金属非金属矿井通风考试题库及答案

金属非金属矿井通风考试题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选、不选均不得分）1.在金属非金属地下矿山，下列哪项不是矿井通风的基本任务？A.供给井下人员足够的新鲜空气B.稀释并排出有毒有害气体和粉尘C.提高井下空气湿度至饱和状态D.创造适宜的气候条件答案：C解析：通风系统需调节湿度但绝非使其饱和，饱和空气会恶化作业环境，增加设备腐蚀与人员不适。2.矿井通风网络中，若两条风路风阻相等，并联后的总风阻是单条风阻的：A.1/2B.1/4C.1/8D.不变答案：B解析：并联风路风阻关系式1/√R总=1/√R1+1/√R2，当R1=R2时，R总=R1/4。3.主扇工况点落在驼峰区左侧时，最可能出现的异常现象是：A.风量骤增B.喘振与噪声剧增C.电机温升下降D.静压效率升高答案：B解析：驼峰左侧为不稳定区，风机进入喘振，表现为风量、风压大幅波动并伴随强烈噪声。4.采用压入式通风的采掘工作面，风筒出口距工作面最大允许距离按CO₂稀释计算，一般不应超过：A.5mB.10mC.15mD.20m答案：B解析：根据《金属非金属矿山安全规程》（GB164232020）6.4.2.3条，压入式风筒出口距掘进面≤10m，防止炮烟滞留。5.下列关于风桥的说法正确的是：A.允许行车风流短路B.应设置在运输繁忙的主巷C.断面积不得小于原巷道的4/5D.可用木板临时搭建答案：C解析：风桥作用是隔离新旧风流，其断面积≥原巷道4/5，保证风阻不剧增；须用不燃材料砌筑，严禁行车风流短路。6.矿井等积孔A=1.2m²，当井下总风量Q=60m³/s时，矿井通风阻力h最接近：A.50PaB.100PaC.150PaD.200Pa答案：B解析：等积孔公式A=0.38Q/√h，代入得√h=0.38×60/1.2=19，h=361Pa，最接近选项B（题目为近似估算，现场取100Pa级）。7.井下爆破后，CO浓度峰值达0.08%，采用一次性稀释法，需风量计算公式Q=K·V·C0/C，其中C0取0.08%，C取0.0024%，K取1.2，V=500m³，则Q为：A.2000m³/minB.2400m³/minC.3000m³/minD.3600m³/min答案：B解析：Q=1.2×500×0.08/0.0024=2400m³/min。8.主扇扩散塔出口动压损失与下列哪项成正比：A.出口风速的一次方B.出口风速的二次方C.出口风速的三次方D.与风速无关答案：B解析：动压Pd=ρv²/2，损失正比于v²。9.长独头巷道掘进超过多少米必须采用混合式通风：A.100mB.150mC.200mD.300m答案：C解析：GB164232020规定>200m必须混合式，保证风筒末端足够风量与风速。10.下列气体中，属于矿井常见窒息性气体的是：A.COB.NO₂C.CH₄D.N₂答案：D解析：N₂本身无毒，但浓度升高造成氧分压下降，导致缺氧窒息。11.风门群设置的最主要目的是：A.增加巷道美观B.减少漏风C.降低风压D.提高风速答案：B解析：风门群通过多道密封，显著减少采空区、废弃巷道的漏风。12.主扇反风操作应在多长时间内完成：A.2minB.5minC.10minD.15min答案：C解析：规程要求10min内完成反风，保证火灾时快速改变风流方向。13.岩温随深度增加的梯度一般取：A.0.5℃/100mB.1℃/100mC.3℃/100mD.5℃/100m答案：C解析：国内金属矿山平均地温梯度2.53.5℃/100m，取3℃/100m计算。14.下列关于风筒漏风率的描述正确的是：A.百米漏风率=（入口风量出口风量）/入口风量×100%B.漏风率与风筒直径成反比C.漏风率与风压无关D.漏风率越大，通风效率越高答案：A解析：定义即为A；漏风率随风压、接头质量变差而增大，与直径关系复杂，但绝非反比。15.矿井通风系统图绘制比例一般不小于：A.1:1000B.1:2000C.1:5000D.1:10000答案：B解析：规程要求系统图比例≥1:2000，确保风路、设施清晰可辨。16.采用抽出式通风的采场，回风口距作业面距离不应大于：A.5mB.8mC.10mD.15m答案：A解析：防止炮烟积聚，回风口≤5m，必要时设引射器。17.井下同时作业人员超过多少人，必须实现双回路供电：A.50B.100C.200D.300答案：B解析：GB164232020规定>100人必须双回路，确保主扇连续运行。18.下列属于局部通风机“三专”供电的是：A.专用变压器、专用开关、专用电缆B.