通风安全学复习资料以及考题

本文格式为word版，下载可任意编辑第第页通风安全学复习资料以及考题通风平安学期末考试复习资料第一章矿井空气矿井通风：

利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流淌，最终排出矿井的全过程称为矿井通风。

矿井通风目的（作用）

：（1）以供应人员的呼吸，（2）稀释和排解井下有毒有害气体和粉尘，（3）制造相宜的井下气候条件。

地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。

新奇空气：

井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。

污浊空气：

通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

矿井空气中常见有害气体：

一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、氢气。

矿井气候：

矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。

人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。

对流散热取决于四周空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于四周空气的相对湿度和流速。

干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。

矿井空气最高容许干球温度为28c。

矿井下氧气的浓度必需在20%以上。

其次章矿井空气流淌基本理论空气比容：

是指单位质量空气所占有的体积，是密度的倒数。

当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力以阻挡相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的黏性。其大小主要取决于温度。

表示空气湿度的方法：

肯定湿度、相对温度和含湿量三种。

每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的肯定湿度。

含有极限值水蒸汽的湿空气中所含的水蒸汽量叫饱和湿度。

单位体积空气中实际含有的水蒸汽量与其同温度下的饱和水蒸汽含量之比称为空气的相对湿度。

不饱和空气随温度的下降其相对湿度渐渐增大，冷却到=1时的温度称为露点

干、湿温度差愈大，空气的相对湿度愈小。

含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的含湿量。

风流能量的三种形式：（1）静压能，（2）位能，（3）动能。

静压特点：

a.无论静止的空气还是流淌的空气都具有静压力；b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；c.风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作功的静压能的多少。

肯定压力：以真空为测算零点，而测得的压力称之为肯定压力，用p表示。

相对压力：以当时当地同标高的大气压力为测算基准而测得的压力称之为相对压力。

风流的肯定压力（p）、相对压力（h）和与其对应的大气压（po）三者之间的关系如下式所示：

h=ppop与h比较:i、肯定静压总是为正，而相对静压有正负之分；u、同一断面上各点风流的肯定静压随高度的变化而变化，而相对静压与高度无关。

川、p可能大于、等于或小于与该点同标高的大气压。

物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重力位能，留意：1、位能与静压能之间可以相互转化。

u、在矿井通风中把某点的静压和位能之和称之为势能。

位能的特点：

a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能差为定值。

b.位能是一种潜在的能量。

c.位能和静压可以相互转化。

iha(+)pa

ipb1'hb(-)

真空

apopo

动压的特点：

a.只有作定向流淌的空气才具有动压，因此动压具有方向性。

b.动压总是大于零。

c.在同一流淌断面上，由于风速分布的不匀称性，各点的风速不相等，所以其动压值不等。

d.某断面动压即为该断面平均风速计算值。

风道中任一点风流，在其流淌方向上同时存在静压和动压，两者之和称之为该点风流的全压，即：全压=静压+动压。

由于静压有肯定和相对之分，故全压也有肯定和相对之分。

a、肯定全压（pti）

pti=pi+hvib、相对全压（hti）

hti=hi+z=ptipoi说明：

a、相对全压有正负之分；b、无论正压通风还是负压通风，pigt;pihtigt;hi。

抽出式通风（负压通风）：风流中任一点的相对全压恒为负，对于抽出式通风由于hti和hi为负，实际计算时取其肯定值进行计算。

■/ptiandpilt;pihtilt;0且htigt;hi，但|hti|lt;|hi|实际应用中，由于负压通风风流的相对全压和相对静压均为负值，故在计算过程中取其肯定值进行计算。

即：

|hti

|=|hi

|hvi

抽出式通风的实质是使风机入口风流的能量降低，即入口风流的肯定压力小于风机进口的压力。

压入式通风抽出式通风

坡度线的意义：把握压力沿程变化状况；有利于通风管理。

风流入口断面处的肯定全压等于大气压。

风流出口断面处的肯定静压等于大气压。

肯定全压（相对全压）沿程是渐渐减小的；肯定静压（相对静压）沿程分布是随动压的大小变化而变化。

通风机的全压h等于通风机出口全压与入口全压之差。

无论通风机作何种工作方式，通风机的全压都是用于克服风道的通风阻力和出口动能损失；其中通风机静压用于克服风道的通风阻力。

通风机用于克服风道阻力的那一部分能量叫通风机的静压。

相对静压的负值越大，其集中器回收动能的效果越好。

第三章井巷通风阻力对于管道流：

relt;2300层流，regt;2300紊流vd人/s4vsre

de

4re

ee

ue

u对于孔隙介质流：层流，relt;0.25;紊流，regt;2.5;过渡流0.25vrrelt;25风速分布系数：断面上平均风速v与最大风速vmax的比值称为风速分布系数（速度场系数）

