通风题1.docx

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通风题1

名词解释

1．矿井空气：

地面空气进入矿井以后称为矿井空气。

2．新鲜空气：

将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，称为新鲜空气。

3．污浊空气：

通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

4．风流静压：

当空气分子撞击到器壁上时就有了力的效应，这种单位面积上力的效应称为静压力。

5．风流动压：

当空气流动时，除了位能和静压能外，还有空气定向运动的动能，用Ev表示，其动能转化显现的压力叫做动压或称速压。

6．重力位能：

物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置不同而具有的一种能量叫做重力位能，简称位能，用Ep0表示。

7．层流：

当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向做层状运动，也称滞流。

8．紊流：

当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，也称湍流。

9．矿井通风：

利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下并在井巷中做定向和定量地流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程。

10.风速分布系数：

断面上平均风速v与最大风速vmax的比值称为风速分布系数（速度场系数），用Kv表示：

11.自然通风：

由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。

12.机械通风：

利用通风机的运转给空气一定的能量，造成通风压力以克制矿井通风阻力，使地面空气不断地进入井下，沿着预定的路线流动，然后将污风排出井外的通风方法叫机械通风。

13.通风网络：

用图论的方法对矿井通风系统进行抽象描述，用线表示井巷，用点表示井巷交叉点，用点线之间的连接关系表示矿井中风流的分合关系，由此得到的系统称为矿井通风网络。

14.风量平衡定量：

是指在稳定通风条件下，单位时间内流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量

15.能量平衡定量：

是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。

16.风流的稳定性：

是指当系统受到外界瞬时干扰，系统状态偏离了平衡状态后，系统状态自动回复到该平衡状态的能力。

17.可控循环风：

当局部通风机的吸入风量大于全风压供给设置通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地点，故称其为循环风。

18.下行风：

当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向下流动，称下行风。

19.矿井有效风量Qe：

是指风流通过井下各工作地点实际风量总和

20.矿井有效风量率：

矿井有效风量率是矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比。

二、填空

1、采掘工作面进风流中的二氧化碳浓度不得超过0.5%，总回风流中二氧化碳浓度不得超过0.75%，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时必须停工处理。

