通風(fēng)安全學(xué)復(fù)習(xí)以及考題

通 風(fēng) 安 全 學(xué) 期 末 考 試 復(fù) 習(xí) 資 料第一章 礦井空氣礦井通風(fēng)：利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力，使地面空氣進(jìn)入井下，并在井巷中作定向和定量地流動(dòng)，最后排出礦井的全過程稱為礦井通風(fēng)。礦井通風(fēng)目的（作用）：（1）以供給人員的呼吸，（2）稀釋和排除井下有毒有害氣體和粉塵，（3）創(chuàng)造適宜的井下氣候條件。地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。新鮮空氣：井巷中用風(fēng)地點(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣。污濁空氣：通過用風(fēng)地點(diǎn)以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣。礦井空氣中常見有害氣體：一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫、氨氣、氫氣。礦井氣候：礦井空氣的溫度、濕度和流速三個(gè)參數(shù)的綜合作用。這三個(gè)參數(shù)也稱為礦井氣候條件的三要素。人體散熱主要是通過人體皮膚表面與外界的 對(duì)流、輻射和汗液蒸發(fā)這三種基本形式進(jìn)行的。對(duì)流散熱取決于周圍空氣的溫度和流速；輻射散熱主要取決于環(huán)境溫度；蒸發(fā)散熱取決于周圍空氣的相對(duì)濕度和流速。干球溫度是我國(guó)現(xiàn)行的評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)之一。礦井空氣最高容許干球溫度為 28℃。礦井下氧氣的濃度必須在 20%以上。第二章 礦井空氣流動(dòng)基本理論空氣比容：是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積，是密度的倒數(shù)。當(dāng)流體層間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流體內(nèi)部?jī)蓚€(gè)流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力以阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的 黏性。其大小主要取決于溫度。表示空氣濕度的方法： 絕對(duì)濕度、相對(duì)溫度 和含濕量三種。每立方米空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量叫空氣的 絕對(duì)濕度。含有極限值水蒸汽的濕空氣中所含的水蒸汽量叫 飽和濕度。單位體積空氣中實(shí)際含有的水蒸汽量與其同溫度下的飽和水蒸汽含量之比稱為 空氣的相對(duì)濕度。不飽和空氣隨溫度的下降其相對(duì)濕度逐漸增大，冷卻到φ =1時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)。干、濕溫度差愈大，空氣的相對(duì)濕度愈小。含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量稱為 空氣的含濕量。風(fēng)流能量的三種形式：（ 1）靜壓能，（2）位能，（3）動(dòng)能。靜壓特點(diǎn)：無論靜止的空氣還是流動(dòng)的空氣都具有靜壓力；風(fēng)流中任一點(diǎn)的靜壓各向同值，且垂直于作用面；風(fēng)流靜壓的大?。梢杂脙x表測(cè)量）反映了單位體積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。絕對(duì)壓力：以真空為測(cè)算零點(diǎn)，而測(cè)得的壓力稱之為絕對(duì)壓力，用 P表示。相對(duì)壓力：以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)赝瑯?biāo)高的大氣壓力為測(cè)算基準(zhǔn)而測(cè)得的壓力稱之為相對(duì)壓力。風(fēng)流的絕對(duì)壓力（ P）、相對(duì)壓力（h）和與其對(duì)應(yīng)的大氣壓（ P0）三者之間的關(guān)系如下式所示：h=P －P0P與h 比較：Ⅰ、絕對(duì)靜壓總是為正，而相對(duì)靜壓有正負(fù)之分；Ⅱ、同一斷面上各點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)靜壓隨高度的變化而變化， 而相對(duì)靜壓與高度無關(guān)。Ⅲ、P可能大于、等于或小于與該點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓。aP0bha(+P0Pa hb(-Pb真空物體在地球重力場(chǎng)中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一種能量叫 重力位能，注意：Ｉ、位能與靜壓能之間可以互相轉(zhuǎn)化。Ⅱ、在礦井通風(fēng)中把某點(diǎn)的靜壓和位能之和稱之為勢(shì)能。位能的特點(diǎn)：位能是相對(duì)某一基準(zhǔn)面而具有的能量，它隨所選基準(zhǔn)面的變化而變化。但位能差為定值。位能是一種潛在的能量。位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)壓的特點(diǎn)：只有作定向流動(dòng)的空氣才具有動(dòng)壓，因此動(dòng)壓具有方向性。動(dòng)壓總是大于零。在同一流動(dòng)斷面上，由于風(fēng)速分布的不均勻性，各點(diǎn)的風(fēng)速不相等，所以其動(dòng)壓值不等。某斷面動(dòng)壓即為該斷面平均風(fēng)速計(jì)算值。風(fēng)道中任一點(diǎn)風(fēng)流，在其流動(dòng)方向上同時(shí)存在靜壓和動(dòng)壓，兩者之和稱之為該點(diǎn)風(fēng)流的全壓，即：全壓＝靜壓＋動(dòng)壓。由于靜壓有絕對(duì)和相對(duì)之分，故全壓也有絕對(duì)和相對(duì)之分。A、絕對(duì)全壓（Pti） Pti＝Pi＋hviB、相對(duì)全壓（hti）hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi說明：A、相對(duì)全壓有正負(fù)之分；B、無論正壓通風(fēng)還是負(fù)壓通風(fēng)，P＞Pihti＞hi。ti抽出式通風(fēng)（負(fù)壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的相對(duì)全壓恒為負(fù)，對(duì)于抽出式通風(fēng)由于hti 和hi為負(fù)，實(shí)際計(jì)算時(shí)取其絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算?！逷ti and P i ＜Poi hti ＜0 且hti ＞hi ，但|h ti | ＜|hi|實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)樨?fù)壓通風(fēng)風(fēng)流的相對(duì)全壓和相對(duì)靜壓均為負(fù)值， 故在計(jì)算過程中取其絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算。 即：|h ti |=|h i | －h(huán)vi抽出式通風(fēng)的實(shí)質(zhì)是使風(fēng)機(jī)入口風(fēng)流的能量降低，即入口風(fēng)流的絕對(duì)壓力小于風(fēng)機(jī)進(jìn)口的壓力。aPb0壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)坡度線的意義：掌握壓力沿程變化情況；有利于通風(fēng)管理。風(fēng)流入口斷面處的 絕對(duì)全壓等于大氣壓。風(fēng)流出口斷面處的 絕對(duì)靜壓等于大氣壓。絕對(duì)全壓（相對(duì)全壓）沿程是逐漸減小的；絕對(duì)靜壓（相對(duì)靜壓）沿程分布是隨動(dòng)壓的大小變化而變化。通風(fēng)機(jī)的全壓 Ht等于通風(fēng)機(jī)出口全壓與入口全壓之差。