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1、1、什么是矿井通风？矿井通风有何重要性？依靠通风动力，将定量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足回采工作面、掘进工作面、机电硐室、火药库、以及其他用风地点的需要，同时将用过的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程叫矿井通风。矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。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，保证井下风流的质量（成分、温度和速度）和数量符合国家安全卫生标准，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，保护国家资源和财产。 2、矿
2、井空气中的有害气体就煤矿而言，井下空气种类更多，有O2、Ch4、CO2、CO、NO2（或N2O5 ）、H2S、N2、SO2 、NH3 、H2 、水蒸气、浮尘共12种。广义的矿井瓦斯（九种有毒有害气体）： CO、NO2、H2S、N2、SO2 、NH3 、H2 、浮尘。侠义的矿井瓦斯： Ch4。有臭味的气体有：NH3（剧臭）、SO2（强烈硫磺臭）、H2S（坏鸡蛋味）、CO2（微酸臭）。有爆炸性的气体有：Ch4（爆炸极限：516） H2S（爆炸极限：446） CO（爆炸极限：1375） H2（爆炸极限：474） 煤尘（或粉尘），当浓度达到30200g/m3时，有爆炸性。3、矿井气候：矿井空气的温度、
3、湿度和流速三个参数的综合作用称为矿井气候条件的三要素。4、衡量矿井气候条件的常见指标：干球温度、湿球温度、等效温度、同感温度、卡他度。5、例题：取一卡他计，其卡他计常数F为12，卡他计从38降到35的时间t为69秒，问此种矿井气候适合何种程度工作？Kd=41.868F/t7.3，适合于轻微工作和中等劳动之间的工作，接近于中等体力劳动。干卡他度劳动强度湿卡他度6坐或轻劳动188中等劳动2510重劳动306、描述矿井空气的主要物理参数有哪些？（1）温度：煤矿安全规程规定：井下采掘工作面的气温须26，机电硐室内的气温30；冬季总进风的气温2。井下气温小于2或大于26时，就得采取加热或降温的措施。（2
4、）压力：空气分子永不停息、无规则的热运动对容器壁面产生的压强。压强在矿井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。习惯叫做空气的绝对静压。（3）湿度：表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。绝对湿度、饱和湿度、相对湿度、含湿量。测算空气湿度的方法：先用仪表测出相对湿度，再算出绝对湿度。构造比较简单的常用仪表是手摇湿度计、风扇湿度计，二者都是由干球温度计和湿球温度计组成。（4）焓：气体内能和压力功之和。（5）粘性：流体抵抗剪切力的性质。温度是影响流体粘性主要因素，气体，随温度升高而增大，液体而降低。（6）密度、比容、重率。湿空气密度计算公式。7、能量方程（1）静压能与静压：绝对
5、静压的本质是：单位体积内空气分子不规则热运动产生的总动能的三分之二转化为能对外做功的机械能。在矿井通风中，压力的概念与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。静压Pa=N/m2也可称为是静压能，值相等。绝对静压以真空为测算基准，而相对静压是以当地同标高的大气压力为测算点。（2）重力位能：物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重力位能。（3）动能与动压：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，其动能所转化显现的压力叫动压或称速压。（4）全压：风道中任一点风流，在其流动方向上同时存在静压和动压，两者之和称之为该点风流的全压，即：全压静压动压
6、。8、皮托管、压差计测量相对全压、相对静压、动压的原理。9、在井巷通风中，风流的能量由机械能（静压能、动压能、位能）和内能组成，常用1kg空气或1m3空气所具有的能量表示。机械能：静压能、动压能和位能之和。内能：风流内部所具有的分子内动能与分子位能之和。10、单位质量(1kg)流量的能量方程11、单位体积(1m3)流量的能量方程12、关于能量方程使用的几点说明（1）能量方程的意义是，表示1kg（或1m3）空气由1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。（2）风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究
7、的始、末断面要选在缓变流场上。（3）风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流方与假设相反。（4）正确选择求位能时的基准面。（5）在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。（6）应用能量方程时要注意各项单位的一致性。1、矿井通风阻力是如何产生的？分为哪些类型？当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和
