝ k μ，绘于图中为曲线7。曲线6与曲线7的交点a 为工作点，由此点确定： h 阻＝152mmH 20 ， Q 扇＝104m 3/s ，由b 点确定 h 扇静＝132 mmH 20，由C 点确定0.65J η=，

则132104

207.11020.65S N kW ?==?

13．（P71）某矿采用图4－21所示的布置方式，对2BY －型轴流式扇风机进行了性能试验（比真实布置有简化），试验时叶片安装角为35°，转数n=980r/min 。该试验在A-A 处调节工况，Ⅰ－Ⅰ断面用风表测量通过扇风机得风量，Ⅱ－Ⅱ断面测量静压。在某一工况时测值如下：

1) Ⅰ－Ⅰ断面面积S 1=，Ⅱ－Ⅱ断面面积S 2=S 1，Ⅲ-Ⅲ断面面积237.36S m =； 2）在Ⅰ－Ⅰ处测得的风速19.86/V m s =。3）在Ⅱ－Ⅱ处测得的静压h=397mmH 20 4）输入电动机的电流I ＝27A 、电压U ＝6270V ，功率因数cos 0.38?= 5)空气重率/m 31.2kg γ=

试求算在该工况时：（1）通过扇风机的风量Q 扇；（2）扇风机的静压h 扇静；（3）扇风机的全压h 扇全；（4）电机输入功率N 电；（5）扇风机的输出静压功率H 扇静和全压功率N

扇全

；（6）扇风机的静压效率和全压效率。（7）在不考虑自然

风压时矿井通风阻力h 阻。

13. 解：1）Q 扇=S 1×V 1=×=s；

2) Ⅱ－Ⅱ断面处空气的平均速压为：

222 1.248.1()() 5.94229.81 4.88

S S Q h mmH O g S γ∏==?=?

∴h 扇静=h-h 速Ⅱ＝397－＝

3) Ⅲ-Ⅲ断面处空气的平均速压为： h 速Ⅲ＝h 速扇22

21.248.1() 2.61229.81 4.88

Vm mmH O g γ==?=? ∴h 扇全＝h 扇静＋h 扇速＝＋＝

4） N 电＝32762700.83

3cos /1000243.4I U kW ??????==

5）N 扇静

＝ =

N 扇全＝ =

6) =%

以上两效率均包括电机和风机的总效率，各值除以电机效率即得风

机效率。

7） h 阻＝h 扇静＝

14.（P79）某自然通风矿井如图

5－9

所示，测

得，，，， , 21.3/F kg m γ=，试求该矿井得自然风压，并判定其风流方向。

η3.1=A γ26.1=B γ

16.1=C γ14.1

=D γ

15.1=E γ

102

.4806.391102??＝扇

扇静Q h 102

.487.393102

??＝

扇

扇全Q h 758.04

.2434.184＝＝电静扇静N N η3.76763.04

.2437

.185==＝＝电扇全

全N N η

14.解：计算各测段得空气平均重率：

21.3 1.26 1.28/22A B AB kg m γγγ++===

21.26 1.16 1.21/22B C BC kg m γγγ++===

21.14 1.15 1.145/22D E DE kg m γγγ++===

21.15 1.3 1.23/22

E F EG kg m γγγ++===

计算两侧空气柱的平均重率：

245 1.28100 1.21 1.23/45100

AB AB BC BC ABC AB BC Z Z kg m Z Z γγγ?+??+?===++

280 1.1565 1.23 1.19/8065DE DE EF EF DEF DE EF Z Z kg m Z Z γγγ?+??+?===++

设风流方向从BC 井筒进入，有DEF 井筒排出，则： h 自＝2()145(1.23 1.19) 5.8ABC DEF Z mmH O γγ-=-=

求得的h 自正值，说明风流方向与假设方向一致，故风流从BC 井筒进入，由DEF 井筒排出。

15．（P90）图6－17所示为某矿两翼对角抽出式通风系统示意图，两翼各需风量40m/s ，由中央竖井1与平硐2进风，两出风井和进风井井口的标高相同，两进风井口高差Z ＝300m ，由自然风压h 自冬＝9mmH 20，且已知各风路风阻R 1= ，R2＝，R3＝，求自然分配风量Q 1, Q 2, Q 3是多少？