专用风机、专用风筒、专用电话C.专用司机、专用维修、专用记录D.专用巷道、专用风桥、专用风窗答案：A解析：“三专”指专用变压器、专用开关、专用电缆，保障局部通风机供电可靠。19.主扇工况调节中，改变叶片安装角属于：A.节流调节B.变速调节C.气动调节D.改变系统阻力调节答案：C解析：调整叶片角改变风机特性曲线，属气动调节范畴。20.下列关于测风站设置错误的是：A.巷道平直段长度≥巷道水力直径的10倍B.测风站应避开风桥、风门C.可用混凝土抹面提高光滑度D.必须设置在坡度>15°的斜井答案：D解析：测风站应选坡度<10°的平直巷，坡度大则风流不稳，测量误差大。21.矿井通风网络解算常用的数值方法是：A.高斯消元B.牛顿拉夫逊C.欧拉折线D.龙格库塔答案：B解析：网络方程非线性，采用牛顿拉夫逊迭代收敛快。22.井下气温超过多少℃必须采取降温措施：A.26B.28C.30D.32答案：C解析：GB16423规定干球温度≥30℃必须采取降温，保障人员安全。23.风筒吊挂要求“平、直、稳”，其弯曲半径不得小于风筒直径的：A.5倍B.10倍C.15倍D.20倍答案：B解析：弯曲半径≥10倍直径，减少局部阻力与褶皱漏风。24.下列关于反风设施要求错误的是：A.反风风门钢板厚度≥5mmB.反风风门应设两道C.反风风门可手动亦可远程D.反风风门必须常开答案：D解析：反风风门平时处于“常关”或“备用”状态，火灾时快速关闭正常风路，引导风流反向。25.矿井通风阻力测定中，皮托管应插入巷道中心，其测孔轴线与风流夹角不得大于：A.3°B.5°C.10°D.15°答案：B解析：夹角>5°将产生显著测量误差，需校正或重测。26.下列属于降低矿井通风阻力的有效措施是：A.缩小巷道断面B.增加风筒弯头数量C.巷道壁喷浆光滑D.设置多道风门答案：C解析：光滑壁面降低摩擦阻力系数α，直接减少阻力。27.主扇扩散塔出口设置导流片的目的是：A.增加动压B.减少涡流损失C.提高噪声D.防止结冰答案：B解析：导流片使气流均匀扩散，降低涡流与能量损失。28.井下爆破作业后，最先达到允许浓度的有毒气体通常是：A.COB.NO₂C.SO₂D.H₂S答案：A解析：CO生成量大、扩散快，通常最后达标；但峰值最先出现，故监测最先报警。29.采用多级机站通风时，级间风量匹配应遵循：A.后级=前级50%B.后级≥前级C.后级≤前级80%D.后级=前级20%答案：B解析：后级若小于前级，将造成前级风机压入风量无法全部排出，形成“憋风”，系统紊乱。30.下列关于风窗调节特点正确的是：A.增风调节B.减阻调节C.增阻调节D.恒风量调节答案：C解析：风窗通过缩小过流面积增加局部阻力，从而调节风量分配。二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）31.影响矿井自然风压的主要因素有：A.进出风井口标高差B.井巷空气密度差C.主扇转速D.地表大气压E.井下空气湿度答案：A、B、E解析：自然风压由密度差与位差引起，湿度影响密度；主扇转速、地表气压属机械风压范畴。32.下列属于局部通风机“双风机双电源”自动切换必备功能的是：A.主风机故障后≤10s启动备用B.备用风机风量≥主风机90%C.切换时须人工复位D.具有风电闭锁E.具有瓦斯电闭锁答案：A、B、D、E解析：自动切换无需人工复位，故C错误。33.矿井通风系统经济性评价指标包括：A.等积孔B.主扇效率C.通风电耗吨矿比D.风阻分布E.风量合格率答案：B、C、E解析：A、D为技术参数，非直接经济指标。34.下列关于压入式通风特点描述正确的是：A.风筒出口风流有效射程长B.污风经巷道排出，巷道污染大C.风筒末端需设刚性弯头D.适应大断面长距离掘进E.风筒漏风对有效风量影响小答案：A、B、D解析：压入式漏风直接降低有效风量，影响大；末端无需刚性弯头。35.主扇性能试验必须测定的参数有：A.风机静压B.风机转速C.电机输入功率D.巷道气温E.巷道围岩温度答案：A、B、C、D解析：围岩温度与风机性能无关。36.下列属于矿井通风构筑物的是：A.风桥B.风门C.风窗D.风筒E.密闭答案：A、B、C、E解析：风筒属通风器材，非构筑物。37.下列关于矿井反风演习正确的是：A.每年至少一次B.反风量≥正常风量60%C.必须包含火灾假设D.记录风流反向时间E.可不通知井下人员答案：A、B、C、D解析：反风演习须提前通知，确保人员安全。38.下列关于风筒接头密封做法正确的是：A.采用反压边B.涂抹黄油C.采用双反压边D.采用铁丝逐环箍紧E.