矿井通风与防尘复习资料

一、名词解释（4*6=24)1.矿井新鲜空气:正常的地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相同或近似，符合安全卫生标准时，称为矿井新鲜空气。2.矿井污浊空气：当井下空气中混入各种有毒有害气体，含氧量降低，CO2增加，以及粉尘含量增加，这时称为矿井污浊空气。3.绝对湿度：单位体积或单位重量的湿空气中所含水蒸气重量的实际值（g/m3或g/kg）。4.相对湿度：是指湿空气中实际含水蒸气量与同温度下的饱和水蒸气量之比，或实际水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气分压力之比。5.巷道型风流（固定边界流）:是一种有固定边界的风流，如风流在井筒巷道中流动。特点：风流受固定边界的限制而沿风道方向流动。6.硐室型风流（自由风流或射流）:是一种没有固定边界的风流，如风流由风管流入巷道，或风流从巷道流入大断面的硐室。特点：风流的边界不是风道壁，而是空气。7.紊流变形:断面上风速分布不均匀，使炮烟区在移动过程中产生变形，断面上炮烟平均浓度逐渐变化的过程，称为紊流变形。8.紊流扩散：在紊流脉动作用下，硐室风流与周围的空气进行质量交换。在紊流扩散作用下，新鲜空气与炮烟在边界层相互掺杂。9.井巷通风阻力：在通风工程中，空气沿井巷流动时，井巷对风流所呈现的阻力，统称井巷的通风阻力。10.局部阻力:由风流边界的急剧改变（突然扩大或者突然缩小等）所引起的阻力。11.正面阻力:由于风流绕过井巷中某些物体（如风流绕过电机车、矿车等）所引起的阻力。12.自然风压：由于风流流过井巷时与岩石发生了热量交换，以及井下爆破、机械设备等产生的热量，使得进、回风井内的气温出现差异，因而两个井筒底部的空气压力不相等，其压差就是自然风压。13.角联通风网路：是在两并联巷道中间有一条以上的联络巷道，使一侧巷道与另一侧巷道彼此相联所构成的网路。14.对角巷道：起连接作用的巷道称为对角巷道。如BC15.边缘巷道：两支并联巷道称为边缘巷道。如AB、BD、AC、CD16.矿井通风系统：是指向井下各作业地点供给新鲜空气，排出污浊空气的通风网路和通风动力以及通风控制设施等构成的工程体系。17.统一通风：一个矿井构成一个整体的通风系统。18.分区通风：一个矿井划分为若干个独立的通风系统，风流互不干扰，称为分区通风。19.通风构筑物：用来引导风流、遮断风流和控制风量的装置，统称为通风构筑物。通风构筑物可分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，包括主扇风硐、反风装置、风桥、导风板、调节风窗和风幛；另一类是遮断风流的通风构筑物，包括挡风墙和风门等。20.漏风：未经作业地点，而是通过采空区、地表塌陷区以及不严密的通风构筑物的缝隙，直接渗入回风道或直接排入地表的风流。21.有效风流：经进风系统送到各作业地点，清洗烟尘，起到通风作用的风流。22.有效射程：由风筒出口起至风流反向处的距离。23.有效吸程：由风筒吸口起至风流反向处的距离。24.矿井通风的目的：供给矿井新鲜风量，冲淡并排出有毒、有害气体和矿尘，保证井下风qbqpbp521DCBA43(a)EDCBAF(b流质量和数量符合国家安全卫生标准；创造安全、健康的工作环境，防止各种伤害和爆炸事故；保障井下人员身体健康和生命安全，保护国家资源和财产。25.粉尘：矿尘是指矿山产生过程中所产生并能长时间悬浮于空气中的矿石与岩石的微细颗粒，也叫粉尘。26.浮尘：悬浮于空气中的粉尘。27.积尘：已沉降的粉尘叫落尘。28.矿尘浓度：单位体积矿井空气中所含浮尘的数量，mg/m3。29.产尘强度：单位时间进入矿内空气中的矿尘量，mg/s。30.矿尘分散度：指矿尘整体组成中各种粒级尘粒所占的百分比。矿尘分散度是衡量矿尘颗粒大小构成的一个重要指标。31.亲水性矿尘：容易被水湿润的矿尘称为亲水性矿尘。32.疏水性矿尘：不容易被水湿润的矿尘称为疏水性矿尘。33.爆炸性矿尘：有些矿尘（主要是硫化矿尘和煤尘）在空气中达到一定浓度并在外界高温热源作用下能发生爆炸。