矿井通风与安全课程复习资料

1412〔专〕1412〔专〕1《矿井通风与安全》课程复习资料一、填空题：矿井某断面的总压力包括 、动压和 三种压力。井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用 测风，其方法是：测风员背向巷壁，手持风表在断面上按肯定线路均匀移动。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。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。矿井气候是矿井空气的 、 和风速的综合作用。矿用通风机按构造和工作原理不同可分为轴流式和 两种；按效劳范围不同可分为 、关心通风机和 。局部通风机的通风方式有 、 和 三种。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 、 和位压。在井巷风流中，两端面之间的 是促使空气流淌的根本缘由。矿井通风压力就是进风井与回风井之间的总压力，它是由 和 造成的。依据进出风井筒在井田相对位置不同，矿井通风方式可分为 、 和 。通常认为最适宜的井下空气温度是 ℃，较适宜的相对湿度为 ％。扇风机工作的根本参数是 ， ， ， ，它们共同表达扇风机的规格和特性。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；调整矿井气候。矿井掘进通风的主要方法有利用矿井全风压通风、 和 三种。串联巷道各处的风量是 的；并联巷道各分支的风压是 。地面空气中，按体积比，氧气约有 %，氮气约有 %。矿井空气主要是由 、 和二氧化碳等气体组成的。风速在井巷断面上的分布是不均匀的。一般说来，在巷道的轴心局部风速 ，而靠近巷道壁风速 ，通常所说的风速都是指 。呼吸性粉尘是指粒径在 µm以下，能被吸入人体肺泡区的浮尘。二、推断题：1.巷道长，则风阻肯定大。[]2.局部通风机的风筒出口距工作面不得超过10m。[]3.自然风压是由于矿井进回风井口标高不同而引起的。[]4.[]5.风阻是表征通风阻力大小的物理量。[]6.浮游矿尘是指可以浮游于水面的矿尘。[]7.风流总是从压力大的地点流向压力小的地点。[]8.分区通风一般在矿体较浅的矿井中使用比较合理。[]9.[]10.降低局部阻力地点的风速能够降低局部阻力。[]11.并联风路的总风压等于任一条风路的分风压。[]12.二氧化氮对人体的危害很小。[]13.[]14.阻力h与风阻RQ[]15.[]16.利用矿井主要通风机风压通风是局部通风的一种方法。[]17.矿井反风能够起到防止灾难扩大，所以，矿井要常常进展反风操作。[]自然风压测定一般承受直接测定法。空气密度与空气温度成正比。等积孔是表示矿井通风难易程度的方法，但矿井并不存在实型的等积孔。风与地面空气的性质差异不大。为了充分利用自然风压，应中选择井口标高较大的井筒做为回风井。机械通风矿井不存在自然风压。并联分支的等积孔等于各分支等积孔之和。等积孔就是全矿风流经过的一个总风口。矿井等积孔小，说明矿井的通风阻力小。夏天自然风压总是大于冬天的自然风压。矿尘粒径越大，对人体的危害越大。220V380V摩擦风阻与风量平方成正比。扇风机并联工作是为了增加矿井风量。通风机串联通风可以增大通风的压力。矿井空气的主要成分有：氮气、氧气和瓦斯。统一通风就是全矿用一台风机通风。井巷风流的两断面之间的通风阻力等于两断面之间确实定全压之差。长距离独头巷道承受多风机串联作业时，应当均匀布置各台扇风机。串联网路的总风压等于任一分支的风压，总风量等于串联分支风量之和。扇风机风量越大，风压也越大。压力与温度一样的干空气比湿空气轻。[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[[]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]三、单项选择题：以下易溶于水的气体是A.氮气 B.二氧化氮 C.瓦斯2.以下气体有刺激性气味的是A.一氧化碳 B.氨气 斯3.以下气体属于混合物的是A.硫化氢 B.二氧化氮 C.瓦斯D.二氧化碳D.二氧化碳D.