矿井通风习题集

1、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？2什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？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？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？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？6防止有害气体危害的措施有哪些？7什么叫矿井气候条件？气候条件对人体热平衡有何影响？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？9为什么在矿

2、井的进风路线中冬暖夏凉、冬干夏湿？10规程对矿井气候条件的安全标准有何规定？11矿井的预热和降温主要有哪些方面的措施？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？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？14风表校正曲线的含义是什么？为什么风表要定期校正？15对测风站有哪些要求？16测风的步骤有哪些？应注意哪些问题？习题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520m3/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

3、为22C，湿球温度为20C,风速为1.5m/s,求其相对湿度和等效温度分别是多少？(83%；14C)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=0.23+1.002v(m/s),试求该处的风真表速和通过的风量各为多少？(4.74m/s；35.12m3/s)第二章风流的能量与能量方程思考题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？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

4、用？4何谓空气的静压、动压、位压？各有何特点？5什么叫绝对压力？相对压力？正压通风？负压通风？6什么叫全压、势压和总压力？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？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？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？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？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？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？13通风系

5、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？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？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测得某回风巷的温度为20C，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。（1.21kg/m3；0.83m3/kg）2-3用皮托管和压差计测得通风管道内某点的相对静

6、压h=静250Pa,相对全压h=200Pa。已知管道内的空气密度p=1.22kg/m3,全试判断管道内的通风方式并求出该点的风速。（抽出式；9.1m/s）2-4在压入式通风管道中，测得某点的相对静压h=550Pa,动静压h=100Pa,管道外同标高的绝对压力P0=98200Pa。求该点的相动0对全压和绝对全压。（650Pa；98850Pa）2-5两个不同的管道通风系统如题图2-1a、b所示，试判断它们的通风方式，区别各压差计的压力种类并填涂液面高差和读数。（a：抽出式；b：压入式）题图2-1通风管道中相对压力的测定2-6已知某一进风立井井口断面的大气压P1=99800Pa,井深静1Z=500m

7、，井筒内空气的平均密度p=1.18kg/m3,井筒的通风阻力为h=85Pa,问立井井底的绝对静压P2有多大？（105497Pa）阻静22-7如题图2-2所示断面不等的水平通风巷道中,测得1断面的绝对静压P1=96170Pa,断面积S1=4m2,2断面的绝对静压P2静11静2=96200Pa，断面积S2=8m2，通过的风量Q=40m3/s,空气密度p1=p2=1.16kg/m3,试判断巷道风流方向并求其通风阻力h阻。若巷道断面都是4m2,其它测定参数不变，结果又如何？（方向1-2,43.5Pa；方向2-1,30Pa）题图2-2断面不等的水平通风巷道2-8如图2-15所示的抽出式通风矿井中,已知矿

8、井的通风总阻力为1840Pa，自然风压80Pa（反对通风机工作）；风硐的断面积为4m2,通过的总回风量为50m3/s,空气密度1.2kg/m3。问主通风机房内静压水柱计的读数为多大？(2014Pa)2-9如图2-16所示的压入式通风矿井中，已知主通风机吸风段2断面与风硐3断面的静压水柱计读数分别为h2=162Pa,3=1468静2静3Pa；测得两断面的动压分别为h2=110Pa,h3=88Pa；地面大气动2动3压力P0=101324Pa,自然风压H=100Pa,自然风压的作用方向与0自主通风机风流方向相同。试求2、3断面的绝对静压、绝对全压、相对全压和矿井的通风阻力各为多大？(P2=10116

9、2Pa,P3=102792静2静3Pa；P=101272Pa,P=102880Pa；h=52Pa,h=1556Pa；全2全3全2全3h=1708Pa)阻第三章矿井通风阻力思考题1何谓层流、紊流？如何判别流体的状态？2在尼古拉兹实验资料中,随R或相对粗糙度而变化分为五e个区,各区有何特征？3摩擦阻力系数与哪些因素有关？4局部阻力形式主要有哪些？造成能量损失的原因是什么？5风流流入断面突然扩大的阻力损失与流入断面突然缩小的阻力损失相比较,哪一个更大？为什么？6“阻力”与“风阻”是不是同一个概念？其相互关系如何？各受什么因素影响？7等积孔的含义是什么？等积孔与风阻有哪些异同与联系？如何衡量矿井通风难