，用kv表示：

kv

max巷壁愈光滑，kv值愈大，即断面上风速分布愈匀称摩擦阻力系数与支护形式有关。-，修正后0匸反映巷道的粗糙程度，kg/m3或ns2/m4。

ie入朮迺凤抽岀犬逋风

巷道断面突然缩小:

响时：

突然缩小的局部阻力系3数e取决于巷道收缩面积比风阻r越大，阻力特性曲线越陡。

矿井等积孔：作为衡量矿井通风难易程度的指标。

a1.19q或a-hrm降低井巷摩擦阻力措施有：

1.减小摩擦阻力系数a。

2.保证有足够大的井巷断面。

3.选用周长较小的井巷。

4削减巷道长度。

5.避开巷道内风量过于集中。

降低局部阻力措施有:1、应尽量避开井巷断面的突然扩大或突然缩小。

2、尽可能避开井巷直角转弯或大于90的转弯。

3、主要巷道内不得随便停放车辆、积累木料等。

4、要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要准时处理。

自然通风：由自然因素作用而形成的通风。

自然风压：作用在最低水平两侧空气柱重力位能之差。

亠、1n

亠、1n

丁自然风压平均密度测定：若高差相等m~i，若高差不等:zzi

ini1"zi1所以自然风压为hnzg（

m1m2）

自然风压的产生：在一个有高差的闭合回路中，作用作用在最低水平两侧空气柱重力位能之差，就产生了自然风压。

则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为:zuq2f

s3

会产生局部阻力的地方主要有：井巷断面发生变化、方向变化、22s22rfluquot;s3分岔2hf所以:及汇合的地方。

巷道断面突然扩大的局部阻力：

2

2彳v2或h|s2shi222q2s；21v12小212q2s对于粗糙度较大的井巷，可进行修正，修正后1-0.01对应于小断面的动压三,e值可按下式计算:,考虑粗糙程度的影r是反映矿井通风难易程度的一个指标，r越大,矿井通风越困难，反之，则较简单。

1.19-r当agt;2,简单；a=1~2，中等；av1困难。

第四章矿井通风动力

自然风压影响因素：

1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差。

2、空气成分和湿度。

3、井深。

4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有肯定影响。

矿用通风机按其服务范围可分为三种：

1、主要通风机。

2、帮助通风机。

3、局部通风机。

在轴流式风机中：

叶片安装角越大，风流和风压越大。

通风机附属装置有哪些，各自有什么作用？1、风硐。作用：连接风机和井筒。

2、集中器。作用：是降低出口速压以提高风机静压。

3、防爆门（防爆井盖）

。作用：爱护通风机。

4、反风装置。作用：在必要是使井下风流反向流淌。

反风方法主要有：

1）设专用反风道反风。

2）利用备用风机作反风道反风。

3）轴流式风机反转反风。

4）调整动叶安装角反风。

对反风装置的要求：

定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；动作灵敏牢靠，能在10min内转变巷道中风流方向；结构要严密，漏风少；反风量不应小于正常风量的40%；每年至少进行一次反风演习。

风机房水柱计示值含义：

其值得变化反映风道线路中阻力的变化和矿井通风静压的变化。

个体特性曲线：不断转变r,得到很多组qh、n、n参数。以q为横坐标，分别以hnn为纵坐标，将同名的点用光滑的曲线相连，即得到通风机在该转速条件下的个体特性曲线。

通风机装置：

把外接集中器看作通风机的组成部分，总称之为通风机装置。

轴流式通风机个体特性曲线的特点：

（1）轴流式风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在。驼峰区随叶片安装角的增大而增大。

（2）驼峰点d以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段;(3)点d以左是不稳定工作段，产生所谓喘振(或飞动)现象；(4)轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率随q增加而减小。

