矿井通风与安全习题课资料

矿井通风与安全习题课

1.《规程》规定，井下空气中，按体积计，一氧化碳不得超过%，按重量计，不得超过30mg /m 3，问怎样从体积标准换算为重量标准？ 1. 解：某种气体的体积标准换算为重量标准可用下式：

3100010001000,/10022.4 2.24

T T Z n n m m n mg m =⨯⨯=⨯

式中 m ——气体的克分子量，g ； n T ——气体的体积标准，%； ——气体的克分子体积，L 。

故当一氧化碳的浓度为%时，其重量标准应为： 30.002428100030/2.24

T n mg m ⨯=⨯=

2．某矿井冬季进风流的温度为5℃，相对湿度为70%，回风的温度为20℃，相

对湿度为90%，矿井的总风量为2500 ，试求风流在一昼夜内从矿井中带

走多少吨的水蒸汽。

2. 解：由表1-2查得当温度为5℃与20℃时空气的饱和水蒸气量为F 5°=m 3 ，F 20°

=m 3。根据公式(1-2)计算进风流与回风流中实际含有的水蒸气量:

3. 36.870%

4.76/J f g m =⨯=

317.290%15.48/H f mg m =⨯=

故风流在一昼夜内从矿井中带走的水蒸气量为：

(15.48 4.76)250060243787238.01000

G kg t -⨯⨯⨯===

3．已知风表的校正曲线如图2-4所示，试求该曲线的表达式。若已知表速为m /s ，试由该表达式求出真风速。

j ϕ3

/min m

3.解：在校正曲线上任意选定①、②两点，由此两点的坐标值求校正常数b值，即：

81

1

7

Z

B

v a

b tg

v

α

--

====

则该曲线的表达式为：1

Z B

v v

=+

若已知6/

v m s

=时，代入上式，则

z

v为：167/

v m s

=+=

4．(P32)某倾斜巷道如图3－18所示，已知断面I-I和断面Ⅱ-Ⅱ的P静1＝755mmHg，P静2＝750mmHg；V1＝5m/s，V2＝3m/s；，；Z1＝0，Z2＝60m。试确定风流方向和断面间的通风阻力。

4. 解：设风流方向是由断面I-I流向断面Ⅱ-Ⅱ，根据伯诺利方程式两断面之间的通风阻力为两断面的总压差,即：

h阻Ⅰ-Ⅱ=

22

1

22

V V

P Z P Z

g g

γγγγ

∏

I I I I∏∏∏I-∏

⎛⎫⎛⎫

++-++

⎪ ⎪

⎝⎭⎝⎭

=

22

53

75513.6 1.22075513.6 1.260 1.21

29.8129.81

⎛⎫⎛⎫⨯+⨯+-⨯+⨯+⨯

⎪ ⎪

⎪ ⎪

⨯⨯

⎝⎭⎝⎭

= ，因为通风阻力为负值，说明断面I-I的总压力小于断面Ⅱ-Ⅱ的总压力，原假设风流方向不对，风流应从断面Ⅱ-Ⅱ流向断面I-I，其通风阻力为。

5．（P33）如图3-19所示，如果上述倾斜巷道变为水平巷道时其他条件不变，试判断风流方向并计算两断面间的通风阻力。

3

1

1.22/

kg m

γ=3

2

1.2/

kg m

γ=

5. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为是水平巷道，空气的温差不大，空气重率也近似相等，故两断面的位压差位零，此时两断面的通风阻力

为两断面的绝对全压差，即:

22

1

22

2

()()

22

53

(75513.6 1.22)(75013.6 1.2)

29.8129.81

69

z Q Q

V V

h P P P P

g g

mmH O

γγ

I∏

I∏I∏∏

=-=+-+

=⨯+⨯-⨯⨯

⨯⨯

=

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为69mmH20。6．（P33）如图3-20所示，如果上述巷道既是水平巷道，且断面面积相等，即S1=S2,V1=V2,其他条件不变，试判断风流方向并计算两断面间的通风阻力。

6. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为既是水平巷道，且断面面积相等，所以两断面的位压差与速压差都为零，此时两断面的通风阻力为两断

面的绝对静压差，即：h

阻

＝P I- P

Ⅱ

＝（755-750）×＝68mmH20

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为68mmH2O。

7.（P49）某矿采用抽出式通风如图3-21所示，用仪器测得风硐4断面的风量

Q=40m 3/s ，净断面积S 4＝4m 2，空气重率＝m 3，扇风机房U 形压差计的读数h ＝200mmHg, 风硐外与4断面同标高的大气压力P 0＝742 mmHg ，矿井自然风压h 自＝10mmH 20，自然风流与扇风机作用风流方向相同，试求P 静4、P 全4、h 速

4、h

全4以及矿井通风阻力

h 阻 各为多少？

7.解：404200

742727.313.6

J J P P h mmHg =-=-

= 22

4442(40/4) 1.19 6.1229.81

S V h mmH O g γ==⨯=⨯

44426.1

727.3727.813.6

Q J S P P h mmH O =+=+=

h 全4＝h 静4—h 速4＝200—＝ 2mmH O h 阻＝h 静4—h 速4＋h 自＝200—＋10＝ 2mmH O

8．（P50）某平巷为梯形断面，长200m ，采用不完全木棚子支护，支架直径d 0=18厘米，支架间距L ＝，净断面面积为6m 2，当通过的风量为30m 3/s 时，该巷道的摩擦阻力为多少？若风量增为40m 3/s 时，该巷道的摩擦阻力又为多少？

8.解：纵口径00.950.18L d ∆=

==，当d 0=18cm ，5∆=时，从附录二表3中可查出α为：240.001940.860.00167/kg s m α=⨯=⋅