矿井通风与安全课后习题部分答案

第一章p20页

1-1、地面空气由氧气、氮气、二氧化碳、氩、氖、水蒸气等组成的混合气体。

矿井空气和地面空气的区别是（1）氧浓度降低，二氧化碳浓度增加。 （2）混入瓦斯、一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、氢气、二氧化氮等有毒有害气体和矿尘。（3）空气的状态参数（温度、压力和湿度等）发生变化。

1-9、由公式φ=ρν/ρs 冬季5°时，ρs=4.76g/m3；进风流中绝对湿度为ρν=0.7×4.76=3.33g/m3；20°时，回风流中ρs=15.48 g/m3；绝对湿度为ρν=15.48×0.9＝13.93g/m3。 则一天带走的水分为（13.93-3.33）×2500×24×60=38160kg。 1-10、二氧化碳的浓度C=7.56/(850+7.56)=0.816%<1.5%，故能正常工作。

第二章p35页

2-7、 pi=poi+hi=101332.32-900=100432.32 pa Hti=hi+hoi=-900+160=-740 pa Pti=pi+hvi=100432.32+160=100592.32 pa

?V22-8、如果相对静压为负，相对全压为正，则动压为540pa，

2如果相对静压为负，相对全压为负，这种情况不可能。 知该点的压力大于同标高大气压力故为压入式通风。

=540，推出：速度=30m/s，与矿井实际情况不符合；

如果相对静压为正，相对全压为正，则动压为60pa，则推出此处全压和静压都为正，则V=10m/s。

第三章p52页

3-9 首先计算雷诺数，然后才知道选择合适的公式

Re?vd4???Q1004??r2=3.14?32=9.83?105?100000，所以为完全紊流状态，选择完全紊流摩擦阻力平方公式。 ?14.4?10-63-10 突扩局部阻力 h1=ζ1ρmQ2/2s12=6.94pa

风流从2断面流入1断面相当于突缩断面 查表 ζ=0.25 h1=ζ1ρmQ2/2s12=6.94pa

3-11

hfr??LUS3hfrS359.6?6.43Q?????0.036

22LUQ100?10.8?202当有矿车后局部阻力为

her?h?hfr?84.65?59.6?25.05 （在标准下空气密度为1.2g/m3）

3-12

h=196+（0.5×1.2×32-0.5×1.2×62）=179.8 pa 由h =RQ2 得R=0.1998N·S2/m8

3-13

h?RQ2?(0.01?0.05?0.02?0.02)?302?90Pa

A?1.1917Q1.1917?30?=3.77

h903-14 由矿井等积孔定义知

对于多台通风机同时工作的的矿井等积孔计算，应根据全矿井通风总功率等于各台主要通风机工作系统功率之和的原理计算出总阻力，

而总风量等于各台主要通风机所在风路上风量之和，代入，m2。得：

Q0hr0+Q1hr1+Q2hr2=Qhr hr=134pa

A=1.1917第五章： 5-15：

解：(1) 压入式风筒出口风量 1按允许最低风速计算： ○

2按排除炮烟计算工作面需风量 ○

长压短抽混合式排除炮烟长度为：

Q/hr=3.04 Ls?0.1KAb10?40?0.1?1??250m

SCs8?0.023

压入式通风掘进工作面所需风量：

所以压入式风机的出口风量为98.24 m/min (2) 抽出式风筒的吸风量 压入式风筒出口风量：

（3）所以掘进工作面需风量为98.24m/min，符合规定。 （4）抽出式风筒的吸风量为20.95m/min。 5-16：

1按允许最低风速计算：Q解：○

3

3

?SV?18?60?0.25?270m3min

2按最大瓦斯涌出量计算：取Ct=1%，进风流瓦斯浓度Co=0，瓦斯涌出不均衡系数K=1.5； ○

1和○2中的最大值， 由于采用机械化掘进，不需要考虑排除抛烟，故取○5-19：（没有审核）（安全101聂忠仁） 解：

1按允许最低风速计算：Q(2)○

?SV?12?60?0.15?108m3min

2按排除炮烟计算：因为是运输大巷，所以b=40 L/Kg ○

所以工作面所需风量为147.4 m/min (2)风筒百米漏风率为1.5%，漏风系数3

由D?800mm，查表得R100流在风筒中的摩擦阻力）

11??1.3741

L18151??1001??0.015100100L?6.4N?S2m8?R?R100?18.15?6.4?116.16N?S2m8（风

100??(还有弯头题目没有给定，做题时也可以考虑) (3)局部通风机的选型

由风量Qf=202.5m/min，全风压hft=977.13 pa选择对旋轴流式局部通风机 (4)若直径D=1000mm，则有：

3

3

3

由风量Qf=202.5m/min，全风压hft=968.67pa，选择对旋轴流式局部通风机 第六章： 6-11：

由公式:Rs?解：(1)