無論通風(fēng)機(jī)作何種工作方式，通風(fēng)機(jī)的全壓都是用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失；其中通風(fēng)機(jī)靜壓用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力。通風(fēng)機(jī)用于克服風(fēng)道阻力的那一部分能量叫 通風(fēng)機(jī)的靜壓。相對(duì)靜壓的負(fù)值越大，其擴(kuò)散器回收動(dòng)能的效果越好。第三章 井巷通風(fēng)阻力對(duì)于管道流：Re≤2300 層流， Re＞2300 紊流vK對(duì)于孔隙介質(zhì)流：層流， Re≤0.25；紊流，Re＞2.5；過渡流0.25Re＜Re＜2.5l風(fēng)速分布系數(shù)：斷面上平均風(fēng)速 V與最大風(fēng)速 Vmax的比值稱為風(fēng)速分布系數(shù) (速度場(chǎng)VKV系數(shù))，用Kv表示V：max巷壁愈光滑，Kv值愈大，即斷面上風(fēng)速分布愈均勻。摩擦阻力系數(shù)與支護(hù)形式有關(guān)。8，修正后01.2反映巷道的粗糙程度，kg/m3或N·s2/m4。則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計(jì)算式寫h為f：LU3Q2RfLU3hfRfQ2，所以：SS會(huì)產(chǎn)生局部阻力的地方主要有：井巷斷面發(fā)生變化、方向變化、分岔及匯合的地方。2v12hlS122Q211v11巷道斷面突然擴(kuò)大的局部阻力：S2222S12hlS21v222v2222Q2或S1222S21對(duì)于粗糙度較大的井巷，可進(jìn)行修正，修正后：0.01巷道斷面突然縮?。簐220.51S2對(duì)應(yīng)于小斷面的動(dòng)壓2S1，ξ值可按下式計(jì)算：，考慮粗糙程度的影響時(shí)：10.013突然縮小的局部阻力系數(shù)ξ取決于巷道收縮面積比Ｓ2／Ｓ1。風(fēng)阻R越大，阻力特性曲線越陡。R是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個(gè)指標(biāo)， R越大，礦井通風(fēng)越困難，反之，則較容易。礦井等積孔：作為衡量礦井通風(fēng)難易程度的指標(biāo)。QA1.19A1.19當(dāng)A＞２，容易；A＝１~2，中等；A＜１hRm或Rm困難。降低井巷摩擦阻力措施有：1．減小摩擦阻力系數(shù)α。2．保證有足夠大的井巷斷面。3．選用周長(zhǎng)較小的井巷。4．減少巷道長(zhǎng)度。5．避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中。降低局部阻力措施有：1、應(yīng)盡量避免井巷斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小。2、盡可能避免井巷直角轉(zhuǎn)彎或大于 90°的轉(zhuǎn)彎。3、主要巷道內(nèi)不得隨意停放車輛、堆積木料等。4、要加強(qiáng)礦井總回風(fēng)道的維護(hù)和管理，對(duì)冒頂、片幫和積水處要及時(shí)處理。第四章 礦井通風(fēng)動(dòng)力自然通風(fēng)：由自然因素作用而形成的通風(fēng)。自然風(fēng)壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力位能之差。11nnmimZii自然風(fēng)壓平均密度測(cè)定：ni1Zi1若高差相等：，若高差不等：HNZg(m1m2)所以自然風(fēng)壓為：自然風(fēng)壓的產(chǎn)生： 在一個(gè)有高差的閉合回路中，作用作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力位能之差，就產(chǎn)生了自然風(fēng)壓。自然風(fēng)壓影響因素：1、礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差。 2、空氣成分和濕度。 3、井深。4、主要通風(fēng)機(jī)工作對(duì)自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定影響。礦用通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍可分為三種：1、主要通風(fēng)機(jī)。2、輔助通風(fēng)機(jī)。3、局部通風(fēng)機(jī)。在軸流式風(fēng)機(jī)中： 葉片安裝角越大，風(fēng)流和風(fēng)壓越大。通風(fēng)機(jī)附屬裝置有哪些，各自有什么作用？1、風(fēng)硐。作用：連接風(fēng)機(jī)和井筒。2、擴(kuò)散器。作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機(jī)靜壓。3、防爆門(防爆井蓋)。作用：保護(hù)通風(fēng)機(jī)。4、反風(fēng)裝置。作用：在必要是使井下風(fēng)流反向流動(dòng)。反風(fēng)方法主要有：1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)。2）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng)。3）軸流式風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。4）調(diào)節(jié)動(dòng)葉安裝角反風(fēng)。對(duì)反風(fēng)裝置的要求：定期進(jìn)行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動(dòng)作靈敏可靠，能在 10min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向；結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，漏風(fēng)少；反風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的 40%；每年至少進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)。風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)示值含義： 其值得變化反映風(fēng)道線路中阻力的變化和礦井通風(fēng)靜壓的變化。個(gè)體特性曲線：不斷改變R，得到許多組 Q、H、N、η參數(shù)。以Q為橫坐標(biāo)，分別以H、N、η為縱坐標(biāo)，將同名的點(diǎn)用光滑的曲線相連，即得到通風(fēng)機(jī)在該轉(zhuǎn)速條件下的個(gè)體特性曲線。通風(fēng)機(jī)裝置：把外接擴(kuò)散器看作通風(fēng)機(jī)的組成部分，總稱之為通風(fēng)機(jī)裝置。軸流式通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的特點(diǎn)：（1）軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。駝峰區(qū)隨葉片安裝角的增大而增大。2）駝峰點(diǎn)Ｄ以右的特性曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定工作段；3）點(diǎn)Ｄ以左是不穩(wěn)定工作段，產(chǎn)生所謂喘振（或飛動(dòng)）現(xiàn)象；4）軸流式風(fēng)機(jī)的葉片裝置角不太大時(shí)，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，功率隨Ｑ增加而減小。風(fēng)機(jī)開啟方式：軸流式風(fēng)機(jī)應(yīng)在風(fēng)阻最小（閘門全開）時(shí)啟動(dòng)，以減少啟動(dòng)負(fù)荷。