10、易程度？8为什么要减少通风阻力？用什么方法减少通风阻力？9通风阻力测定方法有几种？各有何优缺点？10通风阻力测定报告主要包括哪些内容？习题1某设计巷道的木支柱直径d=16cm,纵口径a=4,净断面0积S=4m2，周长U=8m,长度L=300m,计划通过的风量Q=1440m3/min,试求该巷道的摩擦阻力系数和摩擦阻力。(八0.015Ns2/m4h摩=324Pa)2某巷道有三种支护形式，断面积均为8m2,第一段为三心拱混凝土砌碹巷道，巷道不抹灰浆，巷道长400m；第二段为工字梁梯形巷道，工字梁高d=10cm，支架间距为0.5m，巷道长500m；第0三段为木支架梯形巷道，支架直径d=20cm,支架

11、间距为0.8m，巷0道长300m，该巷道的风量为20m3/s。试分别求出各段巷道的风阻和摩擦阻力。(第一段R=0.0535Ns2/m8，h=21.4Pa；第二段11R=0.208Ns2/m8，h=83.2Pa；第三段R=0.1Ns2/m8，h=40Pa)22333某条巷道如题图3-1所示，通过的风量为18m3/s，S二S二4.5m2,S二9m2,空气的密度p=1.2Kg/m3，试分别计算巷道突然132缩小处和转弯处的局部阻力。(h=2.4Pa,h=13.4Pa)缩弯s,題圏3-4某巷道摩擦阻力系数a=0.004Ns2/m4，通过的风量Q=40m3/s，空气的密度p二1.25Kg/m3,在突然扩

12、大段，巷道断面由S二6m2变为S二12m2。求2（1）突然扩大段的局部阻力。（9.7Pa）（2）其它条件不变，若风流由大断面流向小断面，则突然缩小段的局部阻力又是多少？（9.1Pa）5某矿井的风量为100m3/s，阻力为2158Pa，试求其风阻和等积孔，并绘制风阻特性曲线。（R=0.2158Ns2/m8,A=2.56m2）6某矿简化后的通风系统如题图3-2所示，已知R=0.039Ns2/m8,R=1.177Ns2/m8,TOC o 1-5 h z22-3R=1.079Ns2/m8,Q=35m3/s,Q=25m3/s,试求矿井的总阻力、总风42-32-4阻和总等积孔各为多少？（h=1262.5P

13、a,R=0.351Ns2/m8,A总总总=2m2)7用单管倾斜压差计与静压管测量一条运输大巷的阻力。该巷为半圆拱料石砌碹，测点1与测点2处的巷道断面积为S二8.8m2,S二8.0m2,l、2两测点的间距是300m，通过该巷道的风量12是30m3/s，单管倾斜压差计的读数为L=21.1mm液柱，读数时的仪器校正系数K=0.2，测点1的空气密度p二1.25Kg/m3,测点2的空气1密度p二1.21Kg/m3，试计算该巷道的摩擦阻力和摩擦阻力系数，并将2摩擦阻力系数换成标准值。(h=39.9Pa,a=0.0078Ns2/m4,摩测a=0.0076Ns2/m4)标第四章矿井通风动力思考题1矿井自然风压

14、是如何产生的？两井筒深度相同时有无自然风压？机械通风矿井中有无自然风压？2影响自然风压的大小和方向的因素有哪些？能否用人为的方法产生或增加自然风压？3机械通风的矿井如何对自然风压加以控制和利用？4自然风压如何测定？5如图4-1所示的通风系统，当井巷中空气流动时，2、3两点的绝对静压之差是否等于自然风压？为什么？6通风机在运转时，通风机房水柱计能否反映自然风压的大小？为什么？自然风压如何测量？7规程中对通风机及其附属装置的安装和使用有何规定？8用什么方法实现通风机的反风？在什么情况下才反风？规程中对通风机反风有何规定？9反映通风机工作特性的基本参数有哪些？它们各代表什么含义？10什么叫通风机的个