风机开启方式：

轴流式风机应在风阻最小(闸门全开)时启动，以削减启动负荷。

说明：

轴流式风机给出的大多是静压特性曲线离心式通风机个体特性曲线的特点：

(1)离心式风机风压曲线驼峰不明显，且随叶片后倾角度增大渐渐减小，其风压曲线工作段较轴流式风机平缓；

(2)当管网风阻作相同量的变化时，其风量变化比轴流式风机要大。

(3)离心式风机的轴功率n随q增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下降。

风机开启方式：

离心式风机在启动时应将风硐中的闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门渐渐打开。

说明：(1)离心式风机大多是全压特性曲线。

(2)当供风量超过需风量过大时，经常利用闸门加阻来削减工作风量，以节约电能。

工况点：

风机在某一特定转速和工作风阻条件下运行的工作参数。

通风机工况点的合理工作范围：

1、从经济角度，通风机的运转效率不低于60％。

2、从平安角度，工况点必需位于驼峰点右侧，单调下降的直线段。

3、实际工作风压不得超过最高风压的90％。

4、风机的动轮转速不得超过额定转速。

工点调整方法主要有：

1、转变风阻特性曲线。主要包括：1)增风调整。

2)减风调整。

2、转变风机特性曲线。主要包括：1)轴流风机可采纳转变叶片安装角度达到增减风量的目的。

2)装有前导器的离心式风机，可以转变前导器叶片转角进行风量调整。

3)改变风机转速。

绘制串、并联风压特性曲线？课本上p75中介绍。

第五章矿井通风网络中风量安排与调整矿井通风系统图：

是映矿井通风系统中各要素间的相互关系及通风参数的图纸。

用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。

通风网络图：

用直观的几何图形来表示通风网络。

图论术语有：

1.分支（边、弧）。

2.节点（结点、顶点）。

3.路（通路、道路）。

4.回路。

5、树。

6.割集。

手工绘制网络图的步骤：

（1）

节点编号。

（2）

绘制草图。

（3）

图形整理。

通风网络图的绘制原则：

（1）

用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；（2）

分支方向基本都应由下至上；（3）

分支间的交叉尽可能少；（4）

网络图总的外形基本为"椭圆'形。

（5）

节点与节点之间具有肯定的距离。

风量平衡定律：指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量。即：

mi0能量平衡定律：指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。即：当风路中无压源或自然风压时:0

，风路中有压源或自然风压时：

h

nhr1hr2hr3hr4hr5串联风路特性：

1、总风量等于各分支的风量。

2、压（阻力）等于各分支风压（阻力）之和。

3、总风阻等于各分支风阻之和。

4、串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系：

并联风路特性:1、总风量等于各分支的风量之和。

2、总风压等于各分支风压。

3、并联风网总风阻与各分支风阻的关系:rshs/qf4、并联风网等积孔等于各分支等积孔之和。

5、并联风网的风量安排qi：

.

r：

qs

串联风路与并联风网的比较：

1、并联的优点：

1）

从提高工作地点的空气质量及平安性动身，采纳并联风网具有明显的优点。

2）

在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。

在相同风量状况下，串联的能耗为并联的8倍。

风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其并联分支风量增加值大；某分支减阻时,减阻分支风量增加值比其并联分支风量减小值大。

1a2

对风网络动态特性曲线：

当某分支风阻增大时，该分支的风量减小、风压增大；当风阻减小时，该分支的风量增大、风压降低。

当某分支风阻增大时，包含该分支的全部通路上的其它分支的风量减小，风压亦减小；与该分支并联的通路上的分支的风量增大，风压亦增大；当风阻减小时与此相反

对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量变化，其内部各分支的风量变化趋势相同。

q；q；qjqjqq

矿井总风量的调整方法有：

1转变主要通风机工作特性。

2）转变矿井总风阻。

局部风量调整方法：增阻法、减阻法及帮助通风机调整法。

增阻调整法的主要措施：

（1）

调整风窗（2）

临时风帘（3）

空气幕调整装置等。

增阻调整法是一种耗能调整法，会使整个矿井的总风量削减，是由于其风量增加的巷道的增量没有风量减小的巷道的减小量还小。为了使风量不变，则调整风阻特性曲线。

增阻调整的分析：

1）

增阻调整使风网总风阻增加，在肯定条件下可能达不到风量调整的预期效果。

2）

总风量的削减值与主要通风机性能曲线的陡缓有关。

3）

增阻调整有肯定的范围，超出这范围可能达不到调整的目的。

增阻调整的使用条件：增阻分支风量有富有。

增阻调整法的优缺点与适用条件：

优点：简便、易行、见效快。

缺点：使矿井的总风阻增加，总风量削减。

第六章局部通风利用局部通风机做动力，通过风筒导风的通风方法称为局部通风机通风。

利用局部通风机或主要通风机产生的风压对井下独头巷道进行通风的方法称为局部通风向井下局部地点进行通风的方法，按通风动力形式不同，可分为局部通风机通风、矿井全风压通风和引射器通风。