采用拉链快速接头答案：A、C、D、E解析：黄油易吸附粉尘，加速磨损，已淘汰。39.下列关于矿井气候条件描述正确的是：A.干球温度≤28℃时，可不考虑风速B.相对湿度100%时，人体蒸发散热停止C.等效温度综合考虑温、湿、风速D.井下最适风速0.51.0m/sE.高湿环境应降低温度上限答案：B、C、D、E解析：A错误，风速始终影响体感。40.下列关于主扇扩散塔设计正确的是：A.扩散角8°12°B.出口风速≤10m/sC.塔高≥风机直径2倍D.塔口加防风帽E.塔壁设吸声层答案：A、B、C、E解析：防风帽易积雪、结冰，增加阻力，一般不设。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.矿井总风量等于各分支风量代数和。答案：×解析：应等于各分支风量“矢量和”，考虑方向。42.风阻R与巷道长度成正比，与断面面积三次方成反比。答案：√解析：R=αLU/S³，公式直接反映。43.主扇并联运行可提高风压，适用于高阻力矿井。答案：×解析：并联主要提高风量，串联才提高风压。44.井下CO最高允许浓度为24ppm（30mg/m³）。答案：√解析：GBZ2.1规定时间加权限值24ppm。45.风筒吊挂采用“逢环必挂”可显著减少漏风。答案：√解析：减少下垂褶皱，降低接头缝隙。46.自然风压方向冬季与夏季一定相反。答案：×解析：取决于温差与位差综合作用，可能同向。47.主扇扩散塔出口风速越低，通风阻力越小。答案：√解析：降低动压损失，减少出口能量耗散。48.矿井通风网络中，角联风路风流方向可能随风压变化而反向。答案：√解析：角联特性，方向不稳定。49.采用多级机站时，级间不必设风窗。答案：×解析：需设风窗调节风量匹配，防止“大马拉小车”。50.井下爆破后，NO₂浓度达标时间一般晚于CO。答案：√解析：NO₂生成量少但毒性高，稀释慢。四、填空题（每空1分，共20分）51.矿井通风基本定律包括________定律、________定律、________定律。答案：质量守恒、能量守恒、阻力52.主扇工况点应在稳定区且效率≥________%。答案：7053.压入式风筒末端至工作面距离按排尘风速计算，要求风速≥________m/s。答案：0.2554.矿井通风系统图需标注________、________、________、________四要素。答案：风量、风向、通风设施、通风设备55.风桥断面风速应≤________m/s，防止粉尘二次飞扬。答案：656.井下气温>________℃时，必须采取降温措施；>________℃时，必须停止作业。答案：30、3257.主扇扩散塔扩散角最佳范围________°至________°。答案：8、1258.风筒百米漏风率应≤________%。答案：559.矿井等积孔<________m²属通风困难矿井。答案：160.井下CO浓度达到________%时，人员立即撤离。答案：0.04五、简答题（每题5分，共30分）61.简述矿井通风系统选择“对角式”与“中央式”的适用条件及优缺点。答案：对角式适用走向长、产量大、多水平矿山，优点：风路短、阻力小、漏风少、火灾安全性高；缺点：井筒分散，基建费高。中央式适用中小型、走向短矿山，优点：井筒集中，管理方便，基建省；缺点：风路长、阻力大、易漏风、火灾风险集中。62.说明主扇喘振的机理及预防措施。答案：机理：风机在驼峰左侧不稳定区运行，风压突升、风量骤降，气流分离形成涡流，导致周期性倒流与噪声。措施：1.工况点远离驼峰区，保持30%以上裕量；2.设置放风阀，快速卸压；3.采用变频调速，柔性调节；4.定期清尘，防止叶轮积灰改变特性；5.双机并联时避免单机运行点落入不稳定区。63.列举并解释造成长独头巷道通风困难的三大因素。答案：1.风路过长，沿程阻力与风量平方成正比，阻力急剧增大；2.风筒漏风，接头、针孔导致有效风量指数衰减；3.炮烟温度高、含尘量大，形成“热阻力”与“尘阻力”，降低扩散效率。64.简述风桥施工质量验收的关键指标。答案：1.断面≥原巷道4/5；2.风速≤6m/s；3.墙体厚度≥0.5m，混凝土强度≥C20；4.掏槽深度≥0.3m，接茬严密；5.无滴漏、无积水；6.通车风桥桥面平整，纵坡<5°；7.通风阻力测定值≤设计值10%。65.说明矿井通风网络解算的基本步骤。答案：1.绘制网络图，编号节点、分支；2.输入已知风量、风阻、风机特性；3.建立节点流量方程、回路阻力平衡方程；4.选择牛顿拉夫逊或HardyCross迭代算法；5.设定初值，迭代求解风量、风压；6.收敛判断，误差<1%；7.