15、体特性曲线？什么叫通风机的类型特性曲线？11轴流式通风机和离心式通风机风压特性曲线及功率特性曲线有何差异？在启动时应注意什么问题？12什么叫通风机的工况点和工作区域？通风机的工况点应在什么区域内变动才合理？13通风机为什么要安装扩散器？14在什么情况下通风机要串联工作？什么情况下通风机要并联工作？怎样保证通风机联合工作时安全、经济、有效？15为什么要进行通风机性能试验？试验时应测定哪些数据？使用哪些仪器？最后用什么形式表达实验结果？习题1如题图4-1所示的通风系统，各测点的空气物理参数如下表，求该系统的自然风压。（答：H=367.88Pa）自3456288.15296.15296.15293.

16、15105284.4102404.6100071.598924.9g22UQ题囹4-丄口熬適凤矿井测点T(K)P(Pa)0268.1598924.912270.15283.15100178.2102751.2(100%)0.952某矿为抽出式通风，主要通风机型号为4-72-11220型，转速n=630r/min，矿井总风阻R=0.73575NS2/m8，扩散器出口断面S扩=6.72m2，风阻R=0.03576Ns2/m8，不考虑自然风压，用作图法求主扩要通风机的工况点。3如题图4-2所示的矿井，实测结果：通风机风硐中的相对静压h=2256.3Pa，风硐4断面的平均风速v=14m/s，断面S=9

17、m2，扩TOC o 1-5 h z静44散器断面S=14m2,Z=150m，Z=200m，P=1.22kg/m3，P=1.25kg/m3,501120112P=1.2kg/m3。试求该矿井的自然风压H、矿井通风总阻力H和通34自总风机的静压H、动压h，全压H各为多少？通静通动通全（答：H=127.5Pa,h=2266.2Pa,H=2138.7Pa,h=48.6Pa,自总通静通动H=2187.3Pa）通全4某抽出式通风矿井，从通风机房的水柱计读得h静=1353.8Pa，风硐中测静压断面的风速为12m/s,空气密度P=1.2kg/m3。当停止通风机运转关上闸板时，在通风机房水柱计上读得的读数为21

18、5.8Pa，此时水柱计液面移动方向与通风机运转时的移动方向相反,试求该矿井的通风总阻力为多少？（答:h=1483.2Pa）总5某矿使用2K60TNQ18轴流式通风机做抽出式通风，通风机的个体特性曲线如题图4-3所示，矿井的总风阻R=0.56Ns2/m8，试求通风机的风量、静压、效率和输入功率各为多少？若矿井总风阻降为R=0.14Ns2/m8时，通风机运转是否经济？（答：Q=73m3/s，H通通静=3000Pa，n=0.76，N=270kW。当R=0.14Nsz/m*，通风机的效率静通入低于60%，运转不经济）oooOooQO432106某矿使用2K60-1NQ18与2K60TNq24两台主要通

19、风机做抽出式通风，一台运转，一台备用N18通风机的叶片安装角为25。，N24通风机的叶片安装角为20。，其特性曲线如题图4-4所示。由于生产急需增加风量，暂时将两台通风机并联运转，已知矿井总风阻R=0.17Ns2/m8，试用作图法求并联运转时矿井的总风量与总风压，并判断并联运转是否经济可靠。3$2曲SOI却却蠅图4-斗两台主通加机特性曲遥4-7某轴流式通风机的叶片安装角为30。，转数为n=1000r/min时1的特性曲线如题图4-5所示，当其它条件不变时，试应用比例定律求转数为n2=1500r/min时的特性曲线。210000ftE11111A5Ed1i201510创Hl%题阳4-5麵流貳適风

20、机供体特性朋线fl.0.8第五章通风网路中风量的分配思考题1什么叫通风网路？简述分支、节点、回路、树、余树及独立回路等术语的含义。2什么叫通风网路图？绘制通风网路图的一般步骤与一般原则分别是什么？3什么叫串联通风、并联通风和角联通风？各有何特性？4比较串联通风与并联通风的特点。5什么叫风量自然分配？影响流入并联网路分支风量的因素是什么？6写出简单角联网路中角联分支风向判别式，并分析影响其风向变化的因素。7风量分配的基本定律是什么？写出其数学表达式。8解算复杂通风网路的目的是什么？试述斯考德-恒斯雷法的基本思路。习题1如题图5-1所示某矿通风系统，试绘制其通风网路图。iiiiii一ii一111i