局部通风机通风其工作方式分为压入式、抽出式和混合式三种。

压入式通风的技术要求：

（1）

q局vq巷，避开产生循环风；（2）

局扇入口与掘进巷道距离大于10m(3)风筒出口至工作面距离小于ls。

压入式通风的技术特点：

(1)局扇及电器设备布置在新奇风流中；(2)有效射程远，工作面风速大，排烟效果好；(3)可使用柔性风筒，使用便利；(4)由于p内〉p外，风筒漏风对巷道排污有肯定作用。

从风筒出口至射流反向的最远距离称有效射程。

有效吸程：

风筒吸口吸入空气的作用范围。

抽出式通风的特点：

(1)新奇风流沿巷道进入工作面，劳动条件好；(2)污风通过风机；(3)有效吸程小，延长通风时间，排烟效果不好；(4)不能使用柔性风筒。

压入式通风的优点：

1)平安性好；2)压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，提高散热效果；3)掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走；4)风筒成本低、重量轻，便于运输。

压入式通风的缺点：

污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。

抽出式通风的优点：

新奇风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清爽，劳动环境好。

抽出式通风的缺点：

1)平安性较差；2)抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢；3)风筒成本高，重量大，运输不便。

适用条件：压入式通风：

以排瓦斯为主的煤巷或半煤岩巷。

抽出式通风：

以排尘为主的井筒或岩巷掘进。

炮烟抛掷长度：

是指掘进工作面.后，炮烟布满巷道的最远距离。

稀释平安长度：

当炮烟排到肯定距离后，其平均浓度已降到平安浓度一下的长度。

混合式通风的主要特点：

a、混合式通风是大断面长距离岩巷掘进通风的较好方式。

b、主要缺点是降低了压入式与抽出式两列风筒重叠段巷道内的风量。

当局部通风机的吸入风量大于全风压供应设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。

矿井全风压通风的措施：

1）风筒导风；2）平行巷道导风；3）钻孔导风；4）风幛导风。

风筒的基本要求是：

漏风小、风阻小、重量轻、拆装简便。

风筒按其材料力学性质可分为刚性和柔性两种。

风筒漏风量占局部通风机工作风量的百分数称为风筒漏风率。

掘进工作面风量占局部通风机工作风量的百分数称为有效风量率。

风筒有效风量率的倒数称为风筒漏风系数。

掘进通风平安技术装备系列化包括哪些内容？有何平安作用？内容：

1、保证局部通风机稳定牢靠运转。其主要包括：

（1）双风机、双电源、自动换机和风筒自动倒

风装置；（2）"三专二闭锁'装置；（3）局部通风机遥讯装置；（4）

乐观推行使用局部通风机消声装置；2、加强瓦斯检查和监测；3、综合防尘措施；4、防火防爆平安措施；5、隔爆与自救措施。

作用：

1、降低噪音；2、使通风机更加平安牢靠；3、供应矿井防灾和抗灾力量；4、降低矿尘瓦斯；5、改善工作面的工作环境；6、供应平安性。

第七章矿井通风设计与力量核定矿井通风系统：

是向矿井各作业地点供应新奇空气、排出污浊空气的进、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路和通风掌握设施的总称。

