通风安全学考试试卷.

《矿井通风安全学》考试试卷

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减少的主要原因是什么?《煤矿安全规程》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减少的主要原因是: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

《煤矿安全规程》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扩散器?扩散器安装有效的条件是什么?

答:安装扩散器回收动能(1分。就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道,使得出口风速变小,从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否有效,可用回收的动能值(∆h v与扩散器自身的通风阻力(h Rd相比较来确定,即:

∆h v= h vex-h vex’> h Rd有效;∆h v= h vex-h vex’< h Rd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α。

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%,R f值可减少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减少巷道长度。

⑤避免巷道内风量过于集中。

(前四条每个0.5分,最后一个1分

4、矿井总风量调节的方法有哪些?

答:①改变主通风机工作特性;②改变矿井总风阻值,包括风硐闸门调节法、降低矿井总风阻。(每个1分

5、掘进通风安全装备系列化包括哪些内容? 并有何安全作用?

答:①保证局部通风机稳定可靠运转;②加强瓦斯检查和监测;③综合防尘措施;④防火防爆安全措施;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能力,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安全性得到了很大提高。(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Ⅱ、Ⅲ号水柱计的读数分别为196Pa 、980Pa ,请问:

(1 判断图1的通风方式,标出

(2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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?

Ⅲ

ⅡⅠ

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

ⅢⅡⅠ

(2Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ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Z 0=70m ,Z 12=530m 。地面空气平均密度ρ0=1.2Kg/m 3,进风井空气平均密度ρ

12=1.18Kg/m 3,回风井空气平均密度ρ34=1.17Kg/m 3,风峒中断面4空气的密度ρ4=1.15Kg/m 3。风峒断面积7.5m 2,通过的风量94m 3/s ,通风机房水柱计的读数为1600Pa 。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 通风机的静压Hs ;设扩散器阻力H Rd =30Pa ,扩散器出口动压H vd =45Pa 、通风机的全压Ht 是多少?

(4 矿井的等积孔A 。

(5 主要通风机静压输出功率。

图2

答: (1 矿井自然风压0012123434N H Z g Z g Z g ρρρ=+-

=70×9.8×1.2+530×9.8×1.18-600×9.8×1.17

=72.52 Pa

由题意得,矿井自然风压帮助主要通风机通风。 (计算正确4分,说明帮助还是阻碍1分

(2 通风机的静压2

2

444 1.159416001509.7227.5a v Hs h P ρ⎛⎫=-=-⨯= ⎪⎝⎭矿井的通风阻力1472.521509.71582.22R N h H Hs =+=+=Pa (5分

(3 通风机的全压1509.730451584.7t Rd vd a H Hs h h P =++=++= (5分

(4 矿井总风阻2814221582.220.179/94

R m h R Ns m Q ===

矿井的等积孔22.8A m =

= (5分 (5 主要通风机静压输出功率:33101509.79410141.9s s N H Q kw --

=⨯=⨯⨯=

(5分

3、(15分如图3所示各风路的阻力分别为h 1=120,h 2=90,h 3=100,h 4=h 5=70,h 6=160,h 7=70,单位为Pa ,通风网络Q=20m 3/s ,。计算:

(1该网络的通风阻力及其风阻?

(2在图中标注出通风构筑物的位置?

图3

答:由题意得,h 1=120Pa ,h 2=90,h 1与h 2是并联,因此取阻力相对比较大的h 1=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 1+ h 6=120+160=280 Pa ;

同理,右边支路总阻力为h 右= h 3+ h 4 +h 7=100+70+70=240 Pa 。

(1 由于左右两边支路并联,整个通风网络的阻力为280 Pa , (7分

由h=RQ 2得,28222800.7/20h R Ns m Q === (3分 (2 并且在右边支路上加通风构筑物。具体位置如图4或者图5所示 (5分

图4

三、论述题(1题10分,2题10分,3题12分,共32分