說明：軸流式風(fēng)機(jī)給出的大多是靜壓特性曲線離心式通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線的特點(diǎn)：1）離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線駝峰不明顯，且隨葉片后傾角度增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線工作段較軸流式風(fēng)機(jī)平緩；2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的變化時(shí)，其風(fēng)量變化比軸流式風(fēng)機(jī)要大。3）離心式風(fēng)機(jī)的軸功率Ｎ隨Ｑ增加而增大，只有在接近風(fēng)流短路時(shí)功率才略有下降。風(fēng)機(jī)開啟方式：離心式風(fēng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉，待其達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。說明：（1）離心式風(fēng)機(jī)大多是全壓特性曲線。（2）當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過大時(shí)，常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。工況點(diǎn)：風(fēng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風(fēng)阻條件下運(yùn)行的工作參數(shù)。通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的合理工作范圍：1、從經(jīng)濟(jì)角度，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率不低于 60％。2、從安全角度，工況點(diǎn)必須位于駝峰點(diǎn)右側(cè)，單調(diào)下降的直線段。3、實(shí)際工作風(fēng)壓不得超過最高風(fēng)壓的 90％。4、風(fēng)機(jī)的動(dòng)輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速。工點(diǎn)調(diào)節(jié)方法主要有：1、改變風(fēng)阻特性曲線。主要包括：１）增風(fēng)調(diào)節(jié)。２）減風(fēng)調(diào)節(jié)。2、改變風(fēng)機(jī)特性曲線。主要包括：１）軸流風(fēng)機(jī)可采用改變?nèi)~片安裝角度達(dá)到增減風(fēng)量的目的。２）裝有前導(dǎo)器的離心式風(fēng)機(jī)，可以改變前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。３）改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。繪制串、并聯(lián)風(fēng)壓特性曲線？課本上 P75中介紹。第五章 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量分配與調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖： 是映礦井通風(fēng)系統(tǒng)中各要素間的相互關(guān)系及通風(fēng)參數(shù)的圖紙。用圖論的方法對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行抽象描述，把通風(fēng)系統(tǒng)變成一個(gè)由線、點(diǎn)及其屬性組成的系統(tǒng)，稱為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖：用直觀的幾何圖形來表示通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。圖論術(shù)語有：1. 分支（邊、?。?。2. 節(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)、頂點(diǎn)）。3. 路（通路、道路）?；芈贰?、樹。6.割集。手工繪制網(wǎng)絡(luò)圖的步驟： (1) 節(jié)點(diǎn)編號(hào)。(2) 繪制草圖。(3) 圖形整理。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖的繪制原則：用風(fēng)地點(diǎn)并排布置在網(wǎng)絡(luò)圖中部，進(jìn)風(fēng)節(jié)點(diǎn)位于其下邊；回風(fēng)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)圖的上部，風(fēng)機(jī)出口節(jié)點(diǎn)在最上部；分支方向基本都應(yīng)由下至上；分支間的交叉盡可能少；網(wǎng)絡(luò)圖總的形狀基本為“橢圓”形。節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間具有一定的距離。風(fēng)量平衡定律：指在穩(wěn)態(tài)通風(fēng)條件下，單位時(shí)間流入某節(jié)點(diǎn)的空氣質(zhì)量等于流出該Mi 0節(jié)點(diǎn)的空氣質(zhì)量。即 ：能量平衡定律：指在任一閉合回路中，各分支的通風(fēng)阻力代數(shù)和等于該回路中自然hRi 0風(fēng)壓與通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓的代數(shù)和。即 ：當(dāng)風(fēng)路中無壓源或自然風(fēng)壓時(shí)： ，風(fēng)Hf HNhR1hR2hR3hR4hR5路中有壓源或自然風(fēng)壓時(shí)：串聯(lián)風(fēng)路特性：1、總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量。2、壓（阻力）等于各分支風(fēng)壓（阻力）之和。3、總風(fēng)阻等于各分支風(fēng)阻之和。1As1114、串聯(lián)風(fēng)路等積孔與各分支等積孔間的關(guān)系：A12A22An2并聯(lián)風(fēng)路特性：1、總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和。2、總風(fēng)壓等于各分支風(fēng)壓。RshsQs2123、并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻與各分支風(fēng)阻的關(guān)系：111R1R2Rn4、并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)等積孔等于各分支等積孔之和。Qi：RsQS5、并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的風(fēng)量分配Ri串聯(lián)風(fēng)路與并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的比較：1、并聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)：１）從提高工作地點(diǎn)的空氣質(zhì)量及安全性出發(fā)，采用并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。２）在同樣的分支風(fēng)阻條件下，分支并聯(lián)時(shí)的總風(fēng)阻小于串聯(lián)時(shí)的總風(fēng)阻。在相同風(fēng)量情況下，串聯(lián)的能耗為并聯(lián)的 8 倍。風(fēng)網(wǎng)內(nèi)某分支增阻時(shí)，增阻分支風(fēng)量減小值比其并聯(lián)分支風(fēng)量增加值大；某分支減阻時(shí)，減阻分支風(fēng)量增加值比其并聯(lián)分支風(fēng)量減小值大。對(duì)風(fēng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)特性曲線：當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時(shí)，該分支的風(fēng)量減小、風(fēng)壓增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時(shí)，該分支的風(fēng)量增大、風(fēng)壓降低。