本科2006级矿井通风试题(B)答案

I内蒙古科技大学考试标准答案课程名称：矿井通风(B卷)考试对象：安全工程本科2006-1、2班考试时间：2008年月日时分至时分提供标准答案人：王文才一、名词解释（共4题，每题2分，共8分）1.分区通风：一个矿井分别建立若干个通风网路、通风动力及调控设施均绝对独立的、风流互不连通的通风系统的格局称为分区通风。2.矿井风量（风速）合格率：风量或风速合格率，为风量或风速符合《地下矿通风规范》要求的需风点数与需风点总数的百分比。它反映需风点的风量或风速是否满足需要，以及风量的分配是否合理。%100zn式中，z——同时工作的需风点总数；n——风量或风速符合要求的需风点数。3.地温梯度：地温梯度是指恒温带以下，垂直深度每增加100m时，原始岩温的升高值，它与地温率之间的关系为：Gr＝100/gr，℃/100m式中，gr──地温率，m/℃；Gr──地温梯度，℃/100m。4.相对产尘强度：指生产过程中，凿岩或装矿等工艺单位时间产生的粉尘量，常用的单位为g/t。二、问答题（共6题，每题5分，共30分）1.什么叫矿尘？空气含尘量如何表示？答：矿尘是指在矿山生产和建设过程中所产生的各种矿、岩微粒的总称。生产性粉尘的允许浓度，目前各国多以质量法表示，即规定每m3空气中不超过若干mg。2.卡他度高，人感到热还是冷？为什么？答：卡他度高，人感到冷。这时候因为卡他度高，说明环境散热好。3.降低局部阻力有哪些途径？答：①尽量避免井巷的突然扩大与突然缩小，将断面大小不同的巷道连接处做成逐渐扩大或逐渐缩小的形状。II②当风速不变时，由于局部阻力与局部阻力系数成正比，所以在风速较大的井巷局部区段上，要采取有效措施减小其局部阻力系数，例如在专用回风井与主扇风硐相连接处设置引导风流的导风板。③要尽量避免井巷直角拐弯，拐弯处内外两侧要尽量做成圆弧形，且圆弧的曲率半径应尽量放大。④将永久性的正面阻力物做成流线型，要注意清除井巷内的堆积物，在风速较大的主要通风井巷内这点尤其重要。4.如何测定矿井自然风压？答：①直接测定法。若井下有扇风机，先停止扇风机的运转，在总风流流过的巷道中任何适当的地点建立临时风墙，隔断风流后，立即用压差计测出风墙两侧的风压差，此值就是自然风压。②间接测定法。在有主扇通风的矿井：首先，当主扇运转时，测出其总风量Q及主扇的有效静压Hs，则可列出能量方程：Hs+Hn=RQ2然后，停止主扇运转，当仍有自然风流流过全矿时，立即在风硐或其他总风流中测出自然通风量Qn,则可列出方程：Hn=RQn2联立解上述两式，可得自然风压Hn和全矿风阻R。③平均密度测算法。自然风压可根据下式进行测算。Hn=gz(ρm1–ρm2)5.扇风机并联工作，特性曲线有何变化？在哪种情况下使用？答：扇风机并联作业时，其总风压等于每台扇风机的风压，其总风量等于每台扇风机的风量之和。根据上述特性，扇风机并联作业时的等效合成特性曲线可按“风压相等，风量相加”的原则绘制。扇风机并联作业只适用于风网阻力较小而风量不足的情况。6．矿井通风构筑物有哪些？各起什么作用？答：通风构筑物可分为两大类：一类是通过风流的构筑物，包括主扇风硐，反风装置，风桥，导风板，调节风窗和风障，另一类是遮断风流的构筑物，包括挡风墙和风门等。III三、计算题（共6题，5小题12分，其余每题10分，共62分）1.某矿井总进风量Q=3000(m3/min)，进风温度t1=+8℃，空气相对湿度φ1=60%，空气密度ρ=1.25(kg/m3)。矿井排风井口气温t2=22℃，相对湿度φ2=80%，求每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量。（注:湿空气干球温度为+8℃，饱和绝对湿度为8.3g/m3；湿空气干球温度为22℃，饱和绝对湿度为19.3g/m3）（10分）解：温度t1=+8℃时，饱和绝对湿度gjb1=8.3（g/m3），绝对湿度gjs1=φ1gjb1=60%×8.3（2分）=4.98（g/m3）（1分）温度t2=+22℃时,饱和绝对湿度gjb2=19.3（g/m3）,绝对湿度gjs2=φ1gjb2=80%×19.3（2分）=15.44（g/m3）（1分）每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量为：3000×24×60×(15.44-4.98)/1000000（3分）=45.18（t）（1分）IV2．某通风管道如下图所示，三个垂直压差计内的液体相同。试判断该通风管道的通风方式，并填涂右面压差计的液面高度差读数。（10分）2题图解：（6分，数字对3分）为抽出式通风。（4分）右侧压差计的液面高度差读数为：16-2=14+-21614+-216V3.如下图所示矿井，把左侧进口封闭后引出一胶管与水柱计连接。若左侧井内空气平均密度ρ1=1.15kg/m3，右侧井内空气平均密度ρ2=1.25kg/m3。试问水柱计哪边水面高？读数是多少？（10分）3题图解：ρ2=1.25kg/m3ρ1=1.15kg/m3，所以水柱计右边水面高。其读数为：gHgHHn1220081.915.120081.925.1=196.2（Pa）4.假若井筒直径D=4m，摩擦阻力系数=0.04N·s2/m4，深度L=325m，通过的风量为3000m3/min，问井筒的风阻有多大？阻力有多大？（10分）解：P=πD=3.14×4=12.56（m），S=πD2/4=3.14×42/4=12.56（m2）2356.1256.1232504.0SLPRf（4分）=0.0824（N·s2/m8）（1分）hf=RfQ2=0.0824×(3000/60)2（4分）=206（Pa）（1分）VI5.某采区通风系统如下图所示，各段巷道的风阻为：R1=0.08N·s2/m8，R2=0.15N·s2/m8，R3=0.18N·s2/m8，R4=0.3N·s2/m8，R5=0.10N·s2/m8，系统总风量Q1=45m3/s，各分支需要风量为Q2=15m3/s，Q3=20m3/s，Q4=10m3/s，若采用扩大巷道断面的降阻调节法，问：（1）应扩大哪条巷道的断面？巷道扩大断面后的风阻应为多少？（8分）（2）调节后该采区通风系统的总阻力为多少？（4分）5题图解：（1）h2=R2Q22=0.15×152（0.5分）=33.75Pa（0.5分）h3=R3Q32=0.18×202（0.5分）=72Pa（0.5分）h4=R4Q42=0.3×102（0.5分）=30Pa（0.5分）因此应扩大2和3巷道的断面，巷道扩大断面后的风阻分别应为：（2.0分）R2=h4/Q22=30/152=2/15（1.0分）=0.133(N·s2/m8)（0.5分）R3=h4/Q32=30/202=3/40（1.0分）=0.075(N·s2/m8)（0.5分）（2）总阻力h=h1+h4+h5=R1Q12+30+R5Q52=0.08×452+30+0.1×452（3.0分）=394.5Pa（1分）Q2,R2Q3,R3Q4,R4Q5,R5Q1,R1VII6.某掘进巷道,采用压入式通风,其胶皮风筒的接头数目n＝12，一个接头的漏风率p1＝0.02，工作面的需风量Q0＝1.51m3/s。问扇风机供风量为多少?（10分）解：02.01211111np（4分）=1.32（1分）51.132.10QQa（4分）=1.99（m3/s）（1分）