15.解：1）首先假定风路上的方向如图中箭头所示。 2）利用三个基本定律列出方程求自然分配风量。

自然风压由如在闭合风路2－3－1中安装一台风机h 自冬,此时闭合风路中风压平衡定律的表达式为： h 2＋h 3－h 1＝h 自冬

即211R Q ＋h 自冬＝222R Q +233R Q

代已知值及Q 1＝40－Q 3，Q 2＝40＋Q 3入上式得：

取＋412得： Q3＝6m 3/s

根据风量平衡定律：Q 1＝40－6＝34m 3/s ,Q 2＝40＋6＝46m 3/s 验算 : Q 1＋Q 2＝80m 3/s 与总回风量相符。 h 1＝×342＝ h 1＋h 自冬＝＋9＝

h 2＋h 3＝（462＋62）＝51mmH 20 故 h 1＋h 自冬＝h2＋h3与风压平衡定律相符。

32323024.0)40(024.09)40(036.0Q Q Q ++=+-0

2350400323=-+Q Q 2

412

40012)2350(1440040023±-=?-?-±-=

16．（P100）某片盘斜井通风系统如图6－30所示，进入井下的总风量为24m3/s，

已知井巷各段的风阻为R

1-2＝23 、R

2-3

＝38 、R

3-4

＝18 、R

4-5

＝44 、

2-6＝45 、R

6-7

＝18 、R

7-5

＝

52 、R

5-8

＝25 ，试求矿井的总风阻、总阻力、总等积孔、每翼自然分配的风量为多少？

16.解：1) 首先把通风系统示意图改绘为特性网路图，如图6－31所示。

2) 矿井总风阻R总为：

2-3-4-5

= R

2-3

＋ R

3-4

＋R

4-5

＝38＋18＋44＝100 μ

2-6-7-5

＝R

2-6

＋R

6-7

＋R

7-5

＝45＋18＋52＝115μ

总

＝R

1－2

＋R

2－5

＋R

5－3

＝23＋＋25＝＝

kμ

3) 矿井总阻力h

阻

为：

阻

＝R

总

Q2＝×242＝

4) 矿井总等积孔A为：

5) 自然分配的风量为：

m s

μμ

)

115

100

)

1(2

.0＝

阻

115

100

＋

＝

左

3/m s 17．(P101)某采区的通风系统示意图如图6－32所示,已知：R1＝R4＝，

A2＝，进入采区的总风量Q ＝40m 3/s ，试求左右两翼自然分配的风量

Q 2及Q 3、总

风阻、总等积孔和总阻力各为多少？

17.解：1）进入左右两翼的风量为：

3/m s

2）总风阻为：

k μ 3）总等积孔为：

2m 4）总阻力为:

2mmH O

18.(P104)某采区的两个回采工作面的通风系统如果7－1a 所示，通风网路图如图

7－1b 所示，左右两风路的风阻值R 1＝、R 2＝，左右两翼回采工作

面需要的风量为Q 1＝9m 3/s ，Q 2＝11m 3/s 。 18. 解：按照需要风量计算的两风路的阻力为：

k μ

k μ6.114.1224＝

－＝＝左右Q Q Q -5.17405

.45.35.322

=?+==Q A A Q 并

5.22405

.45.35

.433=?+==

Q A A Q 并02.0009.08144

.0009.0144.02

42141=++=+=++R A R R R R R ＋＝并

并总7.202

.038

.038.0＝＝＝总总R A 324002.022＝＝＝总总?Q R h

mmH 20 mmH 20

风路2的阻力大于风路1的阻力，这与并联网路左右两风路的阻力相等的规律不符，因此必须进行调节。即以h 2的数值为该并联区的总阻力，在1风路上安设一风窗，增加一项局部

阻力h 窗，使两风路的阻力相等，这时进入两风路的风量即为需要的风量，即： h 1＋h 窗＝h 2 mmH 20 或 h 窗＝h 2－h 1＝－＝

19．（P113）某采区的通风网路如图7－14所示，已知R 1＝22、R 2＝235、R 3＝135、R 4＝25 ，左右两翼需要的风量Q 2＝11m 3/s ，Q 3＝

