矿井通风与安全2012A答案

矿井通风与安全2012A答案

中国矿业大学2011—2012学年第2学期

《矿井通风与安全》试卷（A）卷

答案

考试时间：100分钟考试方式：开卷

学院应用技术学院班级姓名学号

题

一二三四总分

号

得

分

阅

卷

人

一、判断题：判断下列问题是否正确，正确打“√”，错误打“×”。（10分每题1分）

的浓度不能大于1 %，矿井和一翼的总回风1、采掘工作面和采区的回风流中CH

4

的浓度不能大于0.75 %。√

流中CH

4

2、工作面采空区风流的流态为紊流。×

3、风流流经的巷道断面越大，通风阻力越小。√

4、抽出式通风时矿井内任何一点的压力都比地面大气压力小。√

5、离心式通风机可以采用反转的方式进行反风。×

6、串联风路的总风压等于其中各条分支的风压之和，并联风路的总风压等于各分支的风压。√

2

3

4 2、绘图说明抽出式通风时点压力的关系。

抽出式点压力关系图

P0大气压线

真空线Pq hq

P j

h j h v

hq= hj -hv

3、主要通风机的工况点是如何确定的？如何保证主要通风机的工作合理性。

答：工况点的确定：风机个体特性曲线与矿

井风阻特性曲线的交点

通风机工点的合理工作范围

1）从经济角度，通风机的运转效率不低于60 %。

2）从安全角度，工况点必须位于驼峰点右侧，实际工作风压不得超过最高风压的90％。

3）风机叶片安装角最小不低于15o ，最大不超过45o。

4）风机的运轮转速不得超过额定转速。

4、简述瓦斯突出的原因及突出预兆。

答：解释突出原因和突出过程的理论称为突

出机理。突出是个很复杂的动力现象，至今巳提

出许多假说，概括起来有三大类：

1）瓦斯作用说：认为煤内存储的瓦斯在突出中起着主要的作用

2）地应力说：认为突出主要是地应力作用的结果，

3）综合说：认为突出是地应力、瓦斯压力和煤的结构性能综合作用的结果，国内外大多数学者拥护综合说。

突出预兆：

1）地压显现方面的预兆：

煤炮声，支架声响，岩煤开裂，掉碴，底鼓，煤岩自行剥落，煤壁颤动，钻孔变形，垮孔顶钻，夹钻杆，钻机过负荷等

2）瓦斯涌出方面的预兆：

瓦斯涌出异常，瓦斯浓度忽大忽小，煤尘增大，气温、气味异常，打钻喷瓦斯、喷煤、哨声、风声、蜂鸣声等

3）煤层结构与构造方面的预兆：

层理紊乱，煤强度松软或不均匀，煤暗淡无光泽，煤厚增大，倾角变陡，挤压褶曲，波状隆起，煤体干燥，顶底板阶梯凸起，断层等。

5、绘图说明煤炭氧化的过程。

5

6 答：分为三个时期

1）准备期 （潜伏期）

煤在低温下吸附空气中的氧，在煤的

表面生成不稳定的初级氧化物羧基

OH 、羟基COOH 变，煤重增加，着火点降低，化学活

性增加。

2）自热期 自热前期：煤温上升，不稳定的初级氧化物进一步生成H2O 、CO2、CO 及CxHy

自热后期：当温度达到60-80℃的临界温度时，氧化速度加剧。

3）燃烧期（自燃期）

煤温达到着火温度（无烟煤﹥400℃、烟煤320-380 ℃ 、褐煤﹤300℃）开始燃烧。

4）冷却风化

煤在氧化过程中，如有良好的冷却散热条件以至温度不能上升，则发生风化。风化后的煤不再发生自燃。

三、计算题（25分）

燃烧期着火点温度自热后期自热前期潜伏期℃冷却风化时间温度

7 1、如图所示的矿井通风网路，其中R 1＝0.3N ·s 2/m 8 ， R 2＝1.0N ·s 2/m 8， R 3＝1.6N ·s 2/m 8 ， R 4＝0.4N ·s 2/m 8，若网络的总风量Q ＝50m 3/s 。