當(dāng)某分支風(fēng)阻增大時(shí)，包含該分支的所有通路上的其它分支的風(fēng)量減小，風(fēng)壓亦減小；與該分支并聯(lián)的通路上的分支的風(fēng)量增大，風(fēng)壓亦增大；當(dāng)風(fēng)阻減小時(shí)與此相反對(duì)于一進(jìn)一出的子網(wǎng)絡(luò)，若外部分支調(diào)阻引起其流入（流出）風(fēng)量變化，其內(nèi)部各分支的風(fēng)量變化趨勢(shì)相同。礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法有： 1）改變主要通風(fēng)機(jī)工作特性。 2）改變礦井總風(fēng)阻。局部風(fēng)量調(diào)節(jié)方法： 增阻法、減阻法及輔助通風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)法。增阻調(diào)節(jié)法的主要措施：(1)調(diào)節(jié)風(fēng)窗(2)臨時(shí)風(fēng)簾(3)空氣幕調(diào)節(jié)裝置等。增阻調(diào)節(jié)法是一種耗能調(diào)節(jié)法，會(huì)使整個(gè)礦井的總風(fēng)量減少，是由于其風(fēng)量增加的巷道的增量沒有風(fēng)量減小的巷道的減小量還小。為了使風(fēng)量不變，則調(diào)節(jié)風(fēng)阻特性曲線。增阻調(diào)節(jié)的分析：增阻調(diào)節(jié)使風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻增加，在一定條件下可能達(dá)不到風(fēng)量調(diào)節(jié)的預(yù)期效果?？傦L(fēng)量的減少值與主要通風(fēng)機(jī)性能曲線的陡緩有關(guān)。增阻調(diào)節(jié)有一定的范圍，超出這范圍可能達(dá)不到調(diào)節(jié)的目的。增阻調(diào)節(jié)的使用條件：增阻分支風(fēng)量有富裕。增阻調(diào)節(jié)法的優(yōu)缺點(diǎn)與適用條件：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)便、易行、見效快。缺點(diǎn)：使礦井的總風(fēng)阻增加，總風(fēng)量減少。第六章 局部通風(fēng)利用局部通風(fēng)機(jī)做動(dòng)力，通過風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)的通風(fēng)方法稱為 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。利用局部通風(fēng)機(jī)或主要通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓對(duì)井下獨(dú)頭巷道進(jìn)行通風(fēng)的方法稱為 局部通風(fēng)向井下局部地點(diǎn)進(jìn)行通風(fēng)的方法，按通風(fēng)動(dòng)力形式不同，可分為 局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)、礦井全風(fēng)壓通風(fēng)和引射器通風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)其工作方式分為 壓入式、抽出式和混合式三種。壓入式通風(fēng)的技術(shù)要求：（１）Ｑ局＜Ｑ巷，避免產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)；（２）局扇入口與掘進(jìn)巷道距離大于 10m；（３）風(fēng)筒出口至工作面距離小于 Ls。壓入式通風(fēng)的技術(shù)特點(diǎn)：（１）局扇及電器設(shè)備布置在新鮮風(fēng)流中；（２）有效射程遠(yuǎn)，工作面風(fēng)速大，排煙效果好；（３）可使用柔性風(fēng)筒，使用方便；（４）由于Ｐ內(nèi)＞Ｐ外，風(fēng)筒漏風(fēng)對(duì)巷道排污有一定作用。從風(fēng)筒出口至射流反向的最遠(yuǎn)距離稱 有效射程。有效吸程：風(fēng)筒吸口吸入空氣的作用范圍。抽出式通風(fēng)的特點(diǎn)：（１）新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，勞動(dòng)條件好；（２）污風(fēng)通過風(fēng)機(jī)；（３）有效吸程小，延長(zhǎng)通風(fēng)時(shí)間，排煙效果不好；（４）不能使用柔性風(fēng)筒。壓入式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：1）安全性好；2）壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，提高散熱效果； 3）掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向遠(yuǎn)離工作面方向排走； 4）風(fēng)筒成本低、重量輕，便于運(yùn)輸。壓入式通風(fēng)的缺點(diǎn)：污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長(zhǎng)，排污風(fēng)速度越慢，受污染時(shí)間越久。抽出式通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好。抽出式通風(fēng)的缺點(diǎn)：1）安全性較差；2）抽出式風(fēng)量小，工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長(zhǎng)、速度慢； 3）風(fēng)筒成本高，重量大，運(yùn)輸不便。適用條件：壓入式通風(fēng)：以排瓦斯為主的煤巷或半煤巖巷。 抽出式通風(fēng)：以排塵為主的井筒或巖巷掘進(jìn)。炮煙拋擲長(zhǎng)度：是指掘進(jìn)工作面爆破后，炮煙充滿巷道的最遠(yuǎn)距離。稀釋安全長(zhǎng)度：當(dāng)炮煙排到一定距離后，其平均濃度已降到安全濃度一下的長(zhǎng)度?；旌鲜酵L(fēng)的主要特點(diǎn)：a、混合式通風(fēng)是大斷面長(zhǎng)距離巖巷掘進(jìn)通風(fēng)的較好方式。b、主要缺點(diǎn)是降低了壓入式與抽出式兩列風(fēng)筒重疊段巷道內(nèi)的風(fēng)量。當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)的吸入風(fēng)量大于全風(fēng)壓供給設(shè)置通風(fēng)機(jī)巷道的風(fēng)量時(shí)，則部分由局部用風(fēng)地點(diǎn)排出的污濁風(fēng)流，會(huì)再次經(jīng)局部通風(fēng)機(jī)送往用風(fēng)地點(diǎn)，故稱其為 循環(huán)風(fēng)。礦井全風(fēng)壓通風(fēng)的措施： 1）風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)；2）平行巷道導(dǎo)風(fēng)； 3）鉆孔導(dǎo)風(fēng)；4）風(fēng)幛導(dǎo)風(fēng)。風(fēng)筒的基本要求是： 漏風(fēng)小、風(fēng)阻小、重量輕、拆裝簡(jiǎn)便。風(fēng)筒按其材料力學(xué)性質(zhì)可分為 剛性和柔性兩種。風(fēng)筒漏風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為風(fēng)筒 漏風(fēng)率。掘進(jìn)工作面風(fēng)量占局部通風(fēng)機(jī)工作風(fēng)量的百分?jǐn)?shù)稱為 有效風(fēng)量率。風(fēng)筒有效風(fēng)量率的倒數(shù)稱為 風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)。掘進(jìn)通風(fēng)安全技術(shù)裝備系列化包括哪些內(nèi)容？有何安全作用？?jī)?nèi)容：1、保證局部通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。其主要包括：（ 1）雙風(fēng)機(jī)、雙電源、自動(dòng)換機(jī)和風(fēng)筒自動(dòng)倒風(fēng)裝置；（