18m 3/s ，问采用增阻调节法时，风窗应设在何处？如安设风窗的巷道断面积为，问风窗的面积为多大？调节后该采区的总阻力、总风阻和总等积孔各为多少？

19. 解：按需要风量计算两风路的阻力： mmH 20

mmH 20

风窗应安设在2风路的回风巷道中，其局部阻力为： h 窗＝h 3－h 2＝－＝风窗的面积为：2202 1.02.3811 2.3815.3

C S m Q S h =

==++

调节后采区的总阻力、总风阻、总等积孔为：

8.13917.022111=?==Q R h 4.251121.02

222=?==Q R h 4.2811235.02

222＝＝＝?Q R h 7.4318135.02

2333＝＝＝?Q R h

mmH O

1.2

0.099

A m

20．（P114）某矿经简化后的通风系统如图7－15所示，已知R1－2＝15、R2－3－4＝60、R4－5＝115、R2－6－7－5＝155、R5－8＝11 ，左右两翼的风量为Q左＝23m3/s，Q右＝28m3/s。4－5段为总回风道，长为795m，若采用扩大4－5段巷道断面面积来调节风量时，问扩大后的巷道断面面积应为多少平方米？（预计扩大后巷道的摩擦阻力系数'0.0012

α=。断面形状仍为梯形断面），风量调节后矿井的总阻力、总风阻、总等积孔各为多少？

20.解：按需要风量计算左右两翼风路的阻力为：

mmH

扩大4－5段巷道断面应降低的阻力为： h＝h

右

－h

左

＝－82＝

4－5段巷道断面扩大前的阻力为：

mmH

设为4－5段巷道断面扩大后的风阻，则4－5段巷道断面扩大后的阻力为：

)

025

022

.0(2

h＝

总

099

＝

总

总Q

155

.02

＝

左

－

左

137

115

.02

＝

）

＋

＝（

）

＝（

右

－

右

115

.02

＝

右

4右

-5

＝

右

∴454522

90.255.2

0.04528

h h R k Q μ---?-'=== 22255

545450.0012795 4.16()()(88.2)0.045

LK S R α--'??'==='

两边取对数得： 4

522

log log88.2 1.9450.77855S -'==?= 所以 2=6.0m 4

5S -' 4－5段巷道断面应从原断面扩大到

降阻调节后矿井的总阻力总、总风阻、总等积孔为：

21.40.075

z z A m R =

== 21．（P115）某巷道A －B －E －C －D 如图7－16所示，各段巷道的风阻为

0.04AB R =、、，通过巷道的风量为，要在BC

间开掘一条并联巷道BFC ，使总风量增至

若AD 间阻力保持不变，求巷道BFC

21. 解：未开掘并联巷道前AD 间的阻力为：

AB CD 222AD BEC h =(R +R +R )Q =(0.04+0.2+0.06)1010=30mmH O 2??

若总风量增至315/m s ，BEC 段的阻力应为：

BEC h 2

230(0.040.06)157.5AD AB CD h h h mmH O '''=--=-+?=

开掘并联巷道BFC 后，BEC 巷道的风量为：

BEC R =0.2CD R =0.06k μ310m /s BEC BEC Q R 3

7.5 6.115/0.2

BEC h m s '==22

12582()(0.0150.011)5182 1.496z z l h R R Q h mmH O

--=++=+?+=2h Q 2

149.6

0.07551z z z R k μ=

BEC BEC Q R 37.5

6.1/0.2

BEC h m s '=

== BFC 巷道的风量为：BFC BEC Q Q -Q 315 6.18.9/z m ==-=

BFC 巷道的风阻为：BFC 22

BFC 7.5

R =

=0.095k Q (8.9)BEC h μ'= 22．（P115）巷道全长为L ，未改变阻力系数前全巷道阻力为h 0，若将 l 段巷道摩擦阻力系数由原来的0α改为α时，使全巷道的阻力降低

h ?，求需要改变阻力系数、巷道的长度l 与其它参数之间的关系。

22. 解：改变摩擦阻力系数前巷道的总阻力为：203o LU

h Q S α=

在l 长巷道上改变摩擦阻力系数后，全巷道的总阻力为：

22033()L l U lU

h Q Q S S αα-=+

将以上两式相除得：

0000

()11(1)h l L l l l l h L L L L L αααααα-=+=+-=-- 即：0(1)1o o o o

h h l h h

L h h h αα-?-=-==

故001L h

l h αα?=?- 第Ⅱ组

1．（P2）应用卡他计测定某巷道的气候条件，卡他计常数F ＝513，干卡他计由38℃冷却到35℃所需的时间为t ＝69s 。试求卡他度并说明此种大气条件适于何种程度的劳动。