按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为.式、对角式、区域式及混合式。

主要通风机的工作方式有三种：

抽出式、压入式、压抽混合式抽出式：整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较平安。

压入式：在压入式主要通风机作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。

当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。压入式通风时通风构筑物多，通风管理困难，漏风较大。

压抽混合式：

通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理简单。

采区通风系统：

是矿井通风系统的主要组成单元，包括：采区进风、回风和工作面进、回

风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流掌握设施。

上行风的主要优点是：

1、利于带走瓦斯，在正常风速下，瓦斯分层流淌和局部积聚的可能性较小。

2、采纳上行风时，工作面运输平巷中的运输设备位于新奇风流中，平安性较好。

3、工作面发生火灾时，采纳上行风在起火地点发生瓦斯爆炸的可能性比下行风要小些。

4、除浅矿井的夏季之外，采纳上行风时，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同，对通风有利。

上行风的主要缺点是：

1、上行风流方向与运煤方向相反，易引起煤尘飞扬，使采煤工作面进风流及工作面风流中的煤尘浓度增大。

2、煤炭运输过程中放出的瓦斯进入工作面，使进风流和工作面风流瓦斯浓度上升，影响了工作面卫生条件。

3、采纳上行风时，进风风流流经的路线较长，且上行风比下行风工作面的气温要高些。

下行风的主要优点是：

1、采煤工作面及其进风流中的煤尘、瓦斯浓度相对较小些。

2、采煤工作面及其进风流中的空气被加热的程度较小。

3、下行风流方向与瓦斯自然流向相反，不易消失瓦斯分层流淌和局部积聚的现象。

下行风的主要缺点是：

1、运输设备在回风巷道中运转，平安性较差。

2、下行风在起火地点引起瓦斯爆炸的可能性比上行风要大些。

3、除浅矿井的夏季之外，采区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相反，降低了矿井通风力量，而且一旦主要通风机停止运转，工作面的下行风流就有停风或反风（或逆转）

的可能。

通风构筑物分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调整风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等。

有效风量：

矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量。

漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流入回风道或排出地表的风量。

外部漏风：

泛指地表四周如箕斗井井口，地面主通风机四周的漏风。

矿井有效风量率：

是指矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比。

矿井有效风量率不低于85%.。矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。

削减漏风、提高有效风量的措施：

应增加地面主要通风机的风硐、反风道及四周的风门的气密性，以削减渗）

漏风。

通风困难时期：

是指通风线路阻力相对较大的时期。

《矿井通风平安学》考试试卷(a卷)参考答案和评分标准一、简述题(每题3分，共18分)1、co有哪些性质？矿井空气中co的主要来源？答：

co是一种无色、无味的、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水，能与空气匀称地混合。

co能燃烧，当空气中co浓度在13%~75有爆炸的危急。

co进入人体后，首先与血液中的血红素相结合，因而削减了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液"窒息'。

矿井空气中co的主要来源：井下.；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。

评分标准：

各1.5分2、简要说明打算矿井通风阻力大小的因素有哪些？答：摩擦阻力系数a；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避开巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。

评分标准：

3分，1个0.5分。

3、矿井局部风量调整的方法有哪些？答：

(1)增阻调整法(2)减阻调整法(3)增能调整法评分标准：

3分，1个1分。

4、简述矿井通风系统的类型及其适用条件？答：通风系统可以分为.式、对角式、区域式及混合式。

.式分为.并列式和.边界式。

.并列式适用条件：适用于煤层倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4km瓦斯与自然发火都不严峻的矿井。

.边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严峻的矿井。

对角式分为两翼对角式和分区对角式。

两翼对角式适用条件：煤层走向大于4km井型较大，瓦斯与自然发火严峻的矿井；或低瓦斯矿井，

煤层走向较长，产量较大的矿井。

分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表凹凸起伏较大，无法开掘总回风巷。

区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。

混合式适用条件：井田范围大，地质和地面地形简单；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。

评分标准：

前两种方式及其适用条件每个1分，后边两种方式及其条件每个0.5分5、影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？答：

影响矿井瓦斯涌出的因素如下：

(1)自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化(2)开采技术因素：

①开采规模；②开采挨次与回采方法；③生产工艺；④风量变化；⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量评分标准：

两种因素每个1.5分6、煤炭自燃要具备哪些条件？答：煤炭自燃的必要充分条件是：

(1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破裂状态。

(2)有较好的蓄热条件。

(3)有适量的通风供氧，通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提；试验表明，氧浓度〉15％时，煤炭氧化方可较快进行。

(4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。

上述四个条件缺一不行，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最终一个条件是充分条件。

评分标准：

1、2、3、4指标各0.5分，最终一句话1分。

二、计算题(1题15分、2题20分，3题15分、共50分)1、(15分)用精密气压计测得a、b管道外的大气压力为101325pa，1号水柱计hs=1764pa4号水柱计读数hs=1666pa，速压为196pa,请问：