氨气[[[]]]串联通风的两个掘进工作面，进入串联工作面的风流中，瓦斯和二氧化碳浓度都不得超[ ]A.0.5 B.1 C.1.5 D.2呼吸性粉尘是指粒径在〔〕微米以下，能被人体肺泡吸入的粉尘。 [ ]A.20B.10C.5D.156.矿尘按粒径划分可分为[]A.粗尘，细尘，微尘和超微尘B.粗尘，细尘，微尘和呼吸性粉尘C.粗尘，细尘，浮游粉尘和呼吸性粉尘D.粗尘，细尘，浮游粉尘和沉积矿尘7.《规程》规定，采掘工作面空气的温度不得超过[]A.26℃ B.30℃C.34℃ D.32℃8.影响矿井气候的三个因素是[]A.空气温度，湿度和流速B.空气温度，卡他度和流速C.空气湿度，等效温度和流速D.空气干球温度、湿球温度和流速9.衡量矿井气候条件的指标不包含[]A.干球温度 B.湿球温度C.同感温度 D.空气湿度10.以下不属于衡量气候条件的指标是[]A.卡他度 B.等效温度C.空气密度 D.干球温度皮托管中心孔感受的是测点的 [ ]确定静压 B.相对全压 C.确定全压 D.相对静压风压的国际单位是 [ ]牛顿 B.帕斯卡 C.公斤力 D.毫米水柱巷道断面上各点风速是 [ ]轴心部位小，周壁大； B.上部大，下部小； C.一样大； D.轴心大，周壁小；14.通风压力与通风阻力的关系是 [ ]A.通风压力大于通风阻力 B.作用力与反作用力 C.通风阻力大于通风压力 D.没有关系影响井巷通风阻力的因素不包括A.巷道断面积 B.巷道断面周长 C.巷道长度16.三条风阻分别为R/4,R和R的风道并联，其总风阻为〔〕R。[D.空气的成分[]]A.0.25B.2.25C.1/2.25D.1/1617.影响自然风压的因素不包括[]A.矿井深度B.温度C.通风量D.风机运转18.扇风机个体特性曲线包括[]A.风压-风量，功率-风量，效率-风量 B.风压-风量，转速-风量，效率-风量C.风压-风量，功率-风量，转速-风量 D.转速-风量，功率-风量，效率-风量四、多项选择题：井下风门有 [ ]一般风门 B.风量门 C.反向风门 D.自动风门以下气体中属于矿井空气的主要有害气体的是 [ ]A.瓦斯 B.二氧化碳 C.一氧化碳 D.氮气流淌的空气具有 [ ]动能 B.位能 C.压能 D.内能以下选项不能反映矿井通风难易程度指标的是 [ ]A.等积孔 B.风速 C.风量 D.风压以下〔〕发生变化会对自然风压造成影响。 [ ]A.温度 B.通风方式 C.开采深度 D.风量可以削减风筒风阻的措施是 [ ]增大风筒直径 B.削减拐弯处的曲率半径 C.削减接头个数 D.准时排出风筒内的积水7.CO中毒程度与〔〕有关。 [ ]A.CO浓度 B.接触时间 C.人的体质 D.人所处位置以下气体不属于助燃气体的是 [ ]氮气 B.二氧化碳 C.瓦斯 D.氧气掘进工作面局部通风通风机的最常用的工作方法是 [ ]A.压入式 B.混合式 C.抽出式 D.中心式矿井通风的主要任务有 [ ]防止矿石氧化 B.排解矿井下的有毒有害气体C.调整井下气候 D.给作业人员供给氧气以下属于一氧化碳性质的是 [ ]燃烧爆炸性 B.毒性 C.助燃性 D.血液亲和性扇风机工况点确定后，可用于推断风机合理性的是 [ ]A.风机效率 B.工况点是否位于特性曲线的稳定段C.工况点风量 D.工况点风压局部通风的方法包括 [ ]1412〔专〕1412〔专〕局扇通风 B.矿井总风压通风 C.引射器通风 D.平行双巷通风扇风机的特性曲线可以通过〔〕来转变。 [ ]A.转变动轮转速 B.转变叶片安装角 C.转变矿井总风阻 D.加装前导器以下属于隔风设施的是 [ ]临时风门 B.临时密闭 C.防爆门 D.风硐我国矿井主通风机的主要工作方法是 [ ]压入式 B.混合式 C.抽出式 D.中心式会影响自然风压的大小的是 [ ]矿井深度 B.地表空气温度 C.风机的运转 D.井下风量风机按其用途来分，有 [ ]主扇 B.辅扇 C.反风扇 D.局扇以下气体中属于矿井空气的主要成分的是 [ ]氧气 B.二氧化碳 C.瓦斯 D.N2矿井通风系统由〔〕组成。 [ ]通风动力 B.通风测试设施 C.通风网络 D.通风构筑物五、计算题：在试验风硐中的A、B两点，用皮托管和压差计测得的结果如下图。〔〕试验风筒是压入式还抽出式通风？〔2〕说明风筒中的风流方向和理由并将皮托管上部补充完整。20 2

