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1、矿井通风一、名词解释 矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量的流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程称为矿井通风。 矿井空气：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 矿井气候：矿井气候是指矿井空气的温度、湿度和流速这三个参数的综合作用状态。 矿井气候条件：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。 相对湿度：单位体积空气中实际含有的水蒸汽量与其同温度下的饱和水蒸气含量之比。 含湿量：含有1干空气的湿空气中所含水蒸气的质量。 通风阻力：当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成的阻力。 摩擦阻力：当空气沿井巷运动时
2、，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力。 局部阻力：在风流运动过程中，由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。 矿井总风阻：从入风井口到主要通风机入口顺序连接的各段井巷的通风阻力之和。 矿井等积孔：假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A的孔口，当孔口通过的风量等于矿井风量，而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。 通风动力：克服通风阻力的能量或压力叫做通风动力。 通风机装置：主机和风硐、扩散器、防爆盖以及反风设施等附
3、属装置总称为通风机装置。 通用特性曲线：在一个坐标图上描述一个系列产品的压力、风量和转速、直径、功率和效率等相互关系的曲线。工况点：以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点 矿井通风系统：向矿井各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的前、回风井的布置方式，主要通风机的工作方法，通风网路和风流控制设施的总称。 树：树是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。 局部通风机通风：利用局部通风机作动力，通过风筒导风的通风方法称为局部通风机通风。（压入、抽出、混合） 可控循环通风：在局部通风系统的进、回风之间安
4、置通风设备、设施和监控设备，对回风进行合理循环控制加以再利用，以增加用风地点的实际风量的通风方法。 矿井全风压通风：是利用矿井主要通风机的风压，借助导风设施把主导风流的新鲜空气引入掘进工作面。 通风构筑物：通风网路中安设隔断、引导和控制风流的设施和装置统称为通风构筑物。 瓦斯涌出量预测：指根据某些已知相关数据，按照一定的方法和规律，推算出矿井或局部区域瓦斯涌出量的工作。 煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤和瓦斯，并伴有巨响及气浪等现象，称为煤与瓦斯突出。 瓦斯抽采：指向煤层和瓦斯积聚区域打钻，将钻孔接在专用的管路上，用抽采设备将煤层和采
5、空区中的瓦斯抽至地面，加以利用或排放至总回风流中。 瓦斯爆炸：是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。 均压防灭火：利用风窗、风机、调压气室和连通管等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而达到抑制遗煤自燃、惰化火区，或熄灭火源的目的。 火风压：因火灾而产生的自然风压变化量在灾变通风中称之为火风压。 矿尘：指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。 矿山综合防尘：指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。矿井水灾：凡影响、威胁矿井安全生产、使矿井局部或全部被淹没并造成人
6、员伤亡和经济损失的矿井涌水事故都称为矿井水灾。2.简答题1.煤矿安全规程对矿井空气的质量有哪些具体规定？ 一氧化碳最高容许浓度为0.0024%，氧化氮（换算成二氧化氮）最高容许浓度为0.00025%，二氧化硫最高容许浓度为0.0005%，硫化氢最高容许浓度为0.00066%，氨最高容许浓度为0.004%2. 试述能量方程中各项的物理意义。（1）单位质量流体能量方程 表示断面1流至断面2过程中的静压能变化，表示动压能变化，表示位能变化，表示断面间压源。（2）单位体积流体能量方程 表示断面1流至断面2过程中的静压能变化，表示动压能变化，表示位能变化，表示断面间压源。3.抽出式通风矿井的主要通风机为
7、什么要外接扩散器，扩散器安装有效的条件是什么？安装扩散器回收动能。就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否有效，可用回收的动能值与扩散器自身的通风阻力相比较来确定，即： 合理； 不合理。 4.摩擦阻力hf与摩擦风阻Rf有何区别？ 摩擦阻力hf反应风流在井巷中作沿程流动时的压能损失，其单位为；摩擦风阻Rf是空气密度、断面积、周长、沿程长度等诸参数的函数，在正常条件下当某一段井巷中的空气密度变化不大时，可将Rf看作是反应井巷几何特征的参数，单位为，他们之间的关系为：。5.降低摩擦阻力采用的措施有哪些？（1）提高井巷壁面的平整光滑度