(1)推断a、b两管道的通风方式，标出风机位置、风流方向、皮托管正、负端；(2)推断各水柱计测得是何压力？未知的水柱计读数，并在图中标出各液面的位置？(3)求a、b管道内测点的肯定静压？

ab

a、b管道的风机位置（1分）

、风流方向（1分）

、皮托管正、负端（1分）

、各液面的位置（2分）

如图所示:

由也||hihvi得

p巳hi

101325176499561pa（1

分）

b管道内测点的肯定静压p巳h1013251666102991pa（1分）

2、（20分）

某抽出式通风矿井如图2所示，进风井口标高为+90m出风井口标高为+175m两井筒井底标高同为450m地面空气平均密度p=1.11kg/m进风井空气平均密度p12=1.19kg/m3,回风井空气平均密度p34=1.23kg/m3,风峒中断面4空气的密度p4=1.21kg/m3。风峒断面积9.6m2,通过的风量137nvs,通风机房水柱计的读数为2870pa求:（1）

矿井自然风压hno说明是关心还是阻碍主要通风机通风?⑵矿井的通风阻力hr14答:4..1666pau（1）

a管道的通风方式为抽出式通风（1分）

；b管道的通风方式为压入式通风（1分）o

b

___\1

（2）

1管测量的是相对静压；2管测量的是动压;4管测量的是相对静压；5管测量的是动压;6管测量的是相对全压。

（每个0.5分）

2管水柱计读数为196pa；3管水柱计读数为1568pa；

（1.5分）

5管水柱计读数为196pa；6管水柱计读数为1862pamp;（1.5分）

（3）

a管道内测点的肯定静压1764pa1862pa3管测量的是相对全压;

2

(3)矿井等级孔(4)通风机的静压hs；设集中器阻力hrd=25pa集中器出口动压hd=47pa通风机的全压ht是多少?(5)主要通风机静压输出功率。

j2870+175+90p

12-450m答：

(1)矿井自然风压(4分，计算公式正确3.5分,说明关心还是阻碍通风0.5分)

由计算得知，h阻碍通风。

(2)矿井通风阻力

⑶矿井的等积孔(3.5分)

⑷通风机全压(3.5分)hth4hv4hrdhvd2746.7925472818.79pap34hnz0g859.8311.6401.11pa12g12540z34g9.81.196259.81.23hsh4丄4v2

2870-221.211379.62746.79pa（2.5分）

矿井的通风阻力hr14hn

hs

311.642746.792435.15pa（2.5分）

矿井总风阻rmq2

矿井等积孔1.19_、、r2435.15280.1297ns/m1371.190.12973.3mh

shrdhd

（5）

主要通风机静压输出功率（4分）

33ns

hsq102746.7913710376.3kw3、（15分）

某矿通风系统如图3所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，r=0.33，艮=0.2，r=0.1，r=0.12，民=0.1，单位为ms/m；矿井进风量为100nvs。计算:、画出矿井的网络图。

、每条风路的自然安排风量;、矿井的总风阻。

答：

（1）

矿井的通风网络图如图4所示（4分）

*5

4^2」

（2）

由题意得并联风路r、f3的风阻值r23

0.034

n2s/m8

r2支路4与并联风路23串联，所以其风阻值为280.120.0340.154ns/m左边支路与之路1构成并联风路，并联风路的风阻值r左11

"（讣^2

1

=0.054j-^）

2

■0.154-0.3328ns/m（4分）

o.54q

0.33惰q左边支路的风量q左=100-40.59=59.41m3/s，即q=59.41支路1的风量q40.59m3/s（1.0分）

m3/s（1.0分）

图3

支路2的风量q2〈ro左

\~0~2~q左

24.50

m3/s（1.0分）

支路3的风量q=q左-q2=59.41-24.50=34.91mi/s（1.0分）

支路5的风量q=100m3/s（1.0分）

⑶矿井的总风阻rr左1r50.0540.10.154fs/m*（2分）

三、论述题（1题6分，2题8分，3题8分、4题10分，共32分）

1、比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点？答：

1）

压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新奇风流中，污风不通过局部通风机，平安性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则特别危急；（1.5分）

2）

压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果；抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢；（1.5分）

3）

压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，而用抽出式通风时巷道壁面涌出的瓦斯随风流向工作面，平安性较差；（1分）

4）

抽出式通风时，新奇风流沿巷道进向工作面，整个井巷空气清爽，劳动环境好；而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久；（1分）

5）

压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，必需使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。