1?1111??????...??RR2R3Rn??1?2

(2)由公式：Qi?RsQs Ri同理：Q26-12：

?8.55N?S2m8；Q3?9.98N?S2m8;Q4?8.28N?S2m8

解：假设支路5风流由2节点流向3节点，则

的方向为节点3到节点（23?2） 所以，假设不成立，支路56-13：

解：(1)并联风网总风阻Rs?1?11???1.1860.794?3

????2?0.24N?S2m8

(2)由题意：Q1'=10 m/min，Q2'=30 m/min， 分支1通风阻力为：h1‘?R1Q123

=1.186×100=118.6

分支2通风阻力为：2‘h?R2Q22=0.794×800=714.6

为了使风压平衡，可在风路1上设置一个调节风窗，使它产生herS-风窗所在巷道断面积（题目没有给定，可取S=5）; 调节风窗的风阻：RW=hw/6-14（没有审核）

?h2?h1?596pa的局部阻力。

Q1'2=596/10=5.96

2

R1R40.14*0.32??2.72?1R2R50.11*0.15解：

R5R80.15*0.44??0.89?1R4R70.32*0.23由节点流入风量与流出风量相等： 所以q2?支路3的方向为节点3到节点（23?2）

?支路6的方向为节点5到节点（45?4）?15m3s,q4?5m3s,q5?25m3s,q7?10m3s，.q8?20m3s.

h?RQ2得由h1?31.5pa,h2?24.75pa,h3?21pa,h4?8pa,h5?93.75pa,h6?42.75pa, h7?23pa,h8?176pa对回路（1,2,3）有：h1?h2?h3，因为h1?31.5,h2?h3?45.75，要使风压平衡，需在支路1上增加14.25pa的压力，

2即在支路1上设置一风门，使支路一的风阻增加?R1?14.25/15?0.0633N?S2m8。

对回路（2,3,4,5）有：h4?h3?h5?h6，因为h4?8,h3?h5?h6?157.5，要使风压平衡，需在支路

?149.5/52?5.98N?S2m8。

4上增加

149.5pa的压力，即在支路4上设置一风门，使支路一的风阻增加?R4对回路（4,5,6）有：h7?h8?h6，因为h7?23,h8?h6?218.75，要使风压平衡，需在支路7上增加195.75pa的

?195.75/102?1.9575N?S2m8。

压力，即在支路7上设置一风门，使支路一的风阻增加?R4调节方案为：在支路1、4、7上设置风门，使风阻分别增加?R1?0.0633N?S2m8，?R4?5.98N?S2m8，

?R7?1.9575N?S2m8。

5-15 为开拓新区而掘进的运输大巷，长度1800 m，断面为12 m2，一次爆破炸药量为15 kg。若风筒为直径600 mm的胶布风筒，双反边联接，风筒节长50 m，风筒百米漏风率为1％。试进行该巷道掘进局部通风设计（安全091班黄良）。

（1）计算工作面需风量；

（2）计算局部通风机工作风量和风压； （3）选择局部通风机型号、规格和台数。

（4）若风筒直径选800 mm的胶布风筒，其他条件不变时，再重新选择局部通风机的型号、规格和台数。 解：由题意可知由题意筒长L=1800 m，直径d1=600mm，断面积S＝12 m，节长

2

Aei=15 kg，lj=50 m

1） 根据公式Qpi?25Api，m/min，可知道工作面需风量为：

3

3

3

Q=25×15，m/min，Qh=25?15?375 m/min =6.25 m/s

3

2） 计算局部通风机工作风量和风压 节数N=1800/50=36，故节头数n=35风筒百米漏风率为p=1％

由

??11?1.219512 可知??pL1?18001?1?1000010000Qh和风筒的漏风情况，用下式计算风机的工作风量

根据掘进工作面所需风量式中：

?——漏风系数

??Qh=1.219512×6.25=7.6 m3/s

故Qa压入式通风时，设风筒出口动压损失为hv0，则局部通风机全风压Ht（Pa）： =R?R1?R2?R3?6.5?0.0035?180035?0.18?1.2??0

520.62?0.2826=526.62+47.33= 573.95Ns2/m8

其中

?j是?=0.0035对应的由曲线图

故风压H=573.95×7.6×6.25+0.811×1.2×6.252/0.64=27556.03Pa

3） 选择局部通风机型号、规格和台数

故由书上104页表可知选择风机型号为BKJ66-11No5.6台数为10台

型号 风量/m3?min?1转速 全风压 /Pa 功率/kW /r?min2950 ?1动轮直径/m 0.36 BKJ66-11No3.6 80～150 600～1200 2.5 BKJ66-11No4.0 120～210 800～1500 5.0 2950 0.40 BKJ66-11No4.5 170～300 1000～1900 8.0 2950 0.45 BKJ66-11No5.0 240～420 1200～2300 15 2950 0.50 BKJ66-11No5.6 330～570 1500～2900 22 2950 0.56 BKJ66-11No6.3 470～800 2000～3700 42 2950 0.63 故由书上104页表可知选择风机型号为BKJ66-11No5.6台数为10台串联工作

4）当风筒直径改变为d2=800mm其它不变时

=6.5×0.003×1800/0.85+35×0.15×1.2/（2×0.50242）

=107.91 Ns2/m 8 （其中S=0.5024

?=0.003

?j=0.15）

Qh2此时Ht?RfQaQh?hv0?RfQaQh?0.811?D4 =107.91×6.25×7.6+0.811×1.2×6.252/0.84 =5218.62pa

故选择风机为BKJ66-11No5.6台数为3台串联工作