0 0 021 32如下图，在垂直巷道上下口的水平巷道中，用皮托管的静压端与压差计相连接，测得两断面间的压差为120P，断面平均风速v=6m/v=8m/，空气的平均密度=1.2kg/1 2的通风阻力。Ⅱ设有如下图的通风系统，现将风机12曲线和矿井风阻特性曲线绘于附图所示，试用作图法确定矿井总风量以及两台风机的工况点并描述作图步骤 Ⅱ(直接在原图上作图)Ⅰ 14Ⅰ1412〔专〕1412〔专〕10风机1风机1风机2通风系统图风机特性曲线及矿井风阻特性曲线(单位：Pa,m3/s)某采区如下图，2-3段示意为生产采场，1-4段示意为已采采场天井，由于天井密闭不严产生漏风。R

=R

=4N·2/，2-3段需风量=3/，但由于1-4段漏风而使风量不1-2

3-4

2-3足。试问能否用调整风机消退1-4段漏风并保证2-3段的需风量；假设可，计算辅扇的风压和风量，指出安装位置。443采空区采空区Q12有一矿井自然通风系统如下图， R=0.4N·/m8,R=0.6N·2/m,

=0.4N·s2/m8,并测出BD CD ADQ=5m3/s,Q=10m3/s,风流方向如下图。问：(1)CDA、BDA、CDBBD CD计出口动压损失)(2)假设在AD间设一密闭，测定密闭两侧的静压差，试计算其数值等于多少？(假设ABABDC某矿井为单翼对角式通风系统，其中有一台主扇抽出式工作，主扇风硐中安有一个调整风量的闸门，今要求用常规的通风检测仪表和调整风量的闸门实测全矿总风阻。试绘图布置仪器，并论述其测定原理12有一通风网路如下图。巷道风阻R=R=R=R，R=R=R=R=R’。通风网路中巷道R2

的风流方向。

1 2

4 5 6 7依据矿山生产实际，最有可能导致R2

中风流反向的缘由是什么？依据〔2〕中的推断，相应风道中的风阻满足什么条件时，R2

中的风流会反向？RR4R5R1R2R3R R6 7如附图所示矿井通风系统，主扇风硐中静压管所连接的U形水柱压差计读数为1885Pa，安于风硐该断面中心的全压管所连接的U1800Pa，该处断面为6m2，空气密度1.2kg/m3，经v标定求得该断面上平均风速与中心最大风速之比k

m 0.85Z=300m，其中空气密度v1vmax 1.25kg/m3；回风井深度Z=250m，其中空气平均密度1 2

1.21kg/m3；其间倾斜风道中空气平均密度31.23kg/m3。按上列数据试求：全矿通风量m3/s〔2〕全矿总通风阻力〔压力损失P〔3〕该主扇工作的有效静压P。1z22z113z3有一矿井在两翼风井各安一台风机抽出式并联合作业0-0的阻力为500Pa，Q=100m3/s；0-1段阻力h=1500Pa，风量Q=60m3/s；0-2段阻力h=1200Pa，风量Q=40m3/s。试0 0-1 1 0-2 2求：风机Ⅰ与风机Ⅱ的有效静压HH=？全矿井总阻力为多少Pa？ⅡⅠⅡⅠ021QQQ2 0 1Q 0 Q2 1某矿当矿井主扇运转时，在风硐内测得总风量=803/，主扇的有效静压H=2023P；在主扇停顿运转s后，测得矿井的自然风量为20m3/s，并与原风流方向一样，试求该矿井的自然风压是多少？矿井总风阻是多少？11.0-0R=0.49N·s2/m8，0-1R=0.98N·s2/m8，0-2R=1.176N·s2/m8，0 1 2需风量Q=Q=29m/s1〕与风机选型用的参数〔总风压、总风量和等积孔〔2〕假设只1 2有风机全压特性曲线时，风机出口断面可以查出，指出如何选择风机。ⅡⅡⅠ021QQQ2 0 1Q 0 Q2 112.某矿通风示意图如附图所示R=0.29R=0.98R=1.47Q=403/s，0 1 2 0左翼0-0-1-0风路上自然风压H=100Pa，方向与主扇通风方向相反，右翼0-0-2-0风路上自然风压n1H=50Pa，方向与主扇通风方向一样。依据生产要求Q

和Q皆应为20/n2 1 2扇静压H=？用风窗调整时，风窗如何安设，风窗阻力为多少？s0021R0QR02Q1R10Q2参考答案一、填空题：1.静压位压 2.侧身法 3.进风井回风井4.一氧化碳瓦斯〔甲烷〕 5.温度湿度 6.离心式主要通风机局部通风机7.压入式、抽出式、混合式 8.静压，动压 9.总压力差10.机械风压自然风压 11.中心式对角式混合式 12.15-2050-6013.风量风压功率效率14.满足人的呼吸需要15.引射器通风局部通风机通风16.相等相等17.217818.氮气氧气19.最大最小平均风速20.5二、推断题：1.×2.×3.×4.√5.×6.×7.×8.√9.√10.√11.√12.×13.×14.×15.×16.√17.×18.×19.×20.√21.√22.√23.×24.√25.×26.×27.×28.×29.×30.×31.√32.√33.×34.×35.×36.×37.×38.×39.×三、单项选择题：1.B2.B3.C4.A5.C6.A7.A8.A9.D10.C11.C12.B 13.D14.B15.D16.D17.C18.A四、多项选择题：1.AD2.AC3.ABCD4.BCD5.ABC6.ACD7.ABC8.ABC9.ABC10.BCD11.ABD12.ABC13.ABCD14.ABD15.ABC16.ABC17.ABC18.ABD19.ACD20.ACD五、计算题：1.解：由图可知：h=20,h