1. 解：卡他度H 应按下式计算

5137.469F H t ===

适于轻微体力劳动。

2．（P3）某矿井下生产作业和人员呼吸所产生的二氧化碳量G ＝38.28/min m ，当供给井下的空气量Q ＝1800 3/min m 时，求（1）井下二氧化碳的浓度为多少？（2）能否进行正常工作？

2.解：1）设x 为井下CO 2的浓度，C 0为标准大气中CO 2的浓度（体积比），则

0C 8.280.00041800

0.498%8.281800

G Q x G Q ++?=

==++

2）按矿山安全规程规定，可以进行正常工作。

3．（P6）用皮托管和压差计测得巷道某点风流动压为22.4v h mmH O =，空气密度

31.2/kg m ρ=。求巷道中该点的风速。

3. 解：风流动压与风速存在如下关系

2,2v h Pa ρυ=，或2,/h m s υ

υρ=

由于22.423.51v h mmH O Pa ==，则223.52

6.26/1.2

m s υ?=

= 4．（P6）用皮托管和压差计测得A 、B 两风筒的压力分别为150h =-，210h =，

460h =，5210h mmH O =（见图2－1）。求3h 、6h 的压力各为多少Pa ？各压差计

测得的是什么压力？

4.解：⑴1h 为静压，2h 为动压，5h

为动压，4h 为全压；

⑵压差计3的读数

h 为全压

3122501040392

h h h mmH O =+=-+=-=-Pa

⑶压差计6的读数

h 为静压

6452601050490

h h h mmH O =-=-==Pa

5．（P7）某矿井井口标高＋200m ，大气压力99960Pa a p =，矿内空气的平均密度31.2/kg m ρ=。求在井下－500m 深处的大气压力。 5．解：井下－500m 深处的大气压力可按下式计算

99960 1.29.8(200500)108192a p p gz Pa ρ=+=+?+=

6 ．（P8）某梯形巷道断面S ＝6m 2，平均风速=1.2m/s υ问巷道的风流运动状态是层流还是紊流？

6.解：解判断巷道中风流运动状态的准则是雷诺数Re d

Re=

式中 d ————巷道的等效直径，在梯形巷道中4/d S P =，其中周长为

4.16P S =

v ——空气运动粘性系数， t=15℃时，621510/v m s -=?

υ——平均风流，/m s

故 4S 46 1.2

Re=188422υ?== 此值大于临界雷诺数2320，故是紊流状态。

7.（P8）某巷道断面S= m 2

, 用风表测得（侧面法）平均风速 =s,求巷道的风量为多少？

7.解：用风表测定巷道风速时，因人体占有面积（约为2

m ），故巷道平均风速为

0.4 5.20.4

2.3 2.12/5.2s S m s S υυ--=

=?=

巷道风量为：

2.12 5.211.02/Q S m s υ==?= 8．（P14）用气压计测得某水平巷道1、2两点的大气压分别为101997与 Pa 。若巷道1、2点处断面面积分别为2116S m =,228S m =（图3-2），巷道中通过的风量332/Q m S =，，巷道内空气平均密度31.2/kg m ρ=。问巷道1、2 两断面间的通风阻力为多少？相当于多少mmHg 和mmH 20？

解：假定风流由1点流向2点。由1、2两点列能量方程式，则阻力h 为

11221212()()(22

h p p g z z ρυρυρ=-+-+-

12101997101656.5340.5p p Pa -=-=

12()0g z z ρ-=

3232(

)()1681.2 1.2 2.49.67.22

22Pa ρυ

ρυ-

=?-?=-=-

∴ h ＝＋0－＝ Pa

1133.32mmHg Pa = ∴ 通风阻力

333.3 2.5133.32h mmHg == 或2333.313.634133.32

h mmH O =?=

9．（P14）用空盒气压计测得某倾斜巷道中1、2两点的气压分别为760与764mmHg ，巷道断面相同，两点间的高差12100z z m -=(图3－3），巷道内空气平均密度

