通风安全学作业

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1、通风安全学作业1-1 地面空气的主要成分是什么?矿井空气与地面空气有何区别？ N2(78%) O2(20.96%) CO2(0.03%) Ar(1%) 其他稀有气体（ 0.01%） 地面空气进入井下后， 因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多， 各种成 分浓度改变 1-2 氧气有哪些性质 ?造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些？ 物理性质：氧是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，比重为1.105，是人和 其他动物呼吸所必需的物质 化学性质：氧是很活跃的元素，易使其他物质氧化，并能助燃 主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破 1-5 什么是矿井气候 ?简述井下空气

2、温度的变化规律。 矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件 在金进风路线上： 冬季，冷空气进入井下， 冷气温与地温进行热交换， 风流吸热， 地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季， 与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低 在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等， 致使产生较大热量， 对风流起着加热的作用， 气温逐渐上升， 而且常年变化不大 2-1 2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。 绝对静压：单位容积风流的压能 绝对静压：它是指管道内测点的绝对静压与管道外和测点同标高的大气压力之 和，静压是油空气分之热运动产生的，

3、反映了分子运动的剧烈程，单位Pa 2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。 能量变化方程中任一断面上单位体积风流对某基准面的位能，是指风流受地球引 力作用对该基准面产生的重力位能，习惯叫做位压 物理意义：某一端面到基准面的空气柱的重量单位：Pa 2-5 2-14 2-16 3-1 何谓层流、紊流？如何判别流体的流动状态？ 层流是指流体各层的质点互不混合，质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲 线，并与管道轴线方向基本平行 紊流是指流体的质点强烈相互混合，质点的流动轨迹极不规则， 除了沿流动总方 向发生位移外， 还有垂直于流动方向的位移，且在流体内部存在着时而产生，时 而消失的涡旋 判别

4、方法：对于圆形巷道，雷诺数Re=Vd/v 对于非圆形巷道，风流雷诺数Re=4VS/vU 当 Re 2300 时，层流；当Re100000 时，紊流 3-5 3-7 3-14 矿井等积孔的含义是什么？如何计算？ 等积孔表示井巷或矿井通风难易程度的假象孔口 3-16 降低摩擦阻力和局部阻力可以采用的措施有哪些？降低摩擦阻力的措施：降低摩擦阻力系数 扩大巷道断面 选用周界较小的井巷 减少巷道长度 避免巷道内风量过大 降低局部阻力损失的措施：在巷道内尽可能避免巷道断面的突然扩大或突然缩 小，尽可能避免转90 度的弯，在拐弯处的内侧或外侧要做成斜面或圆弧形，拐 弯的弯曲半径尽可能加大，还可以设置导风板等

5、 4-1 自然风压是怎样产生的？进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产 生自然风压？ 由于空气进入井下后必与各种热源进行热交换，致使井下各段空气密度不断发生 变化，造成进风和回风两侧空气柱的重力不平衡，因而产生能量差， 推动风流沿 井巷流动，形成自然风压 会产生自然风压，因为进排风井内密度不同致使两端空气柱重量不同 4-2 影响自然风压大小和方向的主要因素是什么？能否用人为的方法产生或增 加自然风压？ 主要因素：矿井进风和出风两侧空气柱的高度和平均密度 可以，如把回风井井口安置在高处，把进风井井口或平峒口安置在低处；在回风 井口修建风塔； 多掘和高地表相同的回风井； 在回风井和风塔内安装暖

6、气管道等 4-6 什么叫通风机的工况点？如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工 况点，举例说明。 通风机工况点就是通风机实际工作点 以轴流式通风机抽出式通风为例： 5-1 什么是通风网络？其主要构成元素是什么？ 由若干个风道和交汇点构成的通风网络简称风网 构成元素：风道和和交汇点（分支和节点） 5-2 如何绘制通风网络图？对于给定矿井其形状是否固定不变？ 首先在通风系统图上， 沿着风流方向对每个节点依次编号，作为确定风网图上每 个节点顺序号的根据，然后根据编号绘制 不是 5-3 简述节点、路、回路、网孔、生成树、余树的基本概念的含义。 节点：指三条或三条以上风道的交点；断面或支护方式不同的