21、11111F11i1iiiiiii-ii/yX2题图5-1题图5-22如题图5-2所示某矿通风系统，试绘制其通风网路图。3如题图5-3所示某矿通风系统，试绘制其通风网路图。题图5-34如题图5-4所示某采区通风系统，试绘制其通风网路图题图5-45-5如题图5-5所示某回采工作面通风系统，已知R1=0.49，R2=1.47,R3=0.98,R4=1.47,R5=0.49，单位为Ns2/m8,该系统的总风压h=80Pa。16（1）风门K关闭时,求工作面风量；（2）当风门K打开时，总风压保持不变的情况下，求工作面风5-6如题图5-6所示某矿通风系统,已知井巷各段的风阻为R=0.225，R=0.372

22、，R=0.176，R=0.431，R=0.441，R=0.176，1-22-33-44-52-66-7R=0.51,R58=0.245,单位为Ns2/m8。试绘制该矿通风网路图，并7-55-8计算矿井的总风阻、总阻力、总等积孔和每翼自然分配的风量为多R2=1.68,R3=1.27,R4=1.98，单位为Ns2/m8,总风量为40ms/s。求:（1）并联网路的总风阻；（0.087Ns2/m8）（2）各分支风量。（11.7、9.2、10.6、8.5m3/s）3Q12题图5-75-8如题图5-8所示简单角联网路，已知各分支风阻为R1=1.02,R2=0.95,R3=0.77,R4=0.56，单位为N

23、s2/m8。试判断角联分支5的风向。（-）35*2Q题图5-85-9如题图5-8所示简单角联网路，已知各分支风阻为R=1.05,R=0.876,R=0.787,R=0.67,R=0.97,单位为Ns2/m8,总风量Q=352345m3/s,试用斯考德-恒斯雷法解算各分支的风量，并求总阻力和总风阻。(V0.01m3/s)(16.71,18.29,16.80,18.20,0.09m3/s；515.0Pa；0.42Ns2/m8)第六章矿井风量调节思考题1为什么风量调节是矿井通风管理的主要内容？2什么是局部风量调节？什么是矿井总风量调节？二者有什么不同？3增阻调节法的实质是什么？4增阻调节法对矿井通风

24、网路有什么影响？5使用增阻调节法对应注意哪些问题？6降阻调节法的实质是什么？7使用降阻调节法时应注意哪些问题？8辅助通风机调节法的实质是什么？9使用辅助通风机调节法时应注意哪些问题？10矿井总风量调节的方法主要有哪些？习题6-1某采区通风系统如题图6-1所示，各段巷道的风阻为：R=0.08，R=0.15，R=0.18，R=0.15，R=0.10Ns2/m8,系统总风量12345Q=40m3/s,各分支需要的风量为：Q=15ms/s,Q=20ms/s,Q=5234ms/s。若采用风窗调节(风窗设置处巷道断面积为S=4m2),应如何设置风窗，风窗的面积值为多少？调节后系统的总风阻、总等积孔为多少？

25、(S=1.87m2，S=0.63m2,A=2.67m2,R=0.198Ns2/ms)窗2窗4总6-2如题图6-2所示的通风系统，已知：R=1.5，R=0.9BCEBDENs2/ms，L=1500m,L=1000m。因生产需要，两分支BCD、BDEBCEBDE的风量均为20m3/s，若采用全长扩大断面的调节措施，问需要在哪个分支上扩大断面？断面扩大到多少平方米(扩大后巷道断面形状为梯形，a=0.02)?(S=7.19m2)BCE6-3某巷道通风系统如题图6-3所示，已知各分支风阻为：R=1.2，1R=0.4，R=R=3.2，R=0.6，R=2.8，R=0.3Ns2/m8。各分支需34567要的风