31.2/kg m ρ=，求1、2两点间的通风阻力，并判断巷道中的风流方向。

9. 解：假定风流由1点流向2点。由1、2两点列能量方程式，则阻力h 为

11221212()()()22

h p p g z z ρυρυρ=-+-+-

矿井通风与安全课程设计

矿井通风与安全课程设计设计人：周桐学号：3 指导老师：郭金明

前言《矿井通风》设计是学完《矿井通风》课程后进行，是学生理论联系实际的重要实践教学环节，是对学生进行的一次综合性专业设计训练。通过课程设计使学生获得以下几个方面能力，为毕业设计打下基础。 1、进一步巩固和加深我们所学矿井通风理论知识，培养我们设计计算、工程绘图、计算机应用、文献查阅、运用标准与规范、报告撰写等基本技能。 2、培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际的能力。 3、培养学生创新意识、严肃认真的治学态度和理论联系实际的工作作风。依照老师精心设计的题目，按照大纲的要求进行，要求我们在规定的时间内独立完成计算，绘图及编写说明书等全部工作。设计中要求严格遵守和认真贯彻《煤炭工业设计政策》、《煤矿安全规程》、《煤矿工业矿井设计规范》以及国家制定的其它有关煤炭工业的方针政策，设计力争做到分析论证清楚，论据确凿，并积极采用切实可行的先进技术，力争使自己的设计达到较高水平，但由于本人水平有限，难免有疏漏和错误之处，敬请老师指正。

（一）矿井基本概况 1、煤层地质概况单一煤层，倾角25°，煤层厚4m，相对瓦斯涌出量为13m3/t,煤尘有爆炸危险。 2、井田范围设计第一水平深度240m，走向长度7200m，双翼开采，每翼长3600m。 3、矿井生产任务设计年产量为0.6Mt，矿井第一水平服务年限为23a。 4、矿井开拓与开采用竖井主要石门开拓，在底板开围岩平巷，其开拓系统如图1-1所示。拟采用两翼对角式通风，在7、8两采区中央上部边界开回风井，其采区划分见图1-2。采区巷道布置见图1-3。全矿井有2个采区同时生产，分上、下分层开采，共有4个采煤工作面，1个备用工作面。为准备采煤有4条煤巷掘进，采用4台局部通风机通风，不与采煤工作面串联。井下同时工作的最多人数为380人。回采工作面最多人数为38人，温度t=20℃，瓦斯绝对涌出量为3.2m3/min,放炮破煤，一次爆破最大炸药量为2.4kg。有1个大型火药库，独立回风。附表1-1 井巷尺寸及其支护情况区段井巷名称井巷特征及支护情况巷长 m 断面积 m2 1~2 副井两个罐笼，有梯子间，风井直径D=5m 240 2~3 主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆120 9.5 3~4 主要运输石门三心拱，混凝土碹，壁面抹浆80 9.5 4~5 主要运输巷三心拱，混凝土碹，壁面抹浆450 7.0 5~6 运输机上山梯形水泥棚135 7.0 6~7 运输机上山梯形水泥棚135 7.0 7~8 运输机顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 420 4.8 8~9 联络眼梯形木支架d=18cm，Δ=4 30 4.0 9~10 上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 80 4.8 10~11 采煤工作面采高2m控顶距2~4m，单体液压，机采110 6.0 11~12 上分层顺槽梯形木支架d=22cm，Δ=2 80 4.8