34.最低排尘风速：5μm以下粉尘对人体的危害性最大，能使这种微细粉尘保持悬浮状态并随风流运动的最低风速。35.最优排尘风速：当风速增加到一定数值时，工作面粉尘浓度降到最低值。粉尘浓度最低值所对应的风速称为最优排尘风速。36.扬尘浓度：当风速超过最优排尘风速后，继续增高风速，原来沉降的粉尘将重新吹起，粉尘浓度再度增高的风速。37.湿式凿岩：就是在凿岩过程中，将压力通过凿岩机送入并充满孔底，以湿润、冲洗和排出产生的粉尘。它是凿岩工作普遍采用的有效防尘措施。二、简答题（8*5=40）1.有毒气体的来源(1)爆破时所产生的炮烟。炸药在井下爆炸后，产生大量的有毒有害气体，如CO,NO2等。(2)柴油机工作时所产生的废气。柴油机工作时所排废气的主要成分时氧化氮，CO、醛类和油烟等。(3)硫化矿物的氧化。在开采高硫矿床时，由于硫化矿物缓慢氧化，产生SO2和H2S气体。(4)井下火灾。井下火灾引起坑木燃烧，产生大量的CO。2.写出能量方程式及其各项的含义式中P1，P2——断面1、2处单位体积流体的压能，表现为静压。221v，2222v——断面1、2处单位体积流体的动能，表现为动压。1m1gz，2m2gz——断面1、2处单位体积风流的位能，其中m1，m2是1、2两断面到基准面之间空气柱的平均密度。1z，2z是1、2两断面距基准面的垂直高度。1122122m21m122221121)2(hgzgzvvpp）（3.扇风机合理工况点应满足的要求工况点：指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η等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数。合理的风机工况点应满足如下两个条件：（1）风扇工作时稳定性好。即预计工况点的风压不应超过曲线驼峰点风压的90%，而且预计工况点更不能落在曲线驼峰点以左—非稳定工作的区段；（2）风扇的工作效率要高，最低不应低于60%。4.串、并联通风网路的基本性质及优缺点（1）串联网路的性质如下:①根据风量平衡定律，在串联网路中，各条巷道的风量相等。②根据风压损失叠加原理，串联通风网路的总风压降为各条巷道风压降之和。③根据阻力定律2iiiQRh，串联网路的总风阻R0等于各条巷道风阻Ri之和。④当矿井风阻用等积孔表示时,R=1.42/A2串联是一种最基本的联结方式，但串联风路有以下缺点：①总风阻大，等积孔小，通风有困难。②串联通风网路中各条巷道的风量是不能调节的。（2）并联通风网路的性质：①根据风量平衡定律，并联网路总风量为各分支风量之和。nQQQQ...210②根据风压平衡定律，并联网路总风压降等于各分支巷道的风压降。h0=h1=h2=hn③根据阻力定律：2iiiQRh,得2210)1...11(1nRRRR④以等积孔表示风阻：RA19.1并联网路较串联网路系统，有如下优点：①总风阻及总阻力较小，并联网路的总风阻比其中任一分支的风阻都小；②各并联分支都有独立的新鲜风流，串联则不然，通风效果好，并能进行风量调节。③当某一分支巷发生火灾时，易于控制。5.主要漏风地点及产生漏风的原因（1）抽出式通风的矿井，在回风系统中，由于压差大，地面风流可通过地表塌陷区或采空区直接漏入回风道（短路漏风）。原因在于设计不合理，过早形成地表塌陷区；在回风道的上部没有保留必要的隔离矿柱，同时由于对地表塌陷区和采空区未及时充填和隔离。（2）压入式通风的矿井，通过井底车场的短路漏风量也很高。原因在于井底车场风门不严密或风门完全失效。（3）作业面分散，废旧巷道不能及时封闭，造成风流浪费。（4）井口密闭、反风装置、井下风门、风桥、挡风墙等通风构筑物不严密。6.简述减少漏风的措施(考）（1）选择合理的矿井通风系统、开采顺序、采矿方法等。对角式通风系统比中央并列式通风系统漏风少；后退式开采顺序对减少漏风和防止风流串联有利；充填采矿法比其他采矿法漏风少；在巷道布置上，主要运输巷道和通风巷道布置在脉外，使其在开采过程中不致过早被破坏。