7、两条风道，其分界 点有时也可称为节点 路：是由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路，即某一分支的末节点是下一 分支的始节点 回路和网孔： 是由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路，其中有分支者 叫回路，无分支者叫网孔 生成树：它包含风网中全部节点和不构成回路或网孔的一部分分支（M1 个） 余树：在任一风网的每棵树中， 每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔，这 种分支叫做余树弦（弦） （NM+1 个） 5-6 比较串联风路与并联风网的特点。 串联风路特点 风量： Q串=Q1=Q2=Qn ，m/ s 风压： h串=h1+h2+hn= ， Pa 风阻： R串=R1+R2+Rn= ， Ns/m

8、等积孔： A串= 并联风路特点 风量： Q并=Q1+Q2+Qn= ，m/s 风压： h并=h1=h2=hn，Pa 风阻： R并= 等积孔： A并=A1+A2+An= 自然分配风量： Qm= 5-8 矿井风量调节的措施可分为哪几类？比较它们的优缺点。 （1）增加风阻的调节法、降低风阻的调节法、增加风压的调节法，以上三种是 局部风量的调节法 增加风阻调节法具有简便、易行的优点，它是采区内巷道间的主要调节措施， 但这种调节法使矿井的总风阻增加，如果主风扇的风压曲线不变， 势必造成总风 量下降，要想保持总风量不变， 就得改变风压曲线， 提高风压， 增加通风电力费 降阻调节的优点是使矿井总风阻减少，若主

9、风扇风压曲线不变， 采用降阻调节 后，矿井总风量增加，但这种调节法工程量较大，投资较多，施工时间也较长 增压调节法和降阻调节阀比较：由于前者在阻力较大的风路中安装辅扇，故可 不必提高主扇作用于这条风路上的风压，而相当于主扇对于这条风路的风阻下 降，这和降阻调节法类似； 它比降阻调节法施工快， 施工也比较方便， 但工程管 理较复杂，安全性比较差；通常，前者经济性较好； 增压调解法和増阻调节法比较：虽然增压调节法增加辅扇的构置费、安装费、 电力费和绕道的开掘费等， 但它若能使主扇的电力费降低很多服务时间又长时还 是比较经济的，缺点是管理工作比较复杂，安全性较差，施工比较困难 （2）矿井总风量的调节

10、： 改变主扇特性曲线的调节法：改变轴流式通风机动轮叶片的安装角 改变通风机的转速 改变主扇工作风阻的调节法 5-14 6-1 全风压通风有哪些布置方式？试简述其优缺点及适用条件。 总风压通风方法：利用纵向风墙导风，利用风筒导风，利用平行巷道通风 缺点及适用条件： 总风压通风法的最大优点是安全可靠，管理方便， 但要有足够 的总风压，以克服导风设施的阻力，否则不能采用 6-4 简述引射器通风的原理、优缺点及适用条件。 引射器通风原理： 利用压力水力或压缩空气经喷咀高速射出产生射流，周围的空 气被卷吸到射流中， 为了减少射流与卷吸空气间冲击损失，在混合管内掺混， 整 流后共同向前运动，使风筒内有风流

11、不断流过 引射器通风具有设备简单、 安全，水引射器有利于除尘和降温的优点。但产生的 风压低、送风量小、效率低、费用高，只有在用水砂充填采煤法德矿井中，才可 以顺便使用水风扇， 为满足掘进通风的风压与风量要求，可用多喷咀进行串联通 风 6-7 可控循环通风的含义及其优缺点、适用条件是什么？ 6-17 7-2 试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件？ 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，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。 7-3何谓下行风？试从防止瓦斯积聚防尘降温角度分析上行风与下行风的优点

