山东科技大学矿井通风与安全2013--2017年考研初试真题

山东科技大学 2013 年招收硕士学位研究生入
学考试
矿井通风与安全试卷
一、计算题（15 分）
如图所示倾斜巷道，已知断面1-1的参数：静压P1=104560Pa，风速V1=2.6m/s，风流密度ρ1=1.28kg/m3，断面积S1=15m2 ；断面2-2的参数：静压P2=102410Pa，风流密度ρ2=1.12kg/m3，断面积S2=10m2。

两断面间的高差h=200m。

1、求该巷道的通风阻力，判断风流的方向。

2、求该巷道的风阻。

二、计算题（20分）
如图，已知风硐内2点断面积为8.6m2，风流相对静压的绝对值为2200 Pa，风流的速度为12m/s，风流的密度为1.18kg/m3。

此外，已知，Z0=150m，Z1=300m，矿井外的大气密度为1.24kg/m3，进风井风流的平均密度为1.26kg/m3，回风流的平均密度为1.20kg/m3。

求：
1、矿井的自然风压及矿井通风阻力。

2、矿井的总风阻和等积孔。

3、若扩散器的出口动压为50Pa，求通风机的全压和静压。

(不计扩散器的阻力)
三、计算题（20分）
如图所示通风网路，已知各风路的风阻值为：R 1=0.12，R 2=0.22，
R 3=0.18，R 4=0.22，R 5=0.30，R 6=0.36kg/m 7，网路的总风量为Q=40m 3/s 。

求：
1、自然分风时各风路的风量，以及网路的总阻力、总风阻。

2、若风路2的需风量为28 m 3/s ，风路3的需风量为12 m 3/s ，采
用增阻调节法，试确定风窗的位置，计算风窗的风阻值以及调节后网路的总阻力、总风阻。

四、证明题（20分）
通过改变角联分支两侧的边缘分支的风阻可以达到改变角联分支
风向的目的。

对下图所示的简单角联风网，试推导角联分支风流方向判别式：
⎪⎩⎪⎨⎧→<=→>=。

中风向由，分支中风流停滞；，分支；中风向由，分支32515123513241R R R R K
五、论述题（15分）
何谓局部通风的压入式通风和抽出式通风？并对压入式和抽出式局部通风进行对比分析。

六、论述题（20分）
煤矿井下容易发生瓦斯燃烧或爆炸事故的地点有哪些？这些地点容易发生瓦斯燃烧或爆炸的原因是什么？
七、论述题（20分）
何谓矿井火灾预报？矿井内因火灾预报的方法有哪些？
八、论述题（20分）
试述煤尘爆炸的条件、特征以及影响煤尘爆炸的因素。

一、计算题（10分）
某梯形巷道，断面积S=9m2 ，巷道风量Q=2300 m3/min，风流的运动粘性系数为1.5×10－5 m2/s，试判断风流的流态。

若该巷道的风阻值为R＝0.22 kg/m7，试求该巷道的通风阻力及所消耗的通风功率为多少？
二、计算题（10分）
如图，等直径水平风筒，风机作压入式通风，风筒断面积为0.5 m2 ，风量为240m3/min，hi=900 P a，风流的密度 =1.2kg/m3，风筒外的大气压为101320 P a，求：
1、风筒的通风阻力h ri-0。

2、若改为抽出式通风，假定差压计读数的绝对值及其它各参数不变，求这时的通风阻力h r0-I。

三、计算题（25分） 0
i
如图，已知风硐内2点断面积为8.6m2 ，风流相对静压的绝对值为2200 P a，风流的速度为12m/s，风流的密度为1.18kg/m3。

此外，已知，Z0=150m，Z1=300m，矿井外的大气密度为1.24kg/m3，进风井风流的平均密度为1.26kg/m3，回风流的平均密度为1.20kg/m3。

求：
1、矿井的自然风压及矿井通风阻力。

2、矿井的总风阻和等积孔。

3、若扩散器的出口动压为50P a，求通风机的全压和静压(不计扩散器的阻力)。

4、矿井通风所消耗的功率。

四、计算题（25分）
如图所示通风网路，已知各风路的风阻值为：R1=0.12，R2=0.22，R3=0.18，R4=0.22，R5=0.30，R6=0.36kg/m7，网路的总风量为Q=40m3/s。