（2）抽出式通风的矿井，应尽量避免过早形成地表塌陷区，已形成塌陷区的矿井，在回风n210Q...QQQnhhhh...210道上部留保护矿柱，并充填采空区或密闭天井口。压入式通风的矿井，注意防止进风井底车场的漏风，在进风井与提升井之间至少要建上两道可靠的自动风门。（3）提高通风构筑物的质量、加强严密性。（4）降低风阻、平衡风压。7.矿井通风系统选择原则（1）矿井通风网路结构合理：集中进、回风线路要短，通风总阻力要小，多阶段同时作业时，主要人行运输巷道和工作点上的污风不串联。（2）内外部漏风少。（3）通风构筑物和风流调节设施及辅扇要少。（4）充分利用一切可用的通风井巷，使专用通风井巷工程量最小。（5）通风动力消耗少，通风费用低。8.矿井热源的概念及其分类（1）概念：能引起矿井气温值升高的环境因素统称为矿井热源。（2）矿井主要热源大致分为以下几类：①地表大气②流体的压缩（或膨胀）③围岩散热④机电设备放热⑤其他热源：氧化放热、热水放热、人员放热、风动工具。9.粉尘防治措施分类（1）减尘措施。矿床注水、改进采掘机械结构及其运行参数、湿式凿岩、水封爆破、添加水炮泥爆破、封闭尘缘及其捕尘罩等减尘措施。（2）降尘措施。干、湿式除尘器除尘以及在各个产尘点喷雾洒水，如放炮喷雾、支架喷雾、装岩洒水、巷道净化水幕等。（3）通风排尘。矿井通风是除尘措施中最根本的措施之一，分为全矿井通风排尘和局部通风排尘两种。（4）个体防护。作业人员配备防尘用具，如防尘面罩、防尘帽、防尘呼吸器等。10.喷雾洒水的作用喷雾洒水是将压力水通过喷雾器(又称喷嘴),在旋转或冲击作用下,使水流雾化成细微的水滴喷射于空气中，它的捕尘作用有:①高速流动的水滴与浮尘碰撞接触后,尘粒被湿润,由于凝聚、增重，尘粒在重力作用下沉。②高速流动的雾体将其周围的含尘空气吸引到雾体内湿润下沉。③将已沉落的尘粒湿润粘结、增重，使之不易二次飞扬。④增加沉积粉尘的水分，预防粉尘爆炸事故的发生。11.影响矿井空气温度的主要因素（1）地面空气温度。地面气温一年四季有周期性变化，甚至一日之内也发生周期性变化，地面空气温度的变化对井下空气的影响极大。（2）空气受压缩和膨胀。当空气沿井筒向下流动时，由于井筒加深，空气受压缩，而放出热量，使空气温度升高；当空气向上流动时，则膨胀吸热，使温度降低。（3）岩石温度的影响。地表以下岩石的温度是变化的，可分为三带：变温带：温度随地表温度而变化；恒温带：不受地表温度的变化影响，而稳定不变。增温带：在恒温带以下，岩石温度随深度的增加而增加。12.风量平衡定律在通风网路中，流进某一节点（或闭合回路）的风量之和等于流出该节点（或闭合回路）的风量之和称为风量平衡定律，即0iQ。13.风压平衡定律在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷道的风压降的代数和等于零，即顺时针的风压降等于逆时针的风压降。有扇风机工作时，各巷道的风压降的代数和等于自然风压与扇风机风压的代数和。14.阻力定律风流在通风网路中流动均遵循阻力定律式：式中hi为巷道的风压降；Ri为巷道的风阻；Qi为通风巷道的风量。三、论述题(20)1.影响自然风压大小和方向的因素（P59)2.矿井风量调节方法（增阻调节、降阻调节法、辅扇调节、空气幕调节）及各自优缺点（1）增阻调节法的实质就是以并联网路中阻力最大的风路的阻力值为基础，在各阻力较小的风路（若不止两条巷道并联）中增加局部阻力，使各条风路的阻力达到平衡。通常采用调节风窗来实现增阻调节。优点：简单易行，见效快，投资低。缺点：增大了矿井总阻力，降低了总风量。（2）降阻调节法的实质是以并联网路中阻力较小风路的阻力值为基础，使阻力较大的风路降低风阻。降低风阻主要是降低摩擦风阻，通常有以下2种方法：扩大巷道断面和降低巷道摩擦阻力系数。优点：使矿井总风阻减小，在扇风机曲线不变的情况下，矿井总风量可以增加。缺点：工程量大，周期长，投资大。（3）辅扇调节的实质是在阻力大的巷道中安设辅扇，其所生成的有效压力等于两并联风路中的阻力差值。分为有风墙的辅扇调节法和无风墙辅扇调节法。优点：无风墙辅扇调节法灵活方便，能降低风阻