12、？上行风与下行风是指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时， 采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称上行通风， 否则是下行通风。优点：1. 上行风比下行风工作面的气温要高。2. 下行风比上行风所需要的机械风压要大；3. 下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。4. 下行风的方向与瓦斯自然流向相反， 二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。7-4 试述长臂工作面通风系统有哪些类型？说出各自的特点和适用性。长壁式采煤工作面通风方式主要有U 型、U+L 型、 Z 型、Y 型、W 型以及 H 型 等几种。通风方式的选择与回采顺序、通风能力和巷道布置有关。

13、通风方式是否 合理,成为影响采煤工作面正常生产的重要因素。7-5矿井通风系统的类型及其适用条件说明其特点及使用条件。按进、回井在井田内的位臵不同， 通风系统可分为中央式、 对角式、区域式及混合式。1、中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位臵，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式） 。2、对角式1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部） ，称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。3、区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。4、混合式由上述诸种方式混合组成。

14、例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。8-1 井口空气有哪几种加热方式？简述他什么各自优缺点。8-3 某矿井恒温带深度 z0 =30m ，恒温带温度 tro=15摄氏度，地温 gr=45m/摄氏度求该矿井垂深500m 处的原始岩温。Gr=z-zo*tr-tro 地温梯度是指恒温一下垂直深度每增加500m 时，原始岩温的升高值它与地温之间的关系为：GR=500/gr，oc/500m 8-4 高温矿井选择矿井通风系统时一般应考虑那些原则？1、尽可能减少进风路线的长度2、尽量避免煤流与风流反向运动3、回采工作面采用下行风9-1 什么是矿井瓦斯？矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为

15、主的有害气体。9-3 瓦斯是如何生成的。而煤内实际含有瓦斯量是否等于生成量？在地质学上， 瓦斯即煤成气， 是一种以甲烷为主的烃类干气。这种甲烷干气里有 75的碳、 25的氢，以及一些非烃类气体，如氨气、二氧化碳气、一氧化碳气 和硫化氢气等。瓦斯因甲烷的含量最多，所以比空气轻0。6 倍，是一种有毒气 体，也是一种易燃易爆气体。 瓦斯燃烧时热量很高， 1 立方米的瓦斯能产生8500 大卡热量，比 1 千克标准煤的热量还高。9-4 瓦斯在煤内存在的形态有哪些？相互之间的关系有和关系主要存在的形态10-1 什么叫矿井火灾。他分哪几类。各有何特点？在矿井或煤田范围内发生， 威协安全生产、 造成一定资源和

16、经济损失或者人员伤 亡的燃烧事故，称之为矿井或煤田火灾。）内因 (自燃)火灾。自燃物在一定的外部（适量的通风供氧）条件下，自身发生物理化学变化， 产生并积聚热量， 使其温度升高， 达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。 在煤矿中自燃物主要是有自燃倾向性的煤炭。在整个矿井火灾事故中，内因火灾占的比例很大。）外因火灾。可燃物在外界火源(明火或高温热源 )的作用下，引起燃烧而形成的火灾叫外因火灾。10-2 试述防火的技术对策的主要内容。煤矿火灾防治是一项系统工程， 其理论与技术的研究内容应围绕一个目标和三个 问题。一个目标就是防止矿井火灾发生，对于已发生的火灾要防止其扩大并最大 限度地减小火灾中的人员伤亡和经济损失。三个问题是： 一火灾是如何发生的？ 其内容主要是研究矿井火灾的类型及其产生的原因、条件以及各类火灾发生过程 和特点，这是防灭火的理论基础； 二如何防止火灾发生？包括火源预测、火灾预 防和预报技术；三火灾发生后如何进行及时而有效的控制和处理。10-4 试述煤炭自燃的影响因素1、煤