求：
1、自然分风时各风路的风量，以及网路的总阻力、总风阻。

2、若风路2的需风量为28 m3/s，风路3的需风量为12 m3/s，采用增阻调节法，试确定风窗的位置，计算风窗的风阻值以及调节后网路的总阻力、总阻值。

五、简答题（20分，每题10分）
1、什么是井巷摩擦阻力？降低井巷摩擦阻力的措施有哪些？
2、画出压入式局扇通风的布置形式，并说明其特点与要求。

六、论述题（20分）
煤与瓦斯突出的机理是什么，有何特点和危害？以及防治煤与瓦斯突出的抽采有几种方式，各有什么特点？
七、论述题（20分）
煤炭自燃的条件是什么？阐述煤的自燃过程、特点及其主要预防措施。

八、论述题（20分）
试述煤尘爆炸的条件、特征以及影响煤尘爆炸的因素。

一、简答题（5个×7分=35分）
1、矿井有害气体可分为哪几类，各有哪些主要气体？
2、降低井巷摩擦阻力措施有哪些？
3、简述下行风的主要优点和缺点。

4、离心式风机与轴流式风机在工作特征上有何差别？
5、与承压水有关的断层水突水征兆有哪些？
二、计算（15分）
在局部通风机压入式通风风筒中某点i的相对静压h i=1000Pa，动压h vi=150 Pa，风筒外与i点同时同标高的大气压力为P0i=101332 Pa。

求：（1）i点的绝对静压P i；
（2）i点的相对全压h ti；
（3）将上述压力之间的关系作图表示（压力为纵坐标轴，真空为0点）。

三、计算（20分）
如下图所示通风网路，已知各风路的风阻值为：R1=0.12，R2=0.22，R3=0.24，R4=0.22，R5=0.30，R6=0.48 kg/m7，网路的总风量为Q=60 m3/s。

求：（1）自然分风时各分支的风量，以及网路的总阻力、总阻值；
（2）若分支5的需风量为20 m3/s，分支4的需风量为40 m3/s，采用增阻调节法，试确定风窗的位置，计算风窗的风阻值。

60m3/s
5
题三图
四、计算（20分）
如下图所示，已知风硐内2点断面积为8.6m2，风流相对静压的绝对值为2200 P a，风流的速度为12 m/s，风流的密度为1.18 kg/m3。

此外，已知，Z0=150 m，Z1=300 m，矿井外的大气密度为1.24 kg/m3，进风井风流的平均密度为1.26 kg/m3，回风流的平均密度为1.20 kg/m3。

求：（1）矿井的自然风压及矿井通风阻力；
（2）矿井的总风阻和等积孔；
（3）若扩散器的出口动压为50 Pa，求通风机的全压和静压。

（不计扩散器的阻力）。

题四图
五、论述题（20分）
煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征？并简要说明主要的防治措施。

六、论述题（20分）
矿尘的主要危害有哪些，比较瓦斯爆炸与煤尘爆炸异同点；并指出有煤尘参与瓦斯爆炸时的显著特征。

常用的防尘措施有哪些？
七、论述题（20分）
煤与瓦斯突出的机理是什么？有哪些一般规律？常用区域性预防煤与瓦斯突出的措施有哪些？
一、选择题(每题1分，共15分)
1、下列不属于CO性质的是_______。

（A）燃烧爆炸性（B）毒性（C）助燃性（D）无色无味
2、矿井空气中CO和CH4气体的爆炸界限分别为：
（A）13%～75%，5%～16% （B）13%～75%，4%～75% （C）13%～75%，4%～46% （D）4%～74%，5%～16%
3、不属于内部漏风的是______。

（A）风门（B）深部采空区（C）顺槽煤柱（D）防爆门
4、下面各项不能减少风筒风阻的措施是______。

（A）增大风筒直径（B）减少风量
（C）减少接头个数（D）及时排出风筒内的积水
5、进风井大致位于井田中央，出风井分别位于井田上部边界沿走向两翼部位处的通风方式为。

（A）中央边界式（B）中央并列式
（C）两翼对角式（D）分列式
6、惰性气体的加入会导致瓦斯爆炸浓度下限_______。

（A）增大（B）减小（C）不变（D）不一定
7、呼吸性粉尘是指粒径在_______以下，能被人体肺泡吸入的粉尘。

（A）20 μm （B）2.5μm （C）0.5 mm （D）5 μm
8、矿用主要通风机的反风方法表述中，不正确的是_______。

（A）利用备用风机做反风道反风；
（B）调节动叶安装角反风；
（C）利用离心式风机反转反风；
（D）设专用反风道反风。

9、以下不属于矿井局部风量调节的方法是_______。

（A）增加风阻调节法；
（B）增加风压调节法；
（C）利用自然风压调节法；
（D）风硐闸门调节法。

10、柔性风筒的缺点是______。

（A）体积大（B）搬运不方便
（C）成本高（D）不能用作局部通风机抽出式通风
11、以下关于矿井通风机的表述，不正确的是。

（A）矿井通风机按其服务范围和所起的作用可分为主要通风机、辅助通风机和局部通风机；
（B）矿井通风机按构造和工作原理不同可分为离心式通风机和轴流式通风机；
（C）轴流式通风机在风量最小时启动，离心式风机在风量最大时启动；
（D）离心式风机和轴流式风机的效率曲线均为当风量增加时效率逐渐增大，当增大到最大值后便逐渐下降。