（1分）

2、煤尘爆炸的条件，特征？瓦斯、煤尘爆炸有何不同？答：煤尘爆炸必需同时具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性；煤尘必需悬浮于空气中,并达到肯定的浓度；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。

（3个条件每个1分）

1）

煤尘的爆炸性煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸危急性必需经过试验确定。

2）

悬浮煤尘的浓度井下空气中只有悬浮的煤尘达到肯定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘都不会发生爆炸。煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及试验条件等有关。一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为30〜50g/m3，上限浓度为1000〜2021g/m3。

其中爆炸力最强的浓度范围为300〜500g/m3。

3）

引燃煤尘爆炸的高温热源

煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性质、浓度及试验条件的不同而变化。我国煤尘爆炸的引燃温度在610〜1050r之间，一般为700〜800r。煤尘爆炸的最小点火能为4.5〜40mj。这样的温度条件，几乎一切火源均可达到，特征：

（1）

形成高温、高压、冲击波煤尘爆炸火焰温度为1600〜1900e，爆源的温度达到2021e以上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。

在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736kpa,但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳动式增大。爆炸过程中如遇障碍物，压力将进一步增加，尤其是连续爆炸时，后一次爆炸的理论压力将是前一次的5〜7倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/s，冲击波速度为2340m/so（1分）

（2）

煤尘爆炸具有连续性（0.5分）

（3）

煤尘爆炸的感应期煤尘爆炸也有一个感应期，即煤尘受热分解产生足够数量的可燃气体形成爆炸所需的时间。依据试验，煤尘爆炸的感应期主要打算于煤的挥发分含量，一般为40〜280ms，挥发分越高，感应期越短。

（1分）

（4）

挥发分削减或形成"粘焦'煤尘爆炸时，参加反应的挥发分约占煤尘挥发分含量的40%〜70%,致使煤尘挥发分削减。

（1分）

（5）

产生大量的co煤尘爆炸时产生的co在灾区气体中的浓度可达2%〜3%,甚至高达8%左右。爆炸事故中受害者的大多数（70%〜80%）

是由于co中毒造成的。

（1分）

不同：看是否形成"粘焦'现象，可以推断煤尘是否参加了井下的爆炸。

（0.5分）

3、均压防火的实质是什么？试述利用风压调整法防火的详细措施？答：均压防灭火的实质是利用风窗、风机、调压气室和连通管等调压设施，转变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，削减漏风，从而达到抑制遗煤自燃、惰化火区，或熄灭火源的目的。

（4分）

详细措施：调整风窗调压；风机调压；风窗-风机联合调压；调压气室-连通管调压。

（4分）

4、试述瓦斯爆炸的过程及其危害？瓦斯爆炸的基本条件？防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施？答：瓦斯爆炸的过程：瓦斯爆炸是肯定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程最终的化学反应式为：

ch+2q=co+2ho假如q不足，反应的最终式为：

ch+q=cq+hhq矿井瓦斯爆炸是一种热-链反应过程（也称连锁反应）

。

（1分）

矿内瓦斯爆炸的危害是：高温、冲击波和有害气体。

（3分）

瓦斯爆炸的三个基本条件：瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为5〜6%,上限为14〜16%;氧气浓度大于12%高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。

（3分）

防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施：

①迫使一部份风流流经工作面上隅角，将该处积存的瓦斯冲淡排出。

②全负压引排法。

③上隅角排放瓦斯。

（3分）

山东科技高校20212021学年第一学期《矿井通风平安学》考试试卷（b卷）

参考答案和评分标准一、简述题（每题3分，共18分）

1、造成矿井空气中氧浓度削减的主要缘由是什么？《煤矿平安规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有何规定？答：造成矿井空气中氧浓度削减的主要缘由是：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸。此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。（2分）

《煤矿平安规程》对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有如下规定：采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%（1分）

2、抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接集中器？集中器安装有效的条件是什么？答：安装集中器回收动能（1分）

。就是在风流出口加设一段断面渐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流淌能。集中器安设的是否有效，可用回收的动能值（hv）

