矿井通风与安全习题课答案

矿井通风与安全习题课答案第组1. 解：某种气体的体积标准换算为重量标准可用下式： 31010,/2.42.4TTZnnmg式中 m 气体的克分子量，g； nT 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： 30.24810/Tnmg2. 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F5=6.8g/m3 ，F 20=17.2g/m3。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%4.6/Jfgm1295H故风流在一昼夜内从矿井中带走的水蒸气量为： (5.4876)043782.0Gkgt3. 解：在校正曲线上任意选定、两点，由此两点的坐标值求校正常数 b 值，即： 817ZBvabtg则该曲线的表达式为： 1ZBv若已知 时，代入上式，则 为：6/vmsA z67/msA4. 解：设风流方向是由断面 I-I 流向断面 -，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- =221VVPZPZgg =2 253753.61.0751.61.60.29.89.8 =-3.6mmH20 因为通风阻力为负值，说明断面 I-I 的总压力小于断面 - 的总压力，原假设风流方向不对，风流应从断面-流向断面 I-I，其通风阻力为 3.60mmH2O。5. 解：设风流方向是从 I-I 断面流向- 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: 221 22()()53(753.6.7501.61.)98989zQVhPPggmHO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. 解：设风流方向是从 I-I 断面流向- 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 （755-750）13.668mmH 20 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.解： 4042077.31.6JJhmHg2 2(/)9.8SVOg44737.81.6QJSPhh 全 4h 静 4h 速 42006.1193.9 2mHOh 阻 h 静 4h 速 4h 自 2006.110203.9 28.解：纵口径 0.9518Ld当 d0=18cm， 时，从附录二表 3 中可查出 为24.194.6.7/kgsm则摩擦风阻为： 330.10.379ZULRkS 故当 Q130m 3/s 时，h 摩 1 为： 2220.79.40MhmH当 Q 240m 3/s 时，h 摩 2为： 2 2.6.1RO9. 解：将已知值代入下式，分别求得矿井等积孔 A 和风阻 R: 2100.38.1.94ZQAmh21.6Rk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： 2220.47196ZhRQmHO10. 解：1) 23 段的风压损失为：h2-3= h1-3- h1-2=44.8-30=14.8 mmH202) 3324214.86./0SkgsUL3）1-2 段的摩擦阻力损失为： 2 211233(50). 45.6MhQS 4)拐弯处的局部阻力损失为： h 局 h 1-2-h 摩 1-230-25.24.8 mmH 205)巷道中的风速为： 240/min6./6Qv sS6）局部阻力系数为： 229.814.()JWhvg11.解： 20.4RQmHO假设一组 Q 值，则得对应的一组 h 值，如下表所示： 2/ms0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 20 100 400 900 1600 2500 3600 4900 6400 8100 h/mmH20 0 4 16 36 64 100 144 196 256 324 在毫米方格纸上，以 h 为横坐标，将表中 Qh 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 340 所示。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R0.015 ，绘于图中为曲线 7。曲线 6 与曲线 7 的交点 为工作k a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则 132471.SNkW13. 解：1）Q 扇 =S1V1=4.889.86=48.1m3/s； 2) 断面处空气的平均速压为： 22 2.48.1()()5.99SSh mHOgh 扇静 =h-h 速 3975.94391.06mmH 20 3) -断面处空气的平均速压为： h 速 h 速扇 2221.48.().619Vmgh 扇全 h 扇静 h 扇速 391.062.61393.7mmH 20 4） N 电 370.833cos/104.1IUkW5）N 扇静 =184.4kWN 扇全 185.7 kW 6) 75.8 2.46.92扇扇 静 Q10.87.310扇扇 全h5.4.238 电静 扇 静3.76.0.71 电扇 全全 N 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 391.06mmH 20 14.解：计算各测段得空气平均重率： 21.36.8/2ABB kgm1C2.45./DEE k132FGgm计算两侧空气柱的平均重率： 2451.280.13/ABBCCZ kgm.6.9DEEFF设风流方向从 BC 井筒进入，有 DEF 井筒排出，则： h 自 2()145(.239)5.8ABCDEFZmHO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.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 231 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：h2h 3h 1h 自冬 即 h 自冬 +RQ2R3Q代已知值及 Q140Q 3，Q 240Q 3入上式得： 23223 04.)40(.9)40(36. Q523取412 得： Q36m 3/s 根据风量平衡定律：Q140634m 3/s Q240646m 3/s 验算 :Q1Q 280m 3/s 与总回风量相符。h10.036342 41.6mmH 20 h1h 自冬 41.6 950.6mmH 20 h2h 30.024 （46262）51mmH 20 故 h1h 自冬 h2h3 与风压平衡定律相符。 16. 解：1) 首先把通风系统示意图改绘为特性网路图，如图631 所示。2) 矿井总风阻 R 总为：R2-3-4-5= R2-3 R 3-4R 4-5381844100 R2-6-7-5R 2-6R 6-7R 7-5451852115R 总 R 12 R 25 R 53 2326.82574.8 0.0748 k3) 矿井总阻力 h 阻 为：h 阻 R 总 Q20.074824243.1mmH 20 4) 矿井总等积孔 A 为：2m5) 自然分配的风量为： 241012)25(4043 8.26)150()1(25762435252 39.14238.038.0阻hQA3/ms3/s或 3/ms17.解：1）进入左右两翼的风量为： 3/ms3/s2）总风阻为： k3）总等积孔为： 2m4）总阻力为: 2HO18. 解：按照需要风量计算的两风路的阻力为： mmH20mmH20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 h2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：4.125011576243RQ左 6. 左右 6.105124543276RQ右 5.17405.32 QA并 .2.3并 02.9.814.09.14.02241 RARR 并并总 7.0.38. 总总A340.22 总总 QRh8.97.2211 450Rhh1h 窗 h 2mmH20 或 h 窗 h 2h 125.413.811.6mmH 20 19. 解：按需要风量计算两风路的阻力： mmH20mmH20风窗应安设在 2 风路的回风巷道中，其局部阻力为：h 窗 h 3h 243.728.415.3mmH 20 风窗的面积为： 220 15.41.0.3838CQSmh调节后采区的总阻力、总风阻、总等积孔为： 2HO20.38.1.9ZAmR20. 解：按需要风量计算左右两翼风路的阻力为： mmH20mmH20扩大 45 段巷道断面应降低的阻力为： hh 右 h 左 137.28255.2mmH 20 45 段巷道断面扩大前的阻力为： mmH20设 为 45 段巷道断面扩大后的风阻，则 45 段巷道断面扩大后的阻力为： 452290.5.048hRkQA 22554545.176()()(8.)LKS4.835.0222 QRh73133 .837.42)5.2.(431 hh总 09.822 总总总 QR82315.25762 左左 h .137815.6. 243 ） （） （ 右右 QR.9815.022右 QR542右 545hh4右两边取对数得： 452logl8.1.9450.78S所以 2=6.0m45S45 段巷道断面应从原断面扩大到 6.0m 2降阻调节后矿井的总阻力总、总风阻、总等积孔为： 20.38.1.475zzAmR21. 解：未开掘并联巷道前 AD 间的阻力为： ABCD22DEh=(+)Q=(0.+.6)10=3mHO2若总风量增至 ，BEC 段的阻力应为： 315/sBEC 22(.4)57.ABCh开掘并联巷道 BFC 后，BEC 巷道的风量为