2、人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。

3、影响矿井气候条件的三要素是温度、湿度、流速。

4、我国规定采掘工作面的温度不得超过26℃，机电硐室的温度不得超过30℃。

5、流体在管道内流动时，当雷诺数Re小于等于2300为层流，Re大于等于2300为紊流。

6、巷道壁越光滑风流分布越均匀，越粗糙风流分布越不均匀。

7、采煤工作面的通风方式有u型、Z型、Y型、W型及H型等。

10、构成矿井气候条件的三要素是指温度、湿度和流速。

11、主要通风附属装置有风硐、扩散器、防爆盖、反风设施等。

10、巷道周长和断面的关系可用式

表示，C为断面形状系数，梯形C=4.16，三心拱C=3.85，半圆拱C=3.90。

11、矿井通风机按其服务范围可分为主通风机、局部通风机和辅助通风机。

12、按风机的构造和工作原理风机可分为轴流式通风机和离心式通风机两种。

14、矿井反风的方法主要有设专门的反风道反风、利用备用风机作反风道反风和风机反转反风和调节动叶安装角反风。

15、从通风能量的角度，矿井风量调节主要类型有节能，耗能，增能

16、矿井局部风量增阻调节法的主要措施有调节风窗、临时风帘和空气幕调节装置。

17、矿井局部风量减阻调节法的主要措施有扩大巷道断面、降低摩擦阻力系数、清除巷道中的局部阻力物、采用并联风和缩短风流路线的总长度。

18、矿井局部风量增能调节法的主要措施有辅助通风机调节法和利用自然风压调节法。

19、矿井总风量调节的措施主要措施有改变主通风机的工作特性和改变矿井风网的总风阻。

20、压入式通风的有效射程Ls=（4—5）S，抽出式通风的有效吸程Ls=1.5S，

21、掘进工作面利用全压通风的方法主要有风筒导风、平行巷道导风、钻孔导风和风障导风。

22、在风速验算中，岩巷中的风速不得小于0.15m/s，煤巷中的风速不得小于0.25m/s。

23、对局部通风风筒的基本要求是漏风小、风阻小、质量轻和拆装简便。

24、对局部通风风筒的直径有300mm、400mm、500mm、600mm和800mm等规格。

25、长壁工作面的通风系统主要有、、、和等类型。

26、矿井的通风方式有中央式、对角式、区域式和混合式等类型。

27、主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式等类型。

28、矿井主要通风构筑物有风门、风桥和导风板等类型

二、判断题

1、抢救遇难者时输纯氧气效果最好。

错

2、给遇难者时输氧气时，氧气中加入5%的二氧化碳。

对

2、氮气既不助燃又无毒，所以是无害气体。

错

2、氮气虽不助燃，也无毒，但仍然为有害气体。

对

3、给病人输的氧气中也含有二氧化碳。

对

4、空气含湿量越大，其密度越大。

错

5、空气密度随含湿量增大而减小。

5、大气温度越高，其大气压力越大。

错

6、巷道越粗糙，空气粘性越大。

错

7、巷道越光滑，空气粘性越小。

错

8、空气的相对湿度越小，吸湿能力越强。

对

8、绝对湿度小的空气吸湿能力强。

错

9、流动的空气也有静压能。

对

10、空气静压的方向总是和重力的方向相同。

11、空气静压的方向是向四周。

12、重力位能是根据相对标高位置确定的。

对

13、自然风压足够大的矿井可以不安装主风机。

错

14、不论矿井自然风压多大，矿井均必须安装主风机。

对

15、某矿两通风立井井口标高相同，自然风压的方向一般是从温度低的井筒流向温度高的井筒。

对

三、简答

1、矿井空气与地面大气的不同有哪些？

地面空气进入矿井后受到污染，如，氧气浓度降低，CO2浓度增加，混入各种有毒有害气体和矿尘。

空气的状态参数（温度，湿度，压力等）发生改变。

2、矿井通风的任务（作用）？

在矿井生产过程中，必须源源不断地将地面空气输送到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。

3、造成矿井空气中氧气浓度减少的主要原因有哪些？

1人员呼吸；2煤岩和其他有机物的缓慢氧化；3煤炭自燃；4瓦斯、煤尘爆炸；5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。

4、什么叫矿井气候条件？

矿井气候：

矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。

这三个参数的不同组合构成不同的矿井气候条件。

5、写出单位体积空气的能量方程，并叙述能量方程中各项的物理意义

7、摩擦阻力系数α与哪些因素有关？

摩擦阻力系数α在阻力平方区是风道相对粗糙度和空气密度的函数。

λ值只与相对糙度有关，对于几何尺寸和支护已定型的井巷，相对糙度一定，则λ可视为定值；在标准状态下空气密度ρ=1.2kg/m3。

8、矿井等积孔的含义是什么？

如何计算。

我国常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。

假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A（m2）的孔口。

当孔口通过的风量等于矿井风量，且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积A称为该矿井的等积孔。