12、测定自然风压的方法中，断流法属于。

（A）直接测定法（B）间接测算法
（C）开停机测算法（D）热力学测算法
13、两条风阻值相等的巷道，若按串联和并联2种不同的连接方式分别构成串联和并联网络，其总阻值之间的关系为：串联网络的风阻是并联网络风阻值的
倍。

（A）2 （B）4 （C）8 （D）32
14、关于串联通风（风路）特性的下列表达式，不正确的
是。

（A）Q串=Q1=Q2=…=Q n；
（B）A串=A1=A2=…=A n；
（C）R串=R1+R2+…+R n；
（D）h串=h1+h2+…+h n。

15、井下空气中的瓦斯浓度为时，爆炸最猛烈。

（A）16% （B）9.5% （C）7～8% （D）22%
二、术语解释（5个×2分=10分）
(1) 矿井通风
(2) 局部阻力
(3) 呼吸性粉尘
(4) 瓦斯电闭锁
(5) 绝对湿度
三、简答题（每题8分，共40分）
1、降低井巷摩擦阻力措施有哪些？
2、画出压入式局扇通风的布置形式，并说明其特点与要求。

3、说明瓦斯爆炸的条件及主要特征。

4、简述煤炭自燃的条件和主要预防措施。

5、说明煤矿粉尘的主要危害以及综合防尘措施有哪些？
四、计算题（共85分）
1、计算题（15分）
设大气压力为P(Pa)，温度为T(K)，饱和水蒸气分压为P sat(Pa)，相对
湿度为φ。

已知：干空气的气体常数为R d=287.1 J/(kg·K)，水蒸气的气体常数为R v=461.5 J/(kg·K)。

(1) 试推导湿空气的密度计算公式
(2) 计算当P=750 mmHg，T=20 ℃，P sat=2337 Pa，φ=0.8时，湿空气的密度ρ。

2、计算题（15分）
如图，等直径水平风筒，风机作压入式通风，风筒断面积为0.5 m2 ，风量为240m3/min，压差计读数为h=900 P a，风流的密度ρ=1.2kg/m3，风筒外的大气压为101320 P a，设风筒断面风速均匀，求：
(1) 风筒的通风阻力h ri-0
(2) 若改为抽出式通风，假定皮托管压差计布置、差压计读数的绝对值及其它各参数不变，求这时的通风阻力h r0-I
题(二)图
3、计算题（15分）
有座圆截面扩散塔如图所示，已知：通过的风量Q=200 m3/s；风流平均密度ρ=1.1 kg/m3；扩散塔摩擦风阻R=0.001 kg/m7。

试计算该扩散塔能回收多少动压。

题(三)图
4、计算题（20分）
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，R1=0.33，R2=0.2 ，R3=0.1，R4=0.12， R5=0.1，单位为N•s2/m8。

矿井进风量为100 m3/s：
(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。

题(四)图
5、计算题（20分）
某抽出式通风矿井如图2所示，进风井口标高为+90 m ，出风井口标高为+275 m ，两井筒井底标高同为-550 m 。

地面空气平均密度0ρ=1.11 kg/m 3，进风井空气平均密度12ρ=1.19 kg/m 3，回风井空气平均密度34ρ=1.23 kg/m 3，风硐中断面4空气的密度4ρ=1.21 kg/m 3。

风硐断面积9.6 m 2，风量137 m 3/s ，采用皮托管、压差计测定风硐中的点压力，其中b 计示数为70 Pa ，c 计示数为2800 Pa 。

求：
(1) 说明各压差计各测什么压力，并计算a 示数；
(2) 矿井自然风压H n ，并说明是帮助还是阻碍主要通风机通风？
(3) 矿井的通风阻力h R14；
(4) 矿井等积孔大小；
(5) 通风机的静压H s ；设扩散器阻力H Rd =25 Pa ，扩散器出口动压H vd =47 Pa ，通风机的全压H t 是多少？
题(五)图
一、单选题（每题2分，共20分）
1、采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过_______%。