8、惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力和局部阻力。2、何谓层流和紊流？如何判别流体的流动状态？风流的流动状态有层流和紊流两种。层流是指在管道流中，流体流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向做层状运动，其轨迹为直线或有规则的平滑曲线。紊流是指在管道流中，流体速度较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，质点的流动轨迹极不规则，且在流体内部存在着时而产生、时而消失的漩涡。流体的流动状态受流体的速度、粘性和管道的尺寸等影响。可用无因次准数雷诺数来判别流体的流动状态。大量实验表明，管道流中，流体的雷
9、诺数小于等于2300时，流体的流动状态为层流，大于2300时，流体为紊流。3、由流体力学知识，得到的摩擦阻力计算公式：由尼古拉兹实验可知，矿井中大多数通风井巷风流的Re值已进入阻力平方区，值只与相对糙度有关。定义摩擦阻力系数标准摩擦阻力系数摩擦风阻Rf（对于已给定的井巷，L、U、S都为已知数）紊流状态下的摩擦阻力计算公式：4、由流体力学知识，得到的局部阻力计算公式：局部阻力系数一般主要取决于局部阻力物的形状，边壁的粗糙程度为次要因数。各种形式的局部阻力系数的计算方法：突然扩大、突然缩小、逐渐扩大、转弯、风流分岔与汇合。局部风阻Rl（对于已给定的局部阻力物，、S都为已知数）局部阻力计算公式：1、
10、已知某矿总风阻R=0.5Ns2/m8，试绘制风阻特性曲线。hRQ2（分别代入Q10、20、30，在坐标纸上作图）2、矿井等积孔的含义是什么？如何计算?为了形象化的体现某矿井通风难以程度，假想无限空间中存在一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口，当孔口通过风量等于矿井风量，且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，这个假想的孔口就叫矿井等积孔。取标准状况下，=1.2kg/m3时，3、某矿为中央并列式通风系统，总进风量Q=9000m3/min，总风压h=2394a，试求矿井总风阻Rm，等积孔A，并判断该矿通风难易程度。(Rm=0.106Ns2/m8，A=3.65m2，通风容易)4、某巷道摩擦阻力系数=0.
11、004Ns2/m4，通过风量Q=40m3/s，空气密度=1.25kg/m3。在突然扩大段，巷道断面由S1=6m2变为S212m2。求：(1)突然扩大的局部阻力hl1-2；(2)若风流由2流向1，则局部阻力hl2-1为多少? (hl1-2=9.7Pa, hl2-1=9.1Pa)突然扩大时:对于粗糙度较大的井巷，可进行修正:突然缩小：对于粗糙度较大的井巷，可进行修正:局部摩擦阻力为小断面动压的倍。5、降低摩擦阻力和局部阻力采用的措施有哪些?降低矿井通风阻力，对保证矿井安全生产和提高经济效益具有重要意义。一、降低井巷摩擦阻力措施1减小摩擦阻力系数。设计时选用摩擦阻力系数较小的支护方式，尽量使井巷壁面
12、平整光滑。2保证有足够大的井巷断面。在其它参数不变时，井巷断面扩大33%，Rf值可减少50%。3选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。4减少巷道长度。在满足开采需要的前提下，尽可能缩短风路长度。5避免巷道内风量过于集中。二、降低局部阻力措施局部阻力与值成正比，与断面的平方成反比。因此，为降低局部阻力，应尽量避免井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。6、
13、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？井巷最低水平两侧空气拄的重力差是产生自然风压的直接原因。7、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?研究自然风压的重要意义有哪些？影响自然风压大小和方向的主要因素：（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。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。（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
14、。（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）在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。1、矿井风量调节的措施可分为哪几类？试比较局部风量调节的优缺点。矿井总风量调节：改变主要通风机工作特性；改变矿井总风阻
15、。矿井局部风量调节：增阻调节法、减阻调节法、增压调节法（1）增阻调节法的实质是在并联风网阻力较小的分支中安装调节风门等设施，增加该分支的风阻，以达到保证风量按需分配。增阻调节法具有简便、易行等优点，它是采区巷道间的主要调节措施。此种调节法的缺点在于它使矿井总风阻增加较大，特别是在矿井主要风流经过巷道安设调节风门时，矿井总风阻增加较大。如果要保证矿井总风量不减少，就得改变主扇风压曲线，提高风压，增加通风电耗。（2）降阻调节法的实质是为保证风量按需分配，当两并联巷道阻力不等时，以小阻力为依据，设法降低大阻力巷道的风阻，使并联风网达到阻力平衡。降阻调节法的优点是可以使矿井总风阻减小，若主扇风压曲线不变时，采用降阻调节后的巷道，矿井总风量增加。此种调节法的缺点在于工程量较大，投资较多，施工时间较长。这种调节法多适用于矿井产量增大后或原设计不合理时，或者某些主要巷道在年久失修情况下采用