8、，降低摩擦阻力系数；（2）优化设计，准确施工，缩短井巷长度；（3）合理的选择井巷断面形状，减少周边长度；（4）扩大巷道断面，降低摩擦风阻；（5）风量不宜过大，满足设计要求即可6.降低局部阻力采用的措施有哪些？ 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，在转弯处的内侧和外侧要做成圆弧形，有一定的曲率半径，必要时可在转弯处设置导风板。主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等，行内堆积物要及时清除或排列整齐，尽量少堵塞井巷断面。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。7.自然风压是怎样产生的，进、回风井井口标高相同
9、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。8.试述通风机串联或并联工作的目的及其适用条件？通风机串联的目的是增加风压，保持风量不变；通风机并联的目的是保持风压不变，提高风量。 适用条件：（1） 并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况，串联适用于官网风阻较大；（2） 风压相同的风机并联运行较好；（3） 轴流式风机并联作业时，若风阻过大则可能出现不稳定运行。所以，使
10、用轴流式风机并联工作时，除要考虑并联效果外，还要进行稳定性分析。9.描述主要通风机特性的主要参数有哪些？其物理意义是什么？风压：是风流在起点终点间的能量差，是矿井通风的动力；风量：是单位的时间内通过某断面上的风的容积；功率：输入功率（单位时间内输给通风机的电能）； 输出功率（单位时间内通风机把电能转化为风流压能的大小）；效率：通风机输出功率与输入功率之比，反映了通风机的实际工作质量。10.矿井通风网络中风流流动的基本规律有哪几个？写出其数学表达式。（1）风量平衡定律 指在稳态通风条件下，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；或者说流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于
11、零，即： （2） 能量平衡定律指通风网络中的任一闭合回路中，各分支的通风阻力的代数和等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和，即：（3） 摩擦阻力定律11.比较串联风路与并联风网的特点。 （1）串联风路 （2）并联风路风量： 风压： 风阻： 等积孔： 在一个矿井通风网络中，一般都同时存在串联风路与并联风网。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。此外，在同样的分支风阻和总风量条件下，若干分支并联时的总阻力也远小于它们串联时的总阻力。因此在有条件的情况下，应尽量采用并联风网，以降低矿井通风阻力。12.试述压入式、抽出式通风的优缺点及其适用条件。（1）压入式通风优点：局部
12、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，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，安全性好；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；可用柔性风筒，其成本低，重量轻，便于运输。缺点：污风沿巷道缓慢排除，掘进巷道越长，排污风速度越慢，受污染时间越久。这种情况在大断面长距离巷道掘进中尤为突出。适用条件：适用于以排除瓦斯为主的煤巷、半煤巷掘进。（2）抽出式通风优点：新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好。缺点：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，则是非常危险的；有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到
13、工作面的距离在有效吸程之内；风量小，工作面排污风所需时间长，速度慢；巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全性较差；风筒承受负压作用，必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。适用条件：适用于以排除粉尘为主的井筒掘进。13.可控循环通风的含义及其优缺点、适用条件是什么？在局部通风系统的进、回风之间安置通风设备、设施和监控设备，对回风进行合理循环控制加以再利用，以增加用风地点的实际风量的通风方法。（1）优点 采用混合式可控循环通风时，掘进巷道风流循环区内的风速较高，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。 当在局部通风机前配置除尘器时，可降低矿
14、尘浓度。 在供给掘进工作面相同风量条件下，可降低通风能耗。（2）缺点 由于流经局部通风机的风流中含有一定浓度的瓦斯和粉尘，因此，必须研制新型防爆除尘风机。 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。 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。（3） 适用条件 在可控循环通风系统中，必须装有瓦斯、风量、粉尘自动监测装置及可靠的报警装置，同时还必须进行常规环境监测分析。 对循环风机实现自动开关和风量控制。对使用可控循环风的混合式通风，抽出式与压入式的两台风机间需设闭锁装置，保证主要的局部通风机启动后，有循环风通过的风机再启动，以免形成闭路循环风流。同时必须适当的控制抽出式与压入式两台局部通风机的风量比，以获得可控循环通风的最佳除尘和降温效果。14.掘进通风安全装备系列化包括哪些内容？并有何安全作用？（1）保证局部通风机稳定可靠运转 双风机、双电源、自动换机和风筒自动导风装置；“三专两闭锁”装置；局部通风机摇讯装置；积极推行使用局部通风机消声装置（2）加强瓦斯检查和监测安设瓦斯自动报警断电装置，实现瓦斯遥测；爆破人员配备瓦斯监测器，坚持“一炮三检”；实行专职瓦斯检查员随时检查瓦斯制度。（3）综合防尘措施 用钻眼爆破法掘进时，以