矿井通风与安全教学大纲

《矿井通风与安全》教学大纲 (一) 课程的性质与目的随着矿山开采深度增加和采掘机械化程度的提高，矿山通风与安全技术对于矿井建设和生产有着越来越重要的意义。本课程就是以阐明矿山通风与安全基本规律和基本原理为主要目的，并将基本规律和基本原理应用到矿山生产中。所以，该课程是采矿工程和安全工程专业的基础课，学习的目的是让学生掌握矿井通风与安全技术的基本理论和方法。 (二)课程的基本要求该课程要在《流体力学》、《地质学》、《采矿学》、《地下施工》等专业课开设以后才开课。通过该课程学习，要求学生在掌握矿山通风与安全技术的基本规律和基本原理基础上，具有从事矿山通风与安全科研、设计和管理的能力。 (三)本课程的重点 1、矿井空气的性质 2、通风工程中空气流动的基本理论； 3、井巷通风阻力； 4、通风动力； 5、风量分配与调节 6、通风系统及通风设计； 7、局部通风（四）本课程与其它课程的联系本课程是以《流体力学》理论为基础，因此《流体力学》是本课程的先修课程。 (五) 本课程的主要教学内容了解空气的成分、性质和变化规律，掌握风流的能量及其变化规律、矿井通风阻力、矿井通风动力、风网中风流基本规律和风量自然分配的知识，掌握矿井空气的性质、通风工程中空气流动的基本理论、井巷通风阻力、通风动力、风量分配与调节、通风系统及通风设计、局部通风。

绪论——矿井通风史概述了解矿井通风知识体系从无到有的发展由来，理解矿井通风学的科学意义和应用价值。第1章矿井空气清楚了解矿井空气成份与地面空气成份的差异，矿井有毒有害气体的来源，CO、CO2、NO x、SO2、H2S等有毒有害气性质及其允许浓度，矿井辐射的基本概念，氡的性质，氡及其子体的危害，矿井辐射防护剂量限值，矿井中氡的来源，矽尘的特点，矿尘的产生及分类，矿尘的危害，矿井气候对人体的影响，衡量矿井气候条件的指标，矿井气候条件的安全标准。重点掌握矿井内有毒有害气体及矿尘的危害和特征，难点是氡及氡子体和辐射单位的理解。第2章矿井风流的基本性质（1）需要掌握的基本概念有：空气的密度、比容、比热、粘性、绝对湿度、相对湿度、含湿量、焓、绝对压力、相对压力，风速、层流、紊流、风流点压力、风流动压、风流全压、硐室型风流等。（2）需要掌握的计算方法有：矿井通风的空气温度、湿度、焓的计算，空气压力单位的换算，通风风筒中风流全压、动压和静压三种压力的计算。（3）需要掌握的测试方法和仪器有：矿井空气压力的测定方法和水银气压计、空盒气压计，矿井风流点压力的测定方法和皮托管与倾斜压差计的使用，补偿式微压计与皮托管配合测量风流的静压、动压和全压的方法，用风表和热电式风速仪测定巷道风速和风量的方法等。本章的难点有：湿空气焓湿图的理解和应用等。第3章矿井风流流动的能量方程本章内容是矿井通风最基本和最重要的理论。（1）需要掌握的基本理论有：空气流动连续性方程，风流运动的能量方程，单位质量流量能量方程，风流流动过程中能量分析，可压缩空气单位质量流量的能量方程，单位质量可压缩空气能量方程分析，断面不同的水平巷道能量方程，断面相同的垂直或倾斜巷道能量方程，有扇风机工作时的能量方程式，有分支风路的能量方程式等。（2）需要掌握的计算方法有：各种能量方程的计算方法，能量方程在通风阻力测定中的应用计算方法，分析矿井通风动力与阻力关系的方法等。（3）需要掌握的测试方法和仪器有：应用皮托管与倾斜压差计、补偿式微压计，结合能量方程测定巷道通风阻力的方法等。

矿井通风与安全考试题1

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：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）

通风安全学期末考试题及参考答案

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）

矿井通风与安全课后习题部分答案

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：

矿井通风与安全试题

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

《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。

中国矿业大学矿井通风与安全课后题答案

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？

某煤矿通风安全管理培训教案

工作行为规范系列某煤矿通风安全管理培训教案（标准、完整、实用、可修改）

编号：FS-QG-71040某煤矿通风安全管理培训教案Teaching plan for ventilation safety management in a coal mine 说明：为规范化、制度化和统一化作业行为，使人员管理工作有章可循，提高工作效率和责任感、归属感，特此编写。一:通风管理基本概念 1、“一通三防” 一通指通风、三防是防瓦斯、防火、防煤尘。 2、循环风局部通风机的回风部分或全部再回入同一局部通风机的进风风流中。 3、自然通风在各种自然因素作用下使风流沿巷道流动的现象称自然通风。 4、煤尘堆积是指井下巷道煤尘堆积厚度在2mm以上，长度超过5米的积尘。 5、呼吸性粉尘

