《矿井通风安全学》考试试卷

《矿井通风安全学》考试试卷

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，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。

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。

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

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。

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

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。。

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

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：

(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。(每个分)

由得

2管水柱计读数为196Pa；3管水柱计读数为1568Pa；分)

5管水柱计读数为196Pa；6管水柱计读数为1862Pa。分)

(3) A管道内测点的绝对静压 (1分)

B管道内测点的绝对静压 (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=m3，进风井空气平均密度

ρ12=m3，回风井空气平均密度ρ34=m3，风峒中断面4空气的密度ρ4=m3。风峒断面积，通过的风量137m3/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。

答：

(1) 矿井自然风压

由计算得知，H N阻碍通风。

(2) 矿井通风阻力

分)

矿井的通风阻力分)

(3) 矿井的等积孔

(4) 通风机全压

(5) 主要通风机静压输出功率

3、(15分)某矿通风系统如图3所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R1=，R2=，R3=，R4=，R5=，单位为N2s/m8。矿井进风量为100m3/s。计算：

1、画出矿井的网络图。

2、每条风路的自然分配风量；

3、矿井的总风阻。

图3

答：(1) 矿井的通风网络图如图4所示

图4

(2) 由题意得并联风路R2、R3的风阻值N2s/m8

支路4与并联风路23串联，所以其风阻值为N2s/m8

左边支路与之路1构成并联风路，

并联风路的风阻值N2s/m8

支路1的风量m3/s

左边支路的风量Q左== m3/s，即Q4＝ m3/s

支路2的风量m3/s

支路3的风量Q3= Q左- Q2=

支路5的风量Q5＝100

m3/s

(3) 矿井的总风阻N2s/m8

三、论述题(1题6分，2题8分，3题8分、4题10分，共32分)

1、比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点

答：1) 压入式通风时，局部通风机及其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机不具备防爆性能，则非常危险；

2) 压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果；抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之