通风安全学期末考试题及参考答案

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西 安 科 技 大 学2009—2010学 年 第一学 期 期末 考 试 试 题（卷）
院系： 班级： 姓名： 学号：
装 订 线 装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记 装 订 线
科 目 矿井通风与安全 考试性质
考试 命题 审批
3000
n=630
n=560
2000
1000
40
Q 60
Q/m .s
R
R'
M M
3
-11H /P a
01
=51.5
题3 题4
4 如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R 1＝1.18，R 2＝0.58 N ·s 2/m 8，总风量Q ＝48 m 3/s ，巷道断面的面积均为
5 m 2，求：（10分）
（1）分支1和2中的自然分配风量Q 1和Q 2；
（2）若分支1需风量为15 m 3/s ，分支2需风量为33 m 3/s ，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。

5 某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R 1=0.33，R 2=0.2 ，R 3=0.1，R 4=0.12，R 5=0.1，单位为N 2S/m 8。

矿井进风量为100 m 3/s ：（15分） （1）画出矿井的网络图；
（2）计算每条风路的自然分配风量； （3）计算矿井的总风阻。

试卷类型
A
考试地点
雁塔校区
学生班级 采矿06级
成绩
1．命题时尽量采用计算机激光打印，手写必须字迹工整、清晰。

审批由教研室主任负责； 2．（考试）科目应与教学计划保持一致，不能用简写或别称，考试性质为＂考试＂或＂考查＂； 3．试卷类型注明A 、B 、C 、D 等字样，考试地点注明雁塔（校区）或临潼（校区）；
4．试题（卷）内容不要超出线格范围，以免影响试题印制和考生阅题。

一、名词解释（20分；每个2分）
1专用回风巷；2 瓦斯积聚；3 被保护层；4煤的自然发火期；5 外因火灾 6瓦斯涌出不均衡系数；7相对瓦斯涌出量；8瓦斯爆炸感应期；9等积孔；10自然风压
二、简答题（35分；每个7分,任选5题） 1降低通风阻力的措施有哪些? 2简述中央式通风系统及其适用性. 3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？ 4影响瓦斯涌出量的因素有哪些? 5影响煤尘爆炸的因素? 6地面防水措施主要有哪些? 三、计算题（35分）
1某矿瓦斯风化带深170m ，采深240m 时相对瓦斯涌出量为7.2m 3/t ，300m 时为11.6 m 3/t ，预测360m 时的相对瓦斯涌出量为多少。

（5分）
2已知一进风斜井口1处的大气压P 01=101342Pa ，1-2段的空气平均密度为ρ=1.25kg/m 3
,Z 1-2=400m,测得h R1-2=45Pa,h v1=h v2=5Pa,求2点的绝对静压P 2。

（5分） 3某矿使用的离心式通风机的特性曲线如图所示，转速为n 1=630r/min ，风机工作风阻R=0.53657N ·s 2
/m 8
,工况点为M 0（Q=58m 3
/s ，H t =1805Pa ），后来，风阻变为R ’=0.7932N ·s 2
/m 8，导致进风量(Q 1)减小不能满足生产需要，拟采用调整转速方法保持风量不变，求转速调至多少？在图中绘出新转速下的风量风压性能曲线，求工况点的风压将是多少？（10分）
西安科技大学2009～2010学年第 1 学期
《矿井通风与安全》试卷（B）卷
参考答案及评分标准
一、名词解释（20分；每个2分）
1专用回风巷：专门用于回风，不得用于运料与安设电气设备的巷道，在有煤与瓦斯突出区的专用回风巷还不得行人。

2瓦斯积聚：瓦斯浓度超过2%，体积超过0.5m3。

3被保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。

4煤的自然发火期：从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层自然发火期，以月或天为单位。

5外因火灾：可燃物在外界环境的作用下，引起燃烧而形成的火灾。

6瓦斯涌出不均衡系数：在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值。

7相对瓦斯涌出量：矿井日产一吨煤同斯所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。

8瓦斯爆炸感应期：瓦斯与高温热源接触后，需要经过一个很短的时间才燃烧或爆炸，这种现象叫引入延迟性，间隔的时间称为感应期。

9等积孔：假定在无限空间有一开口为A的薄壁，当通过孔口的风量为等于矿井风量，孔口两侧风压等于矿井通风阻力时的阻力时，测孔口A的面积称为矿井的等积孔。

10自然风压：在一通风回路中，由于相对于最低点两侧空气柱的密度不同，导致重力不等，重力之差就是自然风压。

二、简答题（35分；每个7分，任选5题）
1降低通风阻力的措施有哪些？
答：（1）降低摩擦阻力：减小摩擦阻力系数；保证有足够大的井巷断面；选用周长小的断面形状；减少巷道长度；避免巷道内风量过于集中。