粒度小于5微米的矿尘能随呼吸进入人的肺部并沉积，这部分粉尘称为呼吸性粉尘。 6、火灾三要素火灾三要素:是指热源、可燃物和空气，三者缺一不可，是引起火灾的三个必备条件。 7、排放瓦斯“三原则” (1)、撤人:受瓦斯排放影响范围内的所有人员必须全部撤出。 (2)、断电:受瓦斯排放影响范围内的所有电气设备，必须全部断电。 (3)、限量:瓦斯排放必须有限量措施，严禁一风吹。 8、“四位一体”防突措施开采突出危险煤层时，必须采取包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护等“四位一体”的综合措施。 9、煤与瓦斯突出煤矿井下开采过程中，在很短的时间内(几秒钟到几分钟)，突然从煤(岩)层中以极快的速度向巷道和采掘空间喷

出大量的煤(岩)和瓦斯，并伴随着强烈的声响和强大的机械效应的动力现象，叫煤与瓦斯突出。 10、矿井通风向井下连续输送新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排除有毒有害气体和粉尘，改善井下气候条件的作业。 11、突出煤层是指在矿井井田范围内发生过突出的煤层或者经鉴定有突出危险的煤层。二、通风安全管理基础知识 1、矿井通风方式中央式、对角式、混合式。 2、矿井通风方法抽出式、压入式。 3、掘进工作面通风方式压入式、抽出式和混合式三种。 4、矿井常用的通风设施风门、风桥、密闭、挡风墙、测风站等。 5、防止煤尘传导爆炸的措施

矿井通风与安全计算题

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_试题

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

矿井通风安全考试题库答案

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。

矿井通风与安全试题

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

通风安全学教案

通风安全学教案 (安全工程专业) 主讲人: 刘泽功安徽理工大学能源与安全学院安全工程系

通风安全学一、学习这门课的必要性 1、专业方面； 2、课程重要性； 3、应用方面；二、怎么样学好这门课 1、认真听课 2、课后认真复习； 3、课后认真做作业； 4、认真做实验；三、课程学时安排总56学时，其中：讲课52学时；习题4学时，实验22学时(另外开设) 四、教学方法采用多媒体教学五、主要内容两部分，共十二章 1、矿井通风基础理论与应用（共七章） 2、矿井安全（共五章）六、主要参考书 1．吴中立主编《矿井通风与安全》中国矿大出版社1989年6月 2．张国枢主编《通风安全学》中国矿业大学出版社2000年7月 3．《煤矿安全规程》2004年版 4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月 5．王省身张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社1989年9月6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社1990年4月 7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社，2002年3月

目录第一部分通风工程第 1 章矿井空气 §1 矿井空气成份 §2 矿井空气中有害气体 §3 矿井气候第 2 章矿井空气流动基本理论 §1 空气主要物理参数 §2 风流能量与压力 §3 通风能量方程 §4 能量方程在矿井通风中的应用第 3 章井巷通风阻力 §1 井巷断面上的风速分布 §2 摩擦风阻与阻力 §3 局部风阻与阻力 §4 矿井总风阻与矿井等积孔 §5 降低矿井通风阻力的措施第 4 章通风动力 §1自然风压 §2通风机类型及构造 §3主要通风机附属装置 §4主要通风机实际特性曲线 §5主要通风机工况点及其经济运行 §6通风机联合运转 §7矿井通风设备选型第 5 章矿井通风网络中风量分配与调节§1 风量分配的基本规律 §2 简单网络特性 §3通风网络动态特性分析 §4矿井风量调节 §5应用计算机解复杂通风网路第 6 章局部通风 §1 局部通风方法 §2 掘进工作面风量分配 §3 局部通风设备 §4 局部通风系统设计第7 章通风系统与通风设计 §1 矿井通风系统和局部通风系统