26、量为：Q=30m3/s,Q=10m3/s,Q=20m3/s。若采用辅助26通风机法调风量，试计算辅助通风机的风压及调节后系统的总阻力？题图6-3辅助通风机调节第七章矿井通风系统思考题1什么叫矿井通风系统？它包括哪些内容？2矿井主要通风机的工作方式有几种？各适用于什么条件？3在瓦斯矿井中，主要通风机为什么常用抽出式通风？4矿井的通风方式有几种?各适用于什么条件?5采区通风系统应满足哪些基本要求?6在什么条件下才允许采煤工作面之间及采煤工作面与掘进工作面之间串联通风？7何谓上行风、下行风？试分析采煤工作面采用上行通风和下行通风的优缺点。8采煤工作面通风系统有几种布置形式？试分析其特点及适用条件。9

27、试述通风设施的种类及其作用。对不同的通风设施有何质量要求?10什么叫漏风？漏风是如何分类的？漏风的主要危害有哪些？7-11产生漏风的原因是什么?如何防止漏风?7-12为什么要绘制通风系统图？图上应包括哪些内容？7-13为什么要绘制通风网路图？通风网路图有何作用?习题7-1分析给定的矿井通风系统的优缺点，并提出改革建议。7-2绘制图7-6和图7-11的通风网路图。7-3分析规程对下行通风的有关规定。7-4分析规程对采区上山的有关规定。第八章掘进通风思考题81全风压通风有哪些布置方式?试简述其优缺点和适用条件。82简述压入式通风的排烟过程及其技术要求。83试述局部通风机压入式、抽出式通风的优缺点及

28、其适用条件。84试述混合式通风的特点与要求。85有效射程、有效吸程的含义是什么?86局部通风机串联、并联的目的、方式和使用条件是什么？87试述局部通风设计的步骤。88局部通风机选型设计的一般原则是什么？89掘进通风安全装备系列化包括哪些内容？有何安全作用？810风筒的选择与使用应注意哪些问题？习题81某岩巷掘进长度为250m,断面为8m2,风筒漏风系数为1.18，一次爆破炸药量为10kg，采用压人式通风，通风时间为20min，求该掘进工作面所需风量。(Q=89.96m3/min)需82某岩巷掘进长度为300m,断面为6m2,次爆破最大炸药量10kg,采用抽出式通风，通风时间为15min,求该掘

29、进工作面所需风量。(Q=24.14m3/min)需3某岩巷掘进长度1200m，用混合式(长抽短压)通风，断面为8m2,一次爆破炸药量10kg,抽出式风筒距工作面40m,通风时间20min。试计算工作面需风量和抽出式风筒的吸风量。(Q=29.59出m3/min，Q=36.98m3/min)入4某风筒长1100m，直径800mm,接头风阻为0.2NS2/m8,节长50m，风筒摩擦阻力系数为0.003NS2/m4,试计算风筒的总风阻。(5.87Ns2/m8)第九章矿井通风设计思考题1矿井通风设计的依据和要求是什么？2如何正确矿井通风系统？9-3矿井需风量的计算原则和方法是什么？9-4如何计算矿井通风

30、总阻力？9-5选择矿井主要通风机的要求有哪些？9-6如何计算吨焊通风成本？9-7生产矿井通风设计有什么特点？习题9-1某矿井炮采工作面瓦斯绝对涌出量为2.8m3/min，进风流中不含瓦斯；工作面采高2.0m,平均控顶距3.2m，温度21C；工作面最大班工作人数为22人；该工作面一次起爆炸药为10kg；试计算该工作面的需风量为多少？（Q一=461ms/min）采9-2某矿井地质与开拓开采情况如下，试进行矿井通风设计：井田走向长8400m,倾角=15。18。，相对瓦斯涌出量为11ms/t，煤尘具有爆炸危险性。矿井开拓开采情况如下：A、矿井生产能力与服务年限矿井生产能力为0.9Mt/a,服务年限46a。B、矿井开拓方式与采区划分矿井采用立井单水平上下山分区式开拓。全矿井共划分12个采区，上山部分6个（见题图9-2），下山部分6个。上山部分服务年限25年，下山部分服务年限21年。矿井开拓系统如题图9-1所示。主、副井布置在井田的中央，通过主石门与东西向的运输大巷相连通