1）该并联网络中自然分配的风量Q 2、Q 3为多少？

2）矿井通风网络的总阻力为多少？ 3）矿井总风阻为多少？ 4）矿井总等积孔为多少？

5）应用总风阻和等积孔评价矿井通风难易程度。 如果2分支要求通过的风量为15 m 3/s ，巷道断面为8m 2,3分支要求通过的风量为35m 3/s 。采用增阻法进行风量调节： 1） 应该在哪条分支中设置调节风窗？

2） 调节风窗所产生的阻力为多少？ 3） 调节风窗的面积为多少？ 4） 调节后的矿井总风阻为多少？

5） 调节后的矿井总等积孔为多少？ 6） 调节后的矿井通风难易程度如何？

解：1）并联风网中自然分配的风量分别为： 23

2）矿井通风网络的总阻力：

网络总阻力为：

h=h 1-2+h 2-3+h 3-4 =R 1Q 2+R 2-3Q 2+R 4Q 2=(R 1+R 2-3+R 4) Q 2

=(0.3+0.31+0.4) ×502

=2525 Pa

3）矿井总风阻

R= R 1+R 2-3+R 4=0.3+0.31+0.4=1.01 N ·s 2/m 8

4)矿井总等积孔

1234Q Q R 1R 2R 3R 4Q 2Q 3s m R R Q

Q /08.220.16.11501323

3=+=+=8

22232232/31.06.10.110.11m Ns R R R R

=+=+=

-）（）（

8 18.101.119.119.1===R A m 2

5) 应用总风阻和等积孔评价矿井通风难易程度 属于通风中等矿井 如果2分支要求通过的风量为15 m 3/s ，巷道断面为8m 2,3分支要求通过的风量为35m 3/s 。采用增阻法进行风量调节：

1）应该在哪条分支中设置调节风窗？

应该在2分支中设置调节风窗

2）调节风窗所产生的阻力为多少？

h 2= R 2 Q 2ˊ2=1.0×152=225Pa

h 3= R 3 Q 3ˊ2=1.6×352=1960Pa

调节风窗所产生的阻力hw=h 3－h 2

＝1735Pa 。 3）调节风窗的面积为多少？

45.017358759.015815h 759.0w w =??+?=+=S Q QS

S m 2

4)调节后的矿井总风阻为多少？

R 2=1960/152=8.71 N ·s 2/m 8 78.0)6.171.81(71.8)1(2232232=+=+=

-R R R R N ·s 2/m 8

R= R 1+R 2-3+R 4=0.3+0.78+0.4=1.48 N ·s 2/m 8

5)调节后的矿井总等积孔为多少？ 98.048.119

.119.1===R A m 2

6调节后的矿井通风难易程度如何

调节后属于通困难矿井 四、论述题（15分）

1）写出矿井通风中的两个基础理论公式，说明公式中各参数的含义。

2）说明两个公式在矿井通风中的应用。

3）分析降低矿井通风阻力的措施。

答：

9 1） 阻力定律：

式中：U ——巷道周长，m ；

Q ——流经巷道的风量，m 3/s ；

S ——巷道断面，m 2

；

α——巷道摩擦阻力系数，Ns 2/m 4；

式中：ρ——空气密度 kg/m 3；

P 1、P 2——1、2断面绝对压力 Pa ；

Z 1、Z 2——1、2断面标高 m ；

υ1、υ2——1、2断面风流速度m/s 。

2）阻力定律用于矿井通风设计和通风系统改造，伯诺里方程用于进行矿井通风阻力测定，

3）（1) 降低摩擦阻力系数α

（2) 保证井巷通风断面S

（3) 减少巷道长度L

（4) 正确选择井巷通风断面形状U

（5) 避免巷道内风量过大。

23221Q S LU RQ h ?==-)2()2(222222111121υρυρ++-++=-gZ P gZ P h

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