2）“三專二閉鎖”裝置；（

3）局部通風(fēng)機(jī)遙訊裝置；（

4）積極推行使用局部通風(fēng)機(jī)消聲裝置；

2、加強(qiáng)瓦斯檢查和監(jiān)測(cè)；3、綜合防塵措施；

4、防火防爆安全措施；

5、隔爆與自救措施。作用：1、降低噪音；

2、使通風(fēng)機(jī)更加安全可靠；

3、提供礦井防災(zāi)和抗災(zāi)能力；

4、降低礦塵瓦斯；

5、改善工作面的工作環(huán)境；

6、提供安全性。第七章 礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)與能力核定礦井通風(fēng)系統(tǒng)：是向礦井各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的進(jìn)、回風(fēng)井的布置方式，主要通風(fēng)機(jī)的工作方法，通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)控制設(shè)施的總稱。按進(jìn)、回風(fēng)井在井田內(nèi)的位置不同，通風(fēng)系統(tǒng)可分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式及混合式。主要通風(fēng)機(jī)的工作方式有三種： 抽出式、壓入式、壓抽混合式抽出式：整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力提高，比較安全。壓入式：在壓入式主要通風(fēng)機(jī)作用下，整個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)處在高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng)流的壓力降低。壓入式通風(fēng)時(shí)通風(fēng)構(gòu)筑物多，通風(fēng)管理困難，漏風(fēng)較大。壓抽混合式：通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)部分處于正壓，回風(fēng)部分處于負(fù)壓，工作面大致處于中間，其正壓或負(fù)壓均不大，采空區(qū)通連地表的漏風(fēng)因而較小。其缺點(diǎn)是使用的通風(fēng)機(jī)設(shè)備多，管理復(fù)雜。采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)：是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要組成單元，包括：采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)巷道組成的風(fēng)路連接形式及采區(qū)內(nèi)的風(fēng)流控制設(shè)施。上行風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、利于帶走瓦斯，在正常風(fēng)速下，瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的可能性較小。2、采用上行風(fēng)時(shí)，工作面運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好。3、工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，采用上行風(fēng)在起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。4、除淺礦井的夏季之外， 采用上行風(fēng)時(shí)，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相同，對(duì)通風(fēng)有利。上行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是：1、上行風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反， 易引起煤塵飛揚(yáng)，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大。2、煤炭運(yùn)輸過程中放出的瓦斯進(jìn)入工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流瓦斯?jié)舛壬撸绊懥斯ぷ髅嫘l(wèi)生條件。3、采用上行風(fēng)時(shí)，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長(zhǎng)， 且上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。下行風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1、采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬?duì)較小些。2、采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較小。3、下行風(fēng)流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。下行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是：1、運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性較差。2、下行風(fēng)在起火地點(diǎn)引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些。3、除淺礦井的夏季之外， 采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相反，降低了礦井通風(fēng)能力，而且一旦主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)(或逆轉(zhuǎn))的可能。通風(fēng)構(gòu)筑物分為兩大類：一類是通過風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板和調(diào)節(jié)風(fēng)窗；另一類是隔斷風(fēng)流的通風(fēng)構(gòu)筑物，如井口密閉、擋風(fēng)墻、風(fēng)簾和風(fēng)門等。有效風(fēng)量：礦井中流至各用風(fēng)地點(diǎn)，起到通風(fēng)作用的風(fēng)量。漏風(fēng)：未經(jīng)用風(fēng)地點(diǎn)而經(jīng)過采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風(fēng)構(gòu)筑物和煤柱裂隙等通道直接流（滲）入回風(fēng)道或排出地表的風(fēng)量。外部漏風(fēng)：泛指地表附近如箕斗井井口，地面主通風(fēng)機(jī)附近的漏風(fēng)。礦井有效風(fēng)量率： 是指礦井有效風(fēng)量與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井有效風(fēng)量率不低于85%.。礦井主要通風(fēng)機(jī)裝置外部漏風(fēng)率無提升設(shè)備時(shí)不得超過5％，有提升設(shè)備時(shí)不得超過15％。減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量的措施：應(yīng)增加地面主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐、反風(fēng)道及附近的風(fēng)門的氣密性，以減少漏風(fēng)。通風(fēng)困難時(shí)期：是指通風(fēng)線路阻力相對(duì)較大的時(shí)期?！兜V井通風(fēng)安全學(xué)》考試試卷 (A卷)參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、簡(jiǎn)述題(每題3分，共18分)1、CO有哪些性質(zhì)？礦井空氣中 CO的主要來源？答：CO是一種無色、無味的、無臭的氣體，相對(duì)密度為 0.97，微溶于水，能與空氣均勻地混合。 CO能燃燒，當(dāng)空氣中 CO濃度在13%~75%有爆炸的危險(xiǎn)。CO進(jìn)入人體后，首先與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會(huì)，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。礦井空氣中 CO的主要來源：井下爆破；礦井火災(zāi)；煤炭自燃以及煤塵、瓦斯爆炸事故等。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 各1.5分2、簡(jiǎn)要說明決定礦井通風(fēng)阻力大小的因素有哪些？答：摩擦阻力系數(shù) α；井巷斷面；井巷周長(zhǎng)；巷道長(zhǎng)度；巷道內(nèi)風(fēng)量是否過于集中、避免巷道突然擴(kuò)大或縮小、直角拐彎等因素。 