通风安全学作业

通风安全学作业

1-1 地面空气的主要成分是什么?矿井空气与地面空气有何区别？

N2(78%) O2(20.96%) CO2(0.03%) Ar(1%) 其他稀有气体（0.01%）

地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分浓度改变

1-2 氧气有哪些性质?造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些？

物理性质：氧是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，比重为1.105，是人和其他动物呼吸所必需的物质

化学性质：氧是很活跃的元素，易使其他物质氧化，并能助燃

主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破

1-5 什么是矿井气候?简述井下空气温度的变化规律。

矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件

在金进风路线上：冬季，冷空气进入井下，冷气温与地温进行热交换，风流吸热，地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季，与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低

在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等，致使产生较大热量，对风流起着加热的作用，气温逐渐上升，而且常年变化不大2-1

2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。

绝对静压：单位容积风流的压能

绝对静压：它是指管道内测点的绝对静压与管道外和测点同标高的大气压力之和，静压是油空气分之热运动产生的，反映了分子运动的剧烈程，单位Pa

2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。

能量变化方程中任一断面上单位体积风流对某基准面的位能，是指风流受地球引力作用对该基准面产生的重力位能，习惯叫做位压

物理意义：某一端面到基准面的空气柱的重量单位：Pa

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3-1 何谓层流、紊流？如何判别流体的流动状态？

层流是指流体各层的质点互不混合，质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线，并与管道轴线方向基本平行

紊流是指流体的质点强烈相互混合，质点的流动轨迹极不规则，除了沿流动总方向发生位移外，还有垂直于流动方向的位移，且在流体内部存在着时而产生，时而消失的涡旋

判别方法：对于圆形巷道，雷诺数Re=Vd/v

对于非圆形巷道，风流雷诺数Re=4VS/vU

当Re≤ 2300时，层流；当Re>100000时，紊流

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3-14矿井等积孔的含义是什么？如何计算？

等积孔表示井巷或矿井通风难易程度的假象孔口

3-16降低摩擦阻力和局部阻力可以采用的措施有哪些？

降低摩擦阻力的措施：①降低摩擦阻力系数

②扩大巷道断面

③选用周界较小的井巷

④减少巷道长度

⑤避免巷道内风量过大

降低局部阻力损失的措施：在巷道内尽可能避免巷道断面的突然扩大或突然缩小，尽可能避免转90度的弯，在拐弯处的内侧或外侧要做成斜面或圆弧形，拐弯的弯曲半径尽可能加大，还可以设置导风板等

4-1 自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压？

由于空气进入井下后必与各种热源进行热交换，致使井下各段空气密度不断发生变化，造成进风和回风两侧空气柱的重力不平衡，因而产生能量差，推动风流沿井巷流动，形成自然风压

会产生自然风压，因为进排风井内密度不同致使两端空气柱重量不同

4-2 影响自然风压大小和方向的主要因素是什么？能否用人为的方法产生或增加自然风压？

主要因素：矿井进风和出风两侧空气柱的高度和平均密度

可以，如把回风井井口安置在高处，把进风井井口或平峒口安置在低处；在回风井口修建风塔；多掘和高地表相同的回风井；在回风井和风塔内安装暖气管道等4-6 什么叫通风机的工况点？如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工况点，举例说明。

通风机工况点就是通风机实际工作点

以轴流式通风机抽出式通风为例：

5-1 什么是通风网络？其主要构成元素是什么？

由若干个风道和交汇点构成的通风网络简称风网

构成元素：风道和和交汇点（分支和节点）

5-2 如何绘制通风网络图？对于给定矿井其形状是否固定不变？

首先在通风系统图上，沿着风流方向对每个节点依次编号，作为确定风网图上每个节点顺序号的根据，然后根据编号绘制

不是

5-3 简述节点、路、回路、网孔、生成树、余树的基本概念的含义。

节点：指三条或三条以上风道的交点；断面或支护方式不同的两条风道，其分界点有时也可称为节点

路：是由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路，即某一分支的末节点是下一分支的始节点

回路和网孔：是由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路，其中有分支者叫回路，无分支者叫网孔

生成树：它包含风网中全部节点和不构成回路或网孔的一部分分支（M—1个）余树：在任一风网的每棵树中，每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔，这种分支叫做余树弦（弦）（N—M+1个）

5-6 比较串联风路与并联风网的特点。

串联风路特点

风量：Q串=Q1=Q2=…=Q n ，m/s

风压：h串=h1+h2+…+h n= ，Pa

风阻：R串=R1+R2+…+R n= ，Ns/m

等积孔：A串=

并联风路特点

风量：Q并=Q1+Q2…+Q n= ，m/s

风压：h并=h1=h2=…=hn，Pa

风阻：R并=

等积孔：A并=A1+A2+…+A n=

自然分配风量：Q m=

5-8 矿井风量调节的措施可分为哪几类？比较它们的优缺点。

（1）增加风阻的调节法、降低风阻的调节法、增加风压的调节法，以上三种是局部风量的调节法

①增加风阻调节法具有简便、易行的优点，它是采区内巷道间的主要调节措施，但这种调节法使矿井的总风阻增加，如果主风扇的风压曲线不变，势必造成总风量下降，要想保持总风量不变，就得改变风压曲线，提高风压，增加通风电力费②降阻调节的优点是使矿井总风阻减少，若主风扇风压曲线不变，采用降阻调节后，矿井总风量增加，但这种调节法工程量较大，投资较多，施工时间也较长③增压调节法和降阻调节阀比较：由于前者在阻力较大的风路中安装辅扇，故可不必提高主扇作用于这条风路上的风压，而相当于主扇对于这条风路的风阻下降，这和降阻调节法类似；它比降阻调节法施工快，施工也比较方便，但工程管理较复杂，安全性比较差；通常，前者经济性较好；

④增压调解法和増阻调节法比较：虽然增压调节法增加辅扇的构置费、安装费、电力费和绕道的开掘费等，但它若能使主扇的电力费降低很多服务时间又长时还是比较经济的，缺点是管理工作比较复杂，安全性较差，施工比较困难

（2）矿井总风量的调节：

改变主扇特性曲线的调节法：①改变轴流式通风机动轮叶片的安装角

②改变通风机的转速

改变主扇工作风阻的调节法

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6-1全风压通风有哪些布置方式？试简述其优缺点及适用条件。

总风压通风方法：利用纵向风墙导风，利用风筒导风，利用平行巷道通风

缺点及适用条件：总风压通风法的最大优点是安全可靠，管理方便，但要有足够的总风压，以克服导风设施的阻力，否则不能采用

6-4 简述引射器通风的原理、优缺点及适用条件。

引射器通风原理：利用压力水力或压缩空气经喷咀高速射出产生射流，周围的空气被卷吸到射流中，为了减少射流与卷吸空气间冲击损失，在混合管内掺混，整流后共同向前运动，使风筒内有风流不断流过

引射器通风具有设备简单、安全，水引射器有利于除尘和降温的优点。但产生的风压低、送风量小、效率低、费用高，只有在用水砂充填采煤法德矿井中，才可以顺便使用水风扇，为满足掘进通风的风压与风量要求，可用多喷咀进行串联通风

6-7 可控循环通风的含义及其优缺点、适用条件是什么？

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7-2试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件？

轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，输送机上