中国矿业大学矿井通风与安全计算题

1、压入式通风风筒中某点i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，风筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求：

(1) i点的绝对静压Pi； (2) i点的相对全压hti； (3) i点的绝对全压Pti。

解：(1) Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa（3分） (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa（3分）

(3) Pti=P0i+hti =101332+1150=102482Pa或Pti =Pi+hvi=102332+150=102482Pa（4分）

2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa和101858Pa，若S1=S2，两断面间的高差Z1-Z2=100m，巷道中空气密度为1.2kg/m3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。

解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)（2分）

因为S1=S2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)

＝101324-101858＋1.2×9.8×100=642Pa（3分）

因为得值为正值，所以，假设成立，即风流方向为1断面－2断面（５分）。

3、下图为压入式通风的某段管道，试绘制出管道风流中i点各种压力间的相互关系图。

图中如画出绝对压力图，得5分；画出相对压力图，得5分。

1、如右图，若R1=R2=0.04 kg/m7，请比较下图中两种形式的总风阻情况。 若R1=R2=0.04 kg/m，请比较下图中两种形式的总风阻情况。

串联：Rs１= R1+ R2= 0.08 kg/m7（3分） 并联：（6分）

7

RS??1(1(1R1?10.041R2)?0.01kg/m710.04?)∴ Rs1 ：Rs2＝８：１

即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 倍。（1分）

2、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324Pa和101858Pa，若S1=S2，两断面间的高差Z1-Z2=100m，巷道中空气密度为1.2kg/m，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。

解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)（3分）

3

因为S1=S2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)

＝101324-101858＋1.2×9.8×100=642Pa（3分）

因为得值为正值，所以，假设成立，即风流方向为1断面－2断面（4分）。

1、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7Pa和101858Pa，若S1=S2，两断面间的高差Z1-Z2=100m，巷道中空气密度为1.2kg/m3，求1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。

解：假设风流方向为1断面－2断面，根据能量方程知两断面间的通风阻力为

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)（3分）

因为S1=S2且巷道中空气密度无变化，所以动能差值为零，则

hr1?2?(P1?hv1??1gZ1)?(P2?hv2??2gZ2)

＝101324-101858＋1.2×9.8×100=642Pa（3分）

因为得值为正值，所以，假设成立，即风流方向为1断面－2断面（4分）。

2、测得风筒内某点i相对压力，如图所示，求动压，并判断通风方式。（可不考虑单位）

解：从图中可见接皮管的Ｕ型管液面高差，外界大气压大于风筒内风流点压力，所以通风方式为抽出式通风。（5分）

因为相对全压＝相对静压＋动压 则－10＝－100＋90

所以相对静压为－100；相对全压为－10

10100动压为90（5分）

1、已知某半圆拱通风行人巷道，净宽为2.7m，拱墙高1.4m。该巷道的风速为1.5m/s，求通过该巷道的风量。

2、某矿井在总回风中测得瓦斯浓度为0.3%，总风量为12000m3/min，矿井平均日产煤量9000t，求矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。

*3、抽出式矿井中，井下某一点巷道空气中测得空气的静压为96840Pa，速压为360 Pa，地面同一标高的大气压力为98760 Pa。求该点空气的绝对全压和相对全压。

*4、有一条长500m的水平巷道，断面积相同，已知1点和2点的静压分别为101.35kPa和101.17kPa，巷道标高为—150m，断面为10m2，风速为3m/s，求该巷道的通风阻力为多少？若风速提高到4m/s，通风阻力为多少？

*5、井下某一巷道的风阻为0.2Ns/m，通过的风量为3600m/min，求该巷道的通风阻力。 *6、某矿井井下有3个采煤工作面，4个掘进工作面，4个硐室，全部是独立通风。测得每一采煤工作面的风量均为500m3/min，每一进工作面的风量均为240m3/min，每一硐室的风量均为80m3/min，矿井的总进风量为3200m3/min，矿井主通风机的风量为3400m3/min，求矿井的有效风量和漏风量。

7、砌筑砖石密闭，巷道面积为10.2m，密闭厚40cm，每立方米砖石密闭需消耗192块，求砖石消耗量。

8、按水砂比1：2配制水泥砂浆，若有沙200kg，需水泥多少公斤？

9、某掘进巷道采用压入式通风，最大瓦斯涌出量q为0.5m/min，问每分钟至少向该掘进面供多少风才能保证瓦斯浓度不超限？

*10、某采区巷道为一并联风路（如图所示），已知总风量Q为1500m/min，Ra=0.01Ns/m，Rb=0.02Ns2/m8，若巷道a的需风量为1200m3/min，请在图中标出风窗的位置，并计算风窗阻力。

3

2

8

3

22

8

3

第五部分 计算题

1解：半圆拱巷道的断面积为：

S=1.4×2.7＋π×1.352／2=6. 64 m2

巷道内通过的风量为： Q=SV=6.64×1.5=9.96m/s 答：通过该巷道的风量为9.96m3/s。 2解：矿井的绝对瓦斯涌出量为：

Q瓦=12000×0.003=36m3/min

矿井的相对瓦斯涌出量为：

q瓦= Q瓦／T=36×60×24÷9000=3.84m3/t

答：矿井的绝对瓦斯涌出量为36 m3/min，矿井的相对瓦斯涌出量为3.84m3/t。

3

3解：该点的绝对全压为：

Pt=Ps＋hv=96840＋360=97200 Pa 该点的相对全压为：

ht=P0－Pa=98760－97200=1560 Pa

答：该点的绝对全压为97200 Pa，该点的相对全压为1560 Pa。 4解：（1）此巷道的通风阻力为： h1?2?(p1?p2)??1u12

??2u222??g(z1?z2)

因为 p1=p2 u1=u2 z1= z2

故 h1-2=（p1－p2）=（101.35－101.17）×10=180Pa （2）因为巷道的通风阻力与风速的平方成正比 所以 h'1?2?h1?2?(u'u)23

?180?169?320Pa

答：该巷道通风阻力为180Pa，提高风速后通风阻力未320Pa。 5解：巷道的通风阻力为：

h=RQ2=0.2×（3600/60）2=0.2×3600=720Pa 答：该巷道的通风阻力为720Pa。

6解：矿井的有效风量为：

Q有效=500×3＋240×4＋80×4=2780m3/min （1）矿井的有效风量率为： P效=（Q效/Q进）×100% =2780÷3200×100% =86.9%

（2）矿井的漏风率为：

P漏=（Q通-Q有效）/Q通×100% =（3400－2780）÷3400×100%

=18.2%

答：矿井的有效风量率为86.9%，漏风率为18.2% 7解：砖石消耗量：

X=SBT

=10.2×0.4×192 =784

答：修筑密闭需砖石784块。 8解：需水泥为：200×1/2=100kg 答：需水泥100kg。

9解：按《规程》规定，掘进面巷道中瓦斯浓度不得超过1%，故：

即：

0.5Q?0.5?0.01

qQ?q?1%

求得：Q=49.5m3/min

答：每分钟至少向该工作面供风49.5m。

10解：由Qa=1200m/min，则Qa=Q1－Qb=300m/min ha=RaQa2=0.01×（1200/60）2=4Pa

22

hb=RbQb=0.02×（300/60）=0.5Pa 因为ha>hb，故风窗应建在巷道b内。 h窗=ha－hb=3.5Pa

答：风窗的阻力为3.5Pa。

3

3

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