=220,h=200,h=300,h=200,h=-100,由于h>h

>0,风流自A流向BvA tA

sA vB tB

tA tB入式通风。皮托管应当如下图布置。2202220103021、2两断面间的静压差和位能差，即pp1 2

gzm1

gzm2

120(Pa)依据能量方程，h pp

gz

gz1v21v212 1 2

m1

m2 2 11 2 2 120 2120 21.26212

12222

1.282103.2Pa〔〕作合成曲线由于是串联通风，可按风量相等风压想加的原理作出合成等效曲线如图青色线所示找联合工况点。矿井风阻特性曲线与合成曲线的交点即为联合工况点。如图12得1工况点风量为18.5/305Pa,风机1工况点风量为风203Pa求总风量。两台风机工况点的风量和联合工况点的风量，均为总风量，由图可知，总风量为18.5m3/s，305+203=508Pa解：可以用调整风机消退1-4段漏风并保证2-3段的需风量，只要选择一台风机的风量，可以使得其2-31-2-3-4〔1〕1-2-3-4h1234=20×32=180Pa。〔2〕风机安装位置：单从通风要求动身，风机可以安装于1-2，2-3，3-41-2段会影响矿山运输，2-3段为天井，不宜安装风机。本风机只能安装于3-45.〔h=RBDQBD2+RAD(QBD+QCD=0.52+0.(5+10=100PanBDAh=RQ2+R

+Q)2=0.6×102+0.4×(5+10)2=150PanCDA CDCD

AD BD CDh=RQ2-RBDQBD2=0.6×102-0.4×52=50PanCDB CDCD〔2〕在ADCDBR RhnCDBCDBD500.4R RhnCDBCDBD500.40.650

，此时在CD巷道中有风流流淌，风向为C→D,CDADhhnCDA

R Q2CD

1500.6 502

120Pa解：依据能量方程，矿井抽出式风机的有效静压与自然风压共同作用，用于抑制矿井通风阻力。即H’+hh=R2s n 12 12式中：R—矿井总风阻 Q—矿井总风量 h—自然风压12 nH’—风机的有效静压，等于扇风机风硐内的静压减去风硐内的动压s因此，测量全矿通风总风阻可以按如下步骤进展：调整闸门全开，测量风硐中的总风量和风机的有效静压，此时有H’+h=h=RQ2s1 n 12 121调整闸门关闭一半，再测风硐中的总风量和风机的有效静压以及闸门两侧的全压差，此时有H’+h=h+h=(R+R)Q2，其中h

为为调整闸门产生的通风总阻力，等于调整闸门两侧的全s2 n r 12 12 r 2 r压差，R=h/Q2为调整闸门增加的局部风阻r r 2H’+h=(R+R)Q2H’+h=RQ2可求得全矿通风总风阻和全矿自然风压s2 n测定方法：

12 r

s1

121风量：用皮托管压差计测定风硐断面上的平均风速，平均风速乘上风硐断面积得风量(1)所示。利用〔1〕中所测平均风速计算动压。相对静压减去此即为风机的有效静压。调整闸门的局部阻力：测定调整闸门两侧的静压差即可＋＋－3＋－°(1)测相对静压

(2)测动压RR解〔〕通风网路为简洁角联网路，由于1 4

RR”1， R

R” 1，所以R中的6风流方向是自下而上的。6

R R” RR5 3

RR” 2依据生产实践，最有可能导致R2

中风流反向的缘由是R5

堵塞导致R5

变大。(3)当

RR1 4R5

R6RR3

时，R中的风流会反向2即当R5

RR1

R3R6

R7

RR”2R”

时，R中的风流会反向22h/v218851800/1.2解〔2h/v218851800/1.2v=kv=0.85×11.9=10.12m/s。全矿通风量Q=Sv=6×10.12=60.72m3/sm〔2〕计算自然风压：=gzgzgz=1.25×9.8×300-1.21×9.8×250-1.23×9.8×50=107.8Pan 1 1