通风安全学试卷A

山东科技大学2007—2008学年第一学期

《矿井通风安全学》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，能与空气均匀地混合。CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%~75%有爆炸的危险。CO进入人体后，首先与血液中的血红素相结合，因而减少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：井下爆破；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、简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些？

答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避免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、矿井局部风量调节的方法有哪些？

答：(1) 增阻调节法

(2) 减阻调节法

(3) 增能调节法评分标准： 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：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。

中央式分为中央并列式和中央边界式。

中央并列式适用条件：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重的矿井。

中央边界式适用条件：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重的矿井。

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，瓦斯与自然发火严重的矿井；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，或因地表高低起伏较大，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，地质和地面地形复杂；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开采顺序与回采方法；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碎状态。

(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；实验表明，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可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。

评分标准：1、2、3、4指标各0.5分，最后一句话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=1764Pa，4号水柱计读数hs=1666 Pa，速压为196Pa，请问：

(1) 判断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) 判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管道内测点的绝对静压？

321A

1764Pa

6

541666Pa

B

图1

答：

(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)。 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：

6

541666Pa B

196Pa 1862Pa

(2) 1管测量的是相对静压；2管测量的是动压；3管测量的是相对全压；

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) 由||||ti i vi h h h =-得

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1862Pa 。(1.5分)

(3) A 管道内测点的绝对静压101325176499561i oi i P P h Pa =+=-=(1分) B 管道内测点的绝对静压1013251666102991i oi i P P h Pa =+=+=(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ρ0=1.11Kg/m 3，进风井空气平均密度 ρ12=1.19Kg/m 3，回风井空气平均密度ρ34=1.23Kg/m 3，风峒中断面4空气的密度

ρ4=1.21Kg/m 3。风峒断面积9.6m 2，通过的风量137m 3/s ，通风机房水柱计的读数为2870Pa 。求：

(1)矿井自然风压H N 。说明是帮助还是阻碍主要通风机通风？ (2)矿井的通风阻力h R14

(3)矿井等级孔

(4)通风机的静压Hs ；设扩散器阻力H Rd =25Pa ，扩散器出口动压H vd =47Pa ，通风机的全压Ht 是多少？

(5)主要通风机静压输出功率。

-450m

答：

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

00121234859.8 1.115409.8 1.196259.8 1.23311.64N H Z g g Z g Pa

ρρρ34

=+Z -=⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯=- 由计算得知，H N 阻碍通风。 (2) 矿井通风阻力

2

2

444111372870 1.212746.79229.6Hs h v Pa ρ⎛⎫=-=-⨯⨯= ⎪⎝⎭

(2.5

分) 矿井的通风阻力 14

311.642746.792435.15R N S h H H Pa =+=-+=(2.5分) (3) 矿井的等积孔(3.5分)

()

14282

2

2

2435.15

0.1297/137 3.3R m h R Ns m Q

A m ====

=

=矿井总风阻矿井等积孔

(4) 通风机全压(3.5分)

442746.7925472818.79v Rd vd S Rd vd Ht h h h h H h h Pa

=-++=++=++=