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：3分，1個(gè)0.5分。3、礦井局部風(fēng)量調(diào)節(jié)的方法有哪些？答：(1) 增阻調(diào)節(jié)法減阻調(diào)節(jié)法(3) 增能調(diào)節(jié)法 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 3分，1個(gè)1分。4、簡(jiǎn)述礦井通風(fēng)系統(tǒng)的類型及其適用條件？答：通風(fēng)系統(tǒng)可以分為中央式、對(duì)角式、區(qū)域式及混合式。中央式分為中央并列式和中央邊界式。中央并列式適用條件：適用于煤層傾角大，埋藏深，井田走向長(zhǎng)度小于 4KM，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴(yán)重的礦井。中央邊界式適用條件：適用于煤層傾角較小，埋藏較淺，井田走向長(zhǎng)度不大，瓦斯與自然發(fā)火比較嚴(yán)重的礦井。對(duì)角式分為兩翼對(duì)角式和分區(qū)對(duì)角式。兩翼對(duì)角式適用條件： 煤層走向大于 4KM，井型較大，瓦斯與自然發(fā)火嚴(yán)重的礦井；或低瓦斯礦井，煤層走向較長(zhǎng)，產(chǎn)量較大的礦井。分區(qū)對(duì)角式適用條件：煤層埋藏淺，或因地表高低起伏較大，無法開掘總回風(fēng)巷。區(qū)域式適用條件：井田面積大、儲(chǔ)量豐富或瓦斯含量大的大型礦井?；旌鲜竭m用條件：井田范圍大，地質(zhì)和地面地形復(fù)雜；或產(chǎn)量大，瓦斯涌出量大的礦井。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 前兩種方式及其適用條件每個(gè) 1分，后邊兩種方式及其條件每個(gè)0.5分5、影響礦井瓦斯涌出的因素有哪些？答：影響礦井瓦斯涌出的因素如下：自然因素：①煤層和圍巖的瓦斯含量；②地面大氣壓變化開采技術(shù)因素：①開采規(guī)模；②開采順序與回采方法；③生產(chǎn)工藝；④風(fēng)量變化；⑤采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)；⑥采空區(qū)的密閉質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：兩種因素每個(gè)1.5分6、煤炭自燃要具備哪些條件？答：煤炭自燃的必要充分條件是：有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)。有較好的蓄熱條件。(3)有適量的通風(fēng)供氧，通風(fēng)是維持較高氧濃度的必要條件，是保證氧化反應(yīng)自動(dòng)加速的前提；實(shí)驗(yàn)表明，氧濃度〉 15％時(shí)，煤炭氧化方可較快進(jìn)行。上述三個(gè)條件共存的時(shí)間大于煤的自燃發(fā)火期。上述四個(gè)條件缺一不可，前三個(gè)條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個(gè)條件是充分條件。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1、2、3、4指標(biāo)各0.5分，最后一句話 1分。二、計(jì)算題(1題15分、2題20分，3題15分、共50分)1、(15分) 用精密氣壓計(jì)測(cè)得 A、B管道外的大氣壓力為 101325Pa，1號(hào)水柱計(jì)hs=1764Pa，4號(hào)水柱計(jì)讀數(shù)hs=1666Pa，速壓為196Pa，請(qǐng)問：判斷A、B兩管道的通風(fēng)方式，標(biāo)出風(fēng)機(jī)位置、風(fēng)流方向、皮托管正、負(fù)端；判斷各水柱計(jì)測(cè)得是何壓力？未知的水柱計(jì)讀數(shù)，并在圖中標(biāo)出各液面的位置？求A、B管道內(nèi)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓？圖1答：A管道的通風(fēng)方式為抽出式通風(fēng)(1分)；B管道的通風(fēng)方式為壓入式通風(fēng)(1分)。A、B管道的風(fēng)機(jī)位置(1分)、風(fēng)流方向(1分)、皮托管正、負(fù)端(1分)、各液面的位置(2分)如圖所示：(2)1管測(cè)量的是相對(duì)靜壓；2管測(cè)量的是動(dòng)壓；3管測(cè)量的是相對(duì)全壓；4管測(cè)量的是相對(duì)靜壓；5管測(cè)量的是動(dòng)壓；6管測(cè)量的是相對(duì)全壓。(每個(gè)0.5分)由|hti||hi|hvi得2管水柱計(jì)讀數(shù)為196Pa；3管水柱計(jì)讀數(shù)為1568Pa；(1.5分)5管水柱計(jì)讀數(shù)為196Pa；6管水柱計(jì)讀數(shù)為1862Pa。(1.5分)(3)A管道內(nèi)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓PiPoihi101325176499561Pa(1分)B管道內(nèi)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓PiPoihi1013251666102991Pa(1分)2、(20分)某抽出式通風(fēng)礦井如圖2所示，進(jìn)風(fēng)井口標(biāo)高為+90m，出風(fēng)井口標(biāo)3高為+175m，兩井筒井底標(biāo)高同為-450m。地面空氣平均密度ρ0=1.11Kg/m，進(jìn)風(fēng)井空氣平均密度ρ12=1.19Kg/m3，回風(fēng)井空氣平均密度ρ 34=1.23Kg/m3，風(fēng)峒中斷面 4空氣的密度3。風(fēng)峒斷面積2，通過的風(fēng)量3，通風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)的讀數(shù)為ρ4=1.21Kg/m9.6m137m/s2870Pa。求：礦井自然風(fēng)壓HN。說明是幫助還是阻礙主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)？礦井的通風(fēng)阻力hR14礦井等級(jí)孔通風(fēng)機(jī)的靜壓Hs；設(shè)擴(kuò)散器阻力HRd=25Pa，擴(kuò)散器出口動(dòng)壓Hvd=47Pa，通風(fēng)機(jī)的全壓Ht是多少？主要通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率。答：礦井自然風(fēng)壓(4分，計(jì)算公式正確3.5分,說明幫助還是阻礙通風(fēng)0.5分)由計(jì)算得知，HN阻礙通風(fēng)。礦井通風(fēng)阻力2Hsh414v42287011.211372746.79Pa(2.5分)229.6礦井的通風(fēng)阻力hR14HNHS311.642746.792435.15Pa(2.5分)礦井的等積孔(3.5分)通風(fēng)機(jī)全壓(3.5分)主要通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率(4分)3、(15分)某礦通風(fēng)系統(tǒng)如圖 3所示，各進(jìn)風(fēng)井口標(biāo)高相同，每條井巷的風(fēng)阻分別28。礦井進(jìn)風(fēng)量為3。為，R1=0.33，R2=0.2，R3=0.1，R4=0.12，R5=0.1，單位為Ns/m100m/s計(jì)算：、畫出礦井的網(wǎng)絡(luò)圖。、每條風(fēng)路的自然分配風(fēng)量；、礦井的總風(fēng)阻。圖3答：(1) 礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖如圖 4所示(4分)圖4(2)由題意得并聯(lián)風(fēng)路R、R的風(fēng)阻值R2310.03428123()R3R2支路4與并聯(lián)風(fēng)路23串聯(lián)，所以其風(fēng)阻值為R左R4R230.120.0340.154N2s/m8左邊支路與之路1構(gòu)成并聯(lián)風(fēng)路，并聯(lián)風(fēng)路的風(fēng)阻值R左11128分)1111=0.054Ns/m(4()2()2R左R10.1540.33支路1的風(fēng)量Q1R左1Q0.05440.59m3/s(1.0分)R1Q0.33左邊支路的風(fēng)量Q左=100-40.59=59.41m3/s，即Q4＝59.41m3/s(1.0分)支路2的風(fēng)量Q2R23Q左0.034Q左24.50m3/s(1.0分)R20.23左-Q23(1.0分)支路3的風(fēng)量Q=Q=59.41-24.50＝34.91m/s支路5的風(fēng)量Q5＝100m3/s(1.0分)(3)礦井的總風(fēng)阻RsR左1R50.0540.10.154N2s/m8(2分)三、論述題(1題6分，2題8分，3題8分、4題10分，共32分)1、比較掘進(jìn)工作面壓入式和抽出式通風(fēng)方式的優(yōu)、缺點(diǎn)？