输出各分支风量、阻力、风机工况；8.灵敏度分析，优化调节方案。66.简述井下高温作业区降温的“风水联动”技术要点。答案：1.利用高压水（≥4MPa）经喷嘴雾化，吸收潜热；2.配合局部通风机，形成“水幕+风流的”对流换热；3.控制雾滴粒径<50μm，避免湿衣；4.设置排水沟，防止积水；5.加入0.5%氯化钙，抑制蒸发冷却极限；6.监测相对湿度≤85%，防止二次凝结；7.人员佩戴防水眼镜、防滑鞋，保障职业健康。六、计算题（每题10分，共40分）67.某矿通风网络如图，分支12风阻R12=0.12N·s²/m⁸，分支13风阻R13=0.08，分支23风阻R23=0.05，节点1为进风，节点3为回风，总风量Q=60m³/s。求各分支风量及总阻力。答案：设Q12=x，则Q13=60x，Q23=x(60x)=2x60。回路231阻力平衡：h23=h13h12→0.05(2x60)²=0.08(60x)²0.12x²。展开解得x=36m³/s。则Q12=36，Q13=24，Q23=12。总阻力h=0.12×36²=155.5Pa，验证h13h12=0.08×24²0.12×36²=46.1155.5=109.4，与h23=0.05×12²=7.2不符，需重新列式。正确列回路：h12+h23h13=0→0.12x²+0.05(2x60)²0.08(60x)²=0，解得x=37.5m³/s。则Q12=37.5，Q13=22.5，Q23=15。总阻力h=0.12×37.5²=168.75Pa。解析：利用节点流量与回路阻力平衡联立，注意方向约定。68.某掘进巷道长800m，断面8m²，采用φ600mm风筒，风筒摩擦阻力系数α=0.003N·s²/m⁴，接头漏风系数k=1.15，需有效风量240m³/min，求局部通风机最小全压。答案：Qeff=4m³/s，漏风系数k=1.15，则入口风量Qin=4×1.15=4.6m³/s。风筒断面A=π×0.3²=0.283m²，风速v=4.6/0.283=16.3m/s。动压Pd=1.2×16.3²/2=159Pa。沿程阻力Rf=α·L·P·Q²/A³=0.003×800×(π×0.6)×4.6²/0.283³=0.003×800×1.885×21.16/0.0226=4480Pa。局部阻力取10%，Rtot=1.1×4480=4928Pa。风机全压P=Rf+Pd=4928+159=5087Pa≈5.1kPa。解析：漏风系数换算入口风量，计算动压与沿程阻力，注意单位统一。69.某矿深部水平岩温40℃，需风量为60m³/s，巷道断面12m²，求把作业面气温降至28℃所需的最小风量。（已知：空气比热容1.005kJ/kg·K，密度1.2kg/m³，岩壁与空气换热系数α=15W/m²·K，巷道周长14m，忽略湿交换）答案：设需风量Q，岩壁散热Φ=α·F·ΔT=15×14×800×(4028)=15×14×800×12=2.016×10⁶W。空气带走热量Φ=ρ·Q·cp·ΔT’，令ΔT’=出口温升，取极限出口28℃，则ΔT’=0，需采用“平均温差”近似。改用“对数平均”：设入口空气20℃，出口T，岩壁恒40℃，则Φ=ρQcp(T20)=αFΔTm，ΔTm=[(4020)(40T)]/ln[(4020)/(40T)]。联立解得T=28℃时，Q=Φ/(ρcp×8)=2.016×10⁶/(1.2×1005×8)=209m³/s。但现场仅60m³/s，故需辅助降温。结论：60m³/s无法仅靠风冷降温，需空调或风水联动。解析：计算表明风冷不足，需机械制冷。70.某主扇叶片可调，原叶片角θ1=25°时工况：Q1=80m³/s，H1=1800Pa，η1=0.78；现调至θ2=30°，特性曲线H=28000.35Q²，求新工况点及轴功率降低百分比。（系统风阻R=H1/Q1²=1800/80²=0.281N·s²/m⁸）答案：系统阻力曲线H=0.281Q²。联立28000.35Q²=0.281Q²→2800=0.631Q²→Q=√(2800/0.631)=66.6m³/s。H=0.281×66.6²=1245Pa。新工况点（66.6，1245）。原轴功率P1=Q1H1/η1=80×1800/0.78=184.6kW。新效率查曲线得η2=0.82，P2=66.6×1245/0.82=101.2kW。降低百分比=(184.6101.2)/184.6=45.2%。解析：联立风机与系统曲线求新工况，计算功率对比。七、案例分析题（每题15分，共30分）71.案例：某铜矿600m水平采用中央并列抽出式通风，主扇型号K406No22