与集中器自身的通风阻力（hrd）

相比较来确定，即：

hv=hvexhvexhrd有效；hv=hvexhvexlt;hrd无效（2分）

3、简述降低矿井井巷摩擦阻力的措施？答：①减小摩擦阻力系数a。

②保证有足够大的井巷断面。

在其它参数不变时，井巷断面扩大33%，rf值可削减50%。

③选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。

④削减巷道长度。

⑤避开巷道内风量过于集中。

（前四条每个0.5分，最终一个1分）

4、矿井总风量调整的方法有哪些？答：①转变主通风机工作特性；②转变矿井总风阻值，包括风硐闸门调整法、降低矿井总风阻。（每个1分）

5、掘进通风平安装备系列化包括哪些内容?并有何平安作用?答：①保证局部通风机稳定牢靠运转；②加强瓦斯检查和监测；③综合防尘措施；④防火防爆平安措施；⑤隔爆与自救措施。

（每个0.5分）

作用：提高了矿井防灾和抗灾力量，降低了矿尘浓度与噪声，改善了掘进工作面的作业环境。尤其是煤巷掘进工作面的平安性得到了很大提高。

（0.5分）

6、瓦斯爆炸的基本条件有哪些？瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为5〜6%,上限为14〜16%;氧气浓度大于12%；高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。

（3分）

二、计算题（1题10分、2题25分、3题15分，共50分）

1、（10分）

如图1所示，已知号水柱计的读数分别为196pa980pa请问：

（1）

推断图1的通风方式，标出（2）

i、u、川号水柱计测得是何压力？求出i号水柱计读数，并在图中标出液面位置？

图1答：

（1）

图1的通风方式为抽出式通风（1分）

;风机位置（1分）

、风流方向（1分）

、皮托管正负端（1分）

、液面位置（1分）

如下图所示

in山

（2）

i、n、川号水柱计分别测相对静压（1分）

；动压（1分）

；相对全压（1分）

。

i号水柱计读数=-980pa-196pa=-1176pa（2分）

2、（25分）

某抽出式通风矿井如图2所示，已知z0=70m乙2=530帀地面空气平均密度po=1.2kg/m3，进风井空气平均密度p12=1.18kg/m3,回风井空气平均密度p34=1.17kg/m3,风峒中断面4空气的密度p4=1.15kg/m3。风峒断面积7.5m2，通过的风量94nvs，通风机房水柱计的读数为1600pamp;求：

（1）

矿井自然风压hn。说明是关心还是阻碍主要通风机通风？（2）

矿井的通风阻力hr14；（3）

通风机的静压hs；设集中器阻力hrd=30pa集中器出口动压hvd=45pa通风机的全压ht是多少？⑷矿井的等积孔a。

(5)主要通风机静压输出功率。

z12图2答:（1）

矿井自然风压hn

zg0乙2g12z3434g

=70x9.8x1.2+530x9.8x1.18600x9.8x1.17=72.52pa

（5分）

3、(15分)如图3所示各风路的阻力分别为h1=120,h2=90,h3=100,h4=hs=70,h6=160,h7=70，单位为pa,通风网络q=20ms,。计算：

(1)该网络的通风阻力及其风阻?p12p

34it由题意得，矿井自然风压关心主要通风机通风。

(计算正确4分，说明关心还是阻碍1分)(2)通风机的静压hsh42941509.7r7.5矿井的通风阻力hr14hn

hs72.521509.71582.22pa（5分）

通风机的全压ht

hshrd

hvd

1509.730451584.7pa

（5分）

矿井总风阻rm罟1582.22942

0.179ns2/m8

矿井的等积孔a1.192.8m2

0.179（5分）

主要通风机静压输出功率：nhsq103

1509.794103

141.9kw16004

（2）

在图中标注出通风构筑物的位置?图3答：由题意得，hi=120pah2=90,hi与h2是并联，因此取阻力相对比较大的hi=120pa为使阻力相等，在支路2上加通风构筑物。

因此，左边支路总阻力为h左=h汁h6=120+160=280pa；同理，右边支路总阻力为h右=ha+h4+h7=100+70+70=240pa（1）

由于左右两边支路并联，整个通风网络的阻力为280pa，（7分）

h28028由h=rq得，r

q2

有.7ns/m

（3分）

三、论述题（1题10分，2题10分，3题12分，共32分）

1、叙述矿井煤与瓦斯突出定义、危害及其预防煤与瓦斯突出的主要技术措施。

答：矿井煤与瓦斯突出定义：煤矿地下采掘工程中，在极短的时间内（几秒到几分钟内）

，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤（岩）

和瓦斯（ch4、co）

的现象，称为煤与瓦斯突出。

（3分）

危害：它所产生的高速瓦斯流（含煤粉或岩粉）

能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚并且在右边支路上加通风构筑物。详