答：1)壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局部通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時(shí)，含瓦斯的污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)，若局部通風(fēng)機(jī)不具備防爆性能，則非常危險(xiǎn)； (1.5分)壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風(fēng)速較大而提高散熱效果；抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之內(nèi)。與壓入式通風(fēng)相比，抽出式風(fēng)量小，工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長(zhǎng)、速度慢；(1.5分)3) 壓入式通風(fēng)時(shí)，掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向遠(yuǎn)離工作面方向排走，而用抽出式通風(fēng)時(shí) ,巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流向工作面，安全性較差； (1分)抽出式通風(fēng)時(shí)，新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)向工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動(dòng)環(huán)境好；而壓入式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，當(dāng)掘進(jìn)巷道越長(zhǎng)，排污風(fēng)速度越慢，受污染時(shí)間越久；(1分)壓入式通風(fēng)可用柔性風(fēng)筒，其成本低、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便。(1分)2、煤塵爆炸的條件，特征？瓦斯、煤塵爆炸有何不同？答：煤塵爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件： 煤塵本身具有爆炸性； 煤塵必須懸浮于空氣中，并達(dá)到一定的濃度；存在能引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩础?(3個(gè)條件每個(gè) 1分)煤塵的爆炸性煤塵具有爆炸性是煤塵爆炸的必要條件。煤塵爆炸危險(xiǎn)性必須經(jīng)過試驗(yàn)確定。懸浮煤塵的濃度井下空氣中只有懸浮的煤塵達(dá)到一定濃度時(shí)， 才可能引起爆炸，單位體積中能夠發(fā)生煤塵爆炸的最低和最高煤塵量稱為下限和上限濃度。低于下限濃度或高于上限濃度的煤塵都不會(huì)發(fā)生爆炸。煤塵爆炸的濃度范圍與煤的成分、粒度、引火源的種類和溫度及試驗(yàn)條件等有關(guān)。一般說來，煤塵爆炸的下限濃度為 30～50g/m3，上限濃度為1000～2000g/m3。其中爆炸力最強(qiáng)的濃度范圍為 300～500g/m3。引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩疵簤m的引燃溫度變化范圍較大， 它隨著煤塵性質(zhì)、濃度及試驗(yàn)條件的不同而變化。我國(guó)煤塵爆炸的引燃溫度在 610～1050℃之間，一般為 700～800℃。煤塵爆炸的最小點(diǎn)火能為 4.5～40mj。這樣的溫度條件，幾乎一切火源均可達(dá)到，特征：形成高溫、高壓、沖擊波煤塵爆炸火焰溫度為1600～1900℃，爆源的溫度達(dá)到2000℃以上，這是煤塵爆炸得以自動(dòng)傳播的條件之一。 在礦井條件下煤塵爆炸的平均理論壓力為 736ＫPa，但爆炸壓力隨著離開爆源距離的延長(zhǎng)而跳躍式增大。爆炸過程中如遇障礙物，壓力將進(jìn)一步增加，尤其是連續(xù)爆炸時(shí)，后一次爆炸的理論壓力將是前一次的 5～7倍。煤塵爆炸產(chǎn)生的火焰速度可達(dá) 1120m/ｓ，沖擊波速度為2340m/ｓ。(1分)煤塵爆炸具有連續(xù)性(0.5分)煤塵爆炸的感應(yīng)期煤塵爆炸也有一個(gè)感應(yīng)期，即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃?xì)怏w形成爆炸所需的時(shí)間。根據(jù)試驗(yàn)，煤塵爆炸的感應(yīng)期主要決定于煤的揮發(fā)分含量，一般為 40～280mｓ，揮發(fā)分越高，感應(yīng)期越短。 (1分)揮發(fā)分減少或形成“粘焦”煤塵爆炸時(shí)，參與反應(yīng)的揮發(fā)分約占煤塵揮發(fā)分含量的40%～70％，致使煤塵揮發(fā)分減少。(1分)產(chǎn)生大量的CO煤塵爆炸時(shí)產(chǎn)生的CO，在災(zāi)區(qū)氣體中的濃度可達(dá)2％～3％，甚至高達(dá) 8％左右。爆炸事故中受害者的大多數(shù) (70%～80％)是由于CO中毒造成的。(1分)不同：看是否形成“粘焦”現(xiàn)象，可以判斷煤塵是否參與了井下的爆炸。 (0.5分)3、均壓防火的實(shí)質(zhì)是什么？試述利用風(fēng)壓調(diào)節(jié)法防火的具體措施？答：均壓防滅火的實(shí)質(zhì)是利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)壓設(shè)施，改變漏風(fēng)區(qū)域的壓力分布，降低漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的目的。 (4分)具體措施：調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓；風(fēng)機(jī)調(diào)壓；風(fēng)窗 -風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓；調(diào)壓氣室 -連通管調(diào)壓。(4分)、試述瓦斯爆炸的過程及其危害？瓦斯爆炸的基本條件？防止采煤工作面上隅角瓦斯積聚的主要措施？答：瓦斯爆炸的過程：瓦斯爆炸是一定濃度的甲烷和空氣中的氧氣在高溫?zé)嵩吹淖饔孟掳l(fā)生激烈氧化反應(yīng)的過程。最終的化學(xué)反應(yīng)式為：CH4+2O=CO2+2HO如果O2不足，反應(yīng)的最終式為： CH4+O2=CO+H2+H2O礦井瓦斯爆炸是一種熱－鏈反應(yīng)過程 (也稱連鎖反應(yīng))。(1分)礦內(nèi)瓦斯爆炸的危害是：高溫、沖擊波和有害氣體。(3分)瓦斯爆炸的三個(gè)基本條件：瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶鷥?nèi)，瓦斯在空氣中的爆炸下限為 5～6％，上限為14～16％；氧氣濃度大于12%；高于最低點(diǎn)燃能量的熱源存在的時(shí)間大于瓦斯的引火感應(yīng)期。(3分)防止采煤工作面上隅角瓦斯積聚的主要措施：①迫使一部份風(fēng)流流經(jīng)工作面上隅角，將該處積存的瓦斯沖淡排出。②全負(fù)壓引排法。③上隅角排放瓦斯。 (3分)山東科技大學(xué) 2007—2008學(xué)年第一學(xué)期《礦井通風(fēng)安全學(xué)》考試試卷 (B卷)參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、簡(jiǎn)述題(每題3分，共18分)1、造成礦井空氣中氧濃度減少的主要原因是什么？《煤礦安全規(guī)程》對(duì)礦井采掘工作進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度有何規(guī)定？答：造成礦井空氣中氧濃度減少的主要原因是：人員呼吸；煤巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤塵爆炸。此外，煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體，也使空氣中的氧濃度相對(duì)降低。（2分)《煤礦安全規(guī)程》對(duì)礦井采掘工作進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度有如下規(guī)定：采掘工作面進(jìn)風(fēng)流的氧氣濃度不得低于 20%。（1分)2、抽出式通風(fēng)礦井的主要通風(fēng)機(jī)為什么要外接擴(kuò)散器？擴(kuò)散器安裝有效的條件是什么？答：安裝擴(kuò)散器回收動(dòng)能 （1分)。就是在風(fēng)流出口加設(shè)一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道，使得出口風(fēng)速變小，從而達(dá)到減小流入大氣的風(fēng)流動(dòng)能。擴(kuò)散器安設(shè)的是否有效，可用回收的動(dòng)能值(hv)與擴(kuò)散器自身的通風(fēng)阻力 (hRd)相比較來確定，即：hv=hvex－h(huán)vex’