A. 0.5
B. 1.0
C. 1.5
D. 0.75
2、扩散通风适用于深度不超过_______的硐室或盲巷。

A. 3 m
B. 5 m
C. 6 m
D. 8 m
3、生产矿井主要通风机反风时，当巷道中的风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的_______。

A. 40%
B. 50%
C. 60%
D. 85%
4、同一煤层上下相连的两个同一风路的采煤工作面串联通风时，工作面总长度不得超过_______。

A. 200 m
B. 300 m
C. 400 m
D. 500 m
5、火灾发生在回风侧时，为控制风流防止灾害扩大应________。

A. 正常通风
B. 全矿反风
C. 区域反风
D. 风流短路
6、矿井瓦斯等级，是根据矿井_______划分的。

A. 相对瓦斯涌出量
B. 相对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式
C. 绝对瓦斯涌出量
D. 相对瓦斯涌出量、绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式
7、以下说法错误的是_______。

A. 在封闭或半封闭空间内可燃性悬浮煤尘燃烧导致的化学爆炸的粉尘最低浓度和最高浓度成为爆炸的上限和下限
B. 在封闭或半封闭空间内可燃性悬浮煤尘燃烧导致的化学爆炸的粉尘最低温度和最高温度成为爆炸的上限和下限
C. 处于上下限浓度之间的粉尘都具有爆炸危险性
D. 在封闭或半封闭空间内低于爆炸浓度下限或高于爆炸浓度上限的粉尘虽然不能爆炸，但是可以燃烧，因此也是不安全的
8、电器设备着火时，应首先_______。

A.直接用水灭火
B.切断电源
C.撤出人员
D.直接用沙灭火
9、地下水按类型分不包括______。

A.孔隙水
B.裂隙水
C.岩溶水
D.老空水
10、巷道贯通时，必须由_______在现场统一指挥。

A.矿长
B.总工程师
C.通风部门派主管通风人员
D.掘进部门主管人员
二、名词解释题（每题2分，共20分）
1、矿井通风系统
2、通风机输出功率
3、循环风
4、卡他度
5、风流静压
6、防水煤柱
7、相对瓦斯涌出量
8、灌浆防火
9、矿井降温
10、生命探测仪
三、简答题（每题6分，共30分）
1、矿井通风机的分类有哪几种，如何划分的？
2、瓦斯、煤尘爆炸的异同点是什么？
3、矿山生产过程中可能遇到的透水事故的水源有哪些？
4、试述对烧伤人员的急救方法。

5、尘肺按其病因可分为哪五类？
四、计算题（第1题8分，第2题10分，第3题12分，第4题15分，第5题15分，共60分）
1、某矿一段大巷长100m，巷道断面形状为半圆拱，断面积为14m2，原始岩温为35℃，巷道中平均风温为22℃，围岩与风流间的不稳定换热系数为5.82×10-4 kW/(m2·℃)，求该段巷道围岩放热量。

2、某水平巷道如图1所示，用胶皮管和压差计测得1-2及1-3之间的风压损失分别为120 Pa和200 Pa，巷道的断面积均等于6m2，周长为10 m，通过的风量是1800m3/min，求巷道的摩擦阻力数及拐弯处的局部阻力系数。

图1
3、某采区有两个采煤工作面，通风网路如图2所示，已知两工作面的
风阻R1=1.2 N·s2/m8，R2=0.3 N·s2/m8，总风量Q= 30 m3/s，按生产要求，1 分支（工作面）需要的风量为12m3/s，2 分支（工作面）需要的风量为18m3/s。

(1) 计算两分支的自然分风量能否满足需风要求；
(2) 给出风量调节的技术措施及调节的压力；
(3) 指出调节后对通风系统的影响。

图2
4、用皮托管、压差计测风筒中的点压力，各压差计的液面位置如图3所示。

已知II、III号水柱计的读数分别为196 Pa，980 Pa。

(1) 判断通风方式，标出风机位置、风流方向和皮托管正负端；
(2) I、II、III号水柱计各表示什么压力？求出I号水柱计读数；
(3) 将上述通风方式的绝对与相对压力（动压、静压和全压）之间的关系作压能图表示（压力为纵坐标轴，真空为0点）。

图3
5、利用图4所给参数，求该矿井的自然风压H N，并推导
(1) 水柱（压差）计读数与矿井通风阻力和自然风压之间的关系；
(2) 风机房水柱计读数与通风机全压、通风机静压的关系；
(3) 通风机全压、通风机静压与通风阻力之间的关系。

图4
五、论述题（20分）
论述综放面采空区自燃三带定义、划分标准及现场测试方法。