（4分）（2）降低局部阻力：避免井巷突然扩大或缩小；尽可能避免井巷直角转弯；主要巷道内不要停放车辆、堆积木料；加强总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水要及时处理。

（3分）
2简述中央式通风系统及其适用性
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答：井回风井位于井田走向中央，根据井回风井的相对位置，又分为中央并列式、中央分列式。

（3分）中央并列式适用于倾角大，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。

（2分）中央分列式适宜和于煤层倾角小，埋藏浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火都不严重的矿井（2分）。

3防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？
答：（1）合理的布置巷道；（1分）（2）选择合理的采煤方法和选进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度；（2分）（3）选择合理的通风系统，如尽量选择对角式或分区式系统（2分）。

（4）坚持自上而下的开采顺序（1分）。

（5）合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间的错距，防止上下之间采空区连通（1分）。

4影响瓦斯涌出量的因素有哪些?
答：自然因素：煤层和围岩的瓦斯含量；地面大气压变化；（2分）开采技术因素：开采规模；开采顺序与回采方法；生产工艺；风量变化；采区通风系统；采空区的密闭质量；（5分）
5地面防水措施主要有哪些?
答：合理选择井筒位置；（1分）河流改道；（1分）铺整河底；（1分）填堵通道；（1分）挖沟排(截)洪；（1分）排除积水（1分）加强雨季前的防讯工作。

（1分）
6影响煤尘爆炸的因素?
答：煤的挥发分；（2分）煤的灰分和水分；（1分）煤尘粒度；（1分）空气中的瓦斯浓度；（1分）空气中氧的含量；（1分）引爆热源。

（1分）
三、计算题
1解：
瓦斯梯度
g m=(H2-H1)/(q2-q1)=(300-240)/(11.6-7.2)=13.6t/m3（2分）
采深360m时的瓦斯涌出量为：
q m=q m1+(H-H1)/g m=11.6+(360-300)/13.6=16.0m3/t（3分）
2 解
取2点位能的参考位置，根据能量方程有,
h R1-2=P1+h v1+ρgh-P2-h v2（1分）
对于入口处有：
P01=P1+h v1（1分）
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因此，
h R1-2=P 01+ρgh-P 2-h v2（1分） P 2=P 01+ρgh-h v2+ h R1-2
=101324+1.25×9.8×400-5+45 =106264Pa （2分） 3解：
（1）从图中可知新风阻R ’曲线与n 1=630r/min 曲线的交点为M 1，其风量 Q 1=51.5m 3/s （2分）
在此风阻下风量降低到58m 3/s 的转速n 2，由比例定律得： n 2=n 1Q 2/Q 1=630×58/51.5=710r/min （3分）
（2）已知Q 1=51.5，因此h 1=R ×Q 1×Q 1=0.7932×51.5×51.5=2103.8Pa （2分） h1’=h 1×(n 2/n 1)2=2103.8×(710/630)2=2672Pa,（3分） 4解：（1）自然分配风量为：
11
2
48
19.781.18110.58
Q Q R R =
=
=+
+
m 3/s （2分） 2148-19.78=28.22Q Q Q =-= m 3/s （2分）
（2）22
111 1.1815265.5 Pa h R Q ==⨯=（1分） 22
2220.5833631.62Pa h R Q ==⨯=（1分）
因为21h h >，所以调节风门加在1支路上。

面积为：（2分）
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212
110.75910.759w w
S
S
S S R h h S Q =
=
+⨯⨯-+⨯⨯
（1分）
2
50.8560631.62265.5
10.759515==-+⨯⨯
m 2（1分）
5解
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