hRd

有效；

hv=hvex－h(huán)vex’<hRd

無效（2分)3、簡(jiǎn)述降低礦井井巷摩擦阻力的措施？答：①減小摩擦阻力系數(shù)α。②保證有足夠大的井巷斷面。在其它參數(shù)不變時(shí)，井巷斷面擴(kuò)大33%，Rf值可減少50%。③選用周長(zhǎng)較小的井巷。在井巷斷面相同的條件下，圓形斷面的周長(zhǎng)最小，拱形斷面次之，矩形、梯形斷面的周長(zhǎng)較大。④減少巷道長(zhǎng)度。⑤避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中。（前四條每個(gè) 0.5分，最后一個(gè) 1分)4、礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)的方法有哪些？答：①改變主通風(fēng)機(jī)工作特性；②改變礦井總風(fēng)阻值，包括風(fēng)硐閘門調(diào)節(jié)法、降低礦井總風(fēng)阻。 （每個(gè)1分)5、掘進(jìn)通風(fēng)安全裝備系列化包括哪些內(nèi)容 ?并有何安全作用?答：①保證局部通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)；②加強(qiáng)瓦斯檢查和監(jiān)測(cè)；③綜合防塵措施；④防火防爆安全措施；⑤隔爆與自救措施。 （每個(gè)0.5分)作用：提高了礦井防災(zāi)和抗災(zāi)能力，降低了礦塵濃度與噪聲，改善了掘進(jìn)工作面的作業(yè)環(huán)境。尤其是煤巷掘進(jìn)工作面的安全性得到了很大提高。（0.5分)6、瓦斯爆炸的基本條件有哪些？瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶鷥?nèi)，瓦斯在空氣中的爆炸下限為 5～6％，上限為14～16％；氧氣濃度大于12%；高于最低點(diǎn)燃能量的熱源存在的時(shí)間大于瓦斯的引火感應(yīng)期。 (3分)二、計(jì)算題(1題10分、2題25分、3題15分，共50分)1 、(10分)如圖1所示，已知Ⅱ、Ⅲ號(hào)水柱計(jì)的讀數(shù)分別為 196Pa、980Pa，請(qǐng)問：判斷圖1的通風(fēng)方式，標(biāo)出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)水柱計(jì)測(cè)得是何壓力？求出Ⅰ號(hào)水柱計(jì)讀數(shù)，并在圖中標(biāo)出液面位置？圖1答：(1) 圖1的通風(fēng)方式為抽出式通風(fēng) (1分)；風(fēng)機(jī)位置 (1分)、風(fēng)流方向 (1分)、皮托管正負(fù)端 (1分)、液面位置 (1分)如下圖所示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)水柱計(jì)分別測(cè)相對(duì)靜壓(1分)；動(dòng)壓(1分)；相對(duì)全壓(1分)。Ⅰ號(hào)水柱計(jì)讀數(shù)=-980Pa-196Pa=-1176Pa(2分)2、(25分)某抽出式通風(fēng)礦井如圖2所示，已知Z=70m，Z=530m。地面空氣平012均密度ρ 0=1.2Kg/m3，進(jìn)風(fēng)井空氣平均密度ρ 12=1.18Kg/m3，回風(fēng)井空氣平均密度ρ34=1.17Kg/m3，風(fēng)峒中斷面4空氣的密度ρ4=1.15Kg/m3。風(fēng)峒斷面積7.5m2，通過的3，通風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)的讀數(shù)為1600Pa。求：風(fēng)量94m/s礦井自然風(fēng)壓HN。說明是幫助還是阻礙主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)？礦井的通風(fēng)阻力hR14；通風(fēng)機(jī)的靜壓Hs；設(shè)擴(kuò)散器阻力HRd=30Pa，擴(kuò)散器出口動(dòng)壓Hvd=45Pa、通風(fēng)機(jī)的全壓Ht是多少？礦井的等積孔A。主要通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率。圖2答：(1) 礦井自然風(fēng)壓HN Z0g0 Z12g12 Z3434g=70×9.8×1.2+530×9.8×1.18－600×9.8×1.17=72.52Pa由題意得，礦井自然風(fēng)壓幫助主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。 (計(jì)算正確 4分，說明幫助還是阻礙1分)216001.152(2)通風(fēng)機(jī)的靜壓Hsh44v4941509.7Pa227.5礦井的通風(fēng)阻力hR14HNHs72.521509.71582.22Pa(5分)(3)通風(fēng)機(jī)的全壓HtHshRdhvd1509.730451584.7Pa(5分)(4)礦井總風(fēng)阻RmhR141582.220.179Ns2/m8Q2942礦井的等積孔A1.192.8m2(5分)0.179(5)主要通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率：NsHsQ1031509.794103141.9kw(5分)3、(15分)如圖3所示各風(fēng)路的阻力分別為h1=120，h2=90，h3=100，h4=h5=70，h6=160，h7=70，單位為Pa，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)3，。計(jì)算：Q=20m/s該網(wǎng)絡(luò)的通風(fēng)阻力及其風(fēng)阻？在圖中標(biāo)注出通風(fēng)構(gòu)筑物的位置？圖3答：由題意得，h1=120Pa，h2=90，h1與h2是并聯(lián)，因此取阻力相對(duì)比較大的 h1=120Pa，為使阻力相等，在支路 2上加通風(fēng)構(gòu)筑物。因此，左邊支路總阻力為 h左=h1+h6=120+160=280Pa；同理，右邊支路總阻力為 h右=h3+h4+h7=100+70+70=240Pa。(1)由于左右兩邊支路并聯(lián)，整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的阻力為280Pa，(7分)由h=RQ得，Rh2802/m82Q20(2)并且在右邊支路上加通風(fēng)構(gòu)筑物。具體位置如圖4或者圖5所示(5分)圖4三、論述題(1題10分，2題10分，3題12分，共32分)1、敘述礦井煤與瓦斯突出定義、危害及其預(yù)防煤與瓦斯突出的主要技術(shù)措施。答：礦井煤與瓦斯突出定義：煤礦地下采掘工程中，在極短的時(shí)間內(nèi) (幾秒到幾分鐘內(nèi)

)，從煤、巖層內(nèi)以極快的速度向采掘空間內(nèi)噴出煤

(巖)和瓦斯

(CH4、CO2)的現(xiàn)象，稱為煤與瓦斯突出。 (3分)危害：它所產(chǎn)生的高速瓦斯流 (含煤粉或巖粉)能夠摧毀巷道設(shè)施，破壞通風(fēng)系3統(tǒng)，甚至造成風(fēng)流逆轉(zhuǎn)；噴出的瓦斯由幾百到幾萬 m，能使井巷充滿瓦斯，造成人員窒息，引起瓦斯燃燒或爆炸；噴出的煤、巖由幾千噸到萬噸以上，能夠造成煤流埋人；猛烈的動(dòng)力效應(yīng)可能導(dǎo)致冒頂和火災(zāi)事故的發(fā)生。(3分)預(yù)防煤與瓦斯突出的主要技術(shù)措施：包括區(qū)域性防突措施以及局部防突措施。(4分)區(qū)域性防突措施實(shí)施以后可使較大范圍煤層消除突出危險(xiǎn)性的措施，稱為區(qū)域性防突措施，主要有開采保護(hù)層和預(yù)抽煤層瓦斯兩種；局部防突措施實(shí)施以后可使局部區(qū)域 (如掘進(jìn)工作面)消除突出危險(xiǎn)性的措施稱為局部防突措施；主要有預(yù)抽煤層瓦斯、超前卸壓鉆孔、深孔松動(dòng)爆破、卸壓槽、煤層注水等局部性技術(shù)措施。2、煤炭自然預(yù)報(bào)的指標(biāo)氣體應(yīng)具備什么條件？常用的指標(biāo)氣體有哪些？答：1)能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、 并可用來作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。指標(biāo)氣體必須具備如下條件 ：①靈敏性，即正常大氣中不含有，或雖含有但數(shù)量很少且比較穩(wěn)定，一旦發(fā)生煤炭自熱或可燃物燃燒，則該種氣體濃度就會(huì)發(fā)生較明顯的變化 。②規(guī)律性，即生成量或變化趨勢(shì)與自