设风流从I→II，且无能量损失，则有：

得：

风流收缩处断面面积A2与孔口面积A之比称为收缩系数φ，由水力学可知，一般φ=0.65，故A2=0.65A。

则v2＝Q/A2=Q/0.65A，代入上式后并整理得：

取ρ=1.2kg/m3，则：

因Rm=hＲm／Ｑ2，故有

由此可见，A是Rm的函数，故可以表示矿井通风的难易程度

9、写出风流在巷道流动时摩擦阻力的公式，并解释各符号的含义。

λ－无因次系数，即摩擦阻力系数，通过实验求得。

d—圆形风管直径，非圆形管用当量直径；

11、什么是通风机的工况点？

即是风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Q，H，N和y等，一般是指H和Q两个参数。

风机风压特性曲线和管网风阻特性曲线的交点。

12、简述自燃风压是如何产生的？

在一个有高差的闭合回路中，只要俩侧有高差巷道中空气的温度或密度不等，该回路就会产生自然风压

13.描述通风机特性的主要参数有哪些？

其物理意义是什么？

通风机的个体特性曲线

1、工况点：

当风机以某一转速、在风阻Ｒ的管网上工作时、可测算出一组工作参数（风压Ｈ、风量Ｑ、功率Ｎ、和效率η），这就是该风机在管网风阻为Ｒ时的工况点。

2、个体特性曲线：

不断改变R，得到许多的Q、H、N、η。

以Q为横坐标，分别以H、N、η为纵坐标，将同名的点用光滑的曲线相连，即得到个体特性曲线。

3、通风机装置：

把外接扩散器看作通风机的组成部分，总称之为通风机装置。

4、通风机装置的全压Ｈtd：

扩散器出口与风机入口风流的全压之差

5、通风机装置的静压Ｈsd：

14、简述防爆门（盖）的作用

在斜井井口安设防爆门，在立井井口安设防爆井盖。

作用：

当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，受高压气浪的冲击作用，自动打开，以保护主通风机免受毁坏；在正常情况下它是气密的，以防止风流短路

15、矿井为何要反风？

使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风。

反风方法因风机的类型和结构不同而异。

16、试说明通风机房水柱计读数所代表的含义。

风机房水柱计示值与风机风压之间关系

类似地对4、5断面（扩散器出口）列伯努力方程，忽略两断面之间的位能差。

扩散器的阻力hRd＝（P5+hv5）-（P6+hv6）

风流出口边界条件：

P6＝P06＝P05＝P04

故hRd＝（P5+hv5）-（P04+hv6）＝Pt5-P04–hv6

即Pt5＝hRd＋P04＋hv6

因为风机全压Ht＝Pt5-Pt4=（hRd＋P04＋hv6）-（P4+hv4）

Ht=|h4|—hv4+hRd+hv6

若忽略hRd不计，则

Ht≌|h4|—hv4+hv6

风机静压Hs＝|h4|—hv4

17、试说明压力、风量和功率之间的比例关系。

四、比例定律与通用特性曲线

1、比例定律同类型风机它们的压力H、流量Q和功率N与其转速n、尺寸D和空气密度ρ成一定比例关系，这种比例关系叫比例定律。

将转速u=πDn/60代入无因次系数关系式得

对于1、2两言个相似风机而

18、绘制通风网络图的步骤？

绘制步骤：

1节点编号2绘制草图3图形整理

19、简述通风网络图中分支、节点、路和回路的含义

一）矿井通风网络通风网络图：

用直观的几何图形来表示通风网络。

1.分支（边、弧）：

表示一段通风井巷的有向线

段，线段的方向代表井巷中的风流方向。

分支号

2.节点（结点、顶点）：

是两条或两条以上分支的交点。

3.路（通路、道路）：

是由若干条方向相同的分支首尾

相连而成的线路。

如图中，1－2－5、1－2－4－6和1－3－6等均是通路。

4.回路：

有2条或2条以上分支首尾相连形成的闭合路线。

如2-4-3

20、何谓“三专两闭锁”？

"三专"是指专用变压器、专用开关、专用电缆，"两闭锁"则指风、电闭锁和瓦斯、电闭锁。

21、矿井通风设计的要求有几个方面？

1.将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；

2.通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；

3.发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；

4.有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；

5.通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好

22、试说明矿井对通风设备的要求？

矿井通风设备的选择

矿井通风设备是指主要通风机和电动机。

（一）矿井通风设备的要求：

1、矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套作备用。

2、选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。

3、风机能力应留有一定的余量。

4、进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压

论述题

1简述气候条件对人体热平衡的影响？

答：

新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。

人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。

对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。

2、降低矿井摩擦阻力和局部阻力的措施有哪些？

1．减小摩擦阻力系数α。

2．保证有足够大的井巷断面。

3．选用周长较小的井巷。

4．减少巷道长度。

5．避免巷道内风量过于集中。

局部阻力与ξ值成正比，与断面的平方成反比。

因此，为降低局部阻力，应尽量避免巷断面的突然扩大或突然缩小，断面大小悬殊的井巷，其连接处断面应逐渐变化。

尽可能避免井巷直角转弯或大于90°的转弯，主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等。

要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理。

3、影响自然风压的大小和方向的因素主要有哪些？

能否用人为的方法产生和增加自然风压？

举例说明。

1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。

2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。

3、井深。

HN与矿井或回路最高与最低点间的高差Z成正比。

4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。

能通风机

4、论述自然风压的控制和利用方法。

答：

1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。

2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。

3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。

4、利用自然风压做好非常时期通风。

一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。

5、比较串联风路与并联风网的特点。

答：

在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。

在矿井的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。

并联风网的优点：

１、从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有明显的优点。

２、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。

因此有条件情况下进来拿使用并联风网，以降低通风阻力。

6、简述矿井风量调节的措施可分为哪几类？

比较它们的优缺点。

答：

增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。

1增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。

2减阻法可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用。

3增能调节法的施工相对比较方便，不须降低矿井总风阻，增加矿井总风量，同时可以减少矿井主通风机能耗。

但采用辅助通风机调节时设备投资较大，辅助通风机的能耗较大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。

7、试说明串联通风的特性？

P94

8.试说明并联通风的特性？

P95

9、试述影响风流稳定性的因素？

1.风网结构对风流稳定性的影响

仅由串、并联组成的风网，其稳定性强；角联风网，其对角分支的风流易出现不稳定

2.风阻变化对风流稳定性的影响

在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变。

在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。

应采取安装调节风门的措施，保证风流的稳定性。

3.通风动力变化对风流稳定性的影响

矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅会引起风机所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量也发生变化，并影响风网内其他风机的工况点。

10、试述可控循环局部通风的主要优点和缺点。

优点：

（1）采用混合式可控循环通风时,掘进巷道风流循环区内侧的风速较高，避免了瓦斯层状积聚,同时也降低了等效温度，改善了掘进巷道中的气候条件。

（2）当在局部通风机前配置除尘器时，可降低矿尘浓度。

（3）在供给掘进工作面相同风量条件下，可降低通风能耗。

缺点：

（1）由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯与粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘风机。

（2）循环风流通过运转风机的加热,再返回掘进工作面，使风温上升。

（3）当工作面附近发生火灾时，烟流会返回掘进工作面，故安全性差，抗灾能力弱，灾变时有循环风流通过的风机应立即进行控制,停止循环通风,恢复常规通风。

12、为什么说掘进工作面是最易发生瓦斯、煤尘爆炸和火灾事故的地点？

答：

（1）掘进工作面是最先揭露煤层，它破坏了煤层中的瓦斯静平衡状态，使大量瓦斯从煤壁和顶板向巷道内涌入。

当穿地质构造带时，瓦斯涌出也会增大，因此，在掘进工作面易形成瓦斯积聚超限。

（2）掘进工作面是依靠局部通风机进行独头巷道通风的，其可靠性差，容易发生无计划突然停电停风，形成瓦斯积聚。

（3）掘进巷道断面有限、空间狭窄，打眼放炮、机掘落煤、装煤运输等各生产环节均不断地产生大量煤尘，若防尘效果不良，就会潜伏煤尘爆炸危险。

（4）掘进巷道可燃物集中，有风筒、电缆等，机电设备多，容易发生机电事故和违章放炮，从而形成多种火源，导致瓦斯煤尘爆炸，造成火灾。

掘进安全技术装备系列化，对于保证掘进工作面通风安全可靠性具有重要意义。

掘进安全技术装备系列化是在治理瓦斯、煤尘、火灾等灾害的实践中不断发展起来的多种安全技术装备，是预防与治理相结合的防止掘进工作面瓦斯、煤尘爆炸与火灾等灾害的行之有效的综合性安全措施。

13、试述掘进工作面压入式、抽出式通风的优缺点及使用条件。

答：

P119

14、试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件。

答：

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。

输送机上山进风，风流与运煤的方向相反，引起煤尘飞扬，运输过程中所释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。

适用于上水平下料采区。

P144

15、简述对采区通风系统的要求。

1、每一个采区，都必须布置回风道，实行分区通风。

2、采煤和掘进工作面应独立通风系统。

有特殊困难必须串联通风时应符合有关规定。

3、煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准，

4、采煤和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。

16、试述矿井应从哪几个方面防止漏风？

答：

（1）外部漏风（或称井口漏风）泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。

（2）内部漏风（或称井下漏风）是指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。

P153

17、试述矿井对通风系统的要求？

1.将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；

2.通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；

3.发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；

4.有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；

5.通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。