礦井通風(fēng)與防塵

1．（P2）應(yīng)用卡他計(jì)測(cè)定某巷道的氣候條件，卡他計(jì)常數(shù)F＝513，干卡他計(jì)由38℃冷卻道35℃所需的時(shí)間為t＝69s。試求卡他度并說(shuō)明此種大氣條件適于何種程度的勞動(dòng)。解：卡他度H應(yīng)按下式計(jì)算

適于輕微體力勞動(dòng)。供給井下的空氣量Q＝1800（2）能否進(jìn)行正常工作？解：1。設(shè)為井下CO2的濃度，C0為標(biāo)準(zhǔn)大氣中CO2的濃度（體積比），則

2．（P3）某礦井下生產(chǎn)作業(yè)和人員呼吸所產(chǎn)生的二氧化碳量G＝，當(dāng)時(shí)，求（1）井下二氧化碳的濃度為多少？2．按礦山安全規(guī)程規(guī)定，可以進(jìn)行正常工作。3．（P6）用皮托管和壓差計(jì)測(cè)得巷道某點(diǎn)風(fēng)流動(dòng)壓為空氣密度解：風(fēng)流動(dòng)壓與風(fēng)速存在如下關(guān)系

或

，由于

＝23.52Pa，則。求巷道中該點(diǎn)的風(fēng)速。，Pa，4．（P6）用皮托管和壓差計(jì)測(cè)得A、B兩風(fēng)筒的壓力分別為，，，（見(jiàn)圖2－1）。求、各壓差計(jì)測(cè)得的是什么壓力？

的壓力各為多少Pa？解1。為靜壓，為動(dòng)壓，為動(dòng)壓，為全壓；

2．壓差計(jì)3的讀數(shù)為全壓

Pa

3．壓差計(jì)6的讀數(shù)為靜壓

Pa5．（P7）某礦井井口標(biāo)高＋200m，大氣壓力，礦內(nèi)空氣的平均密度。求在井下－500m深處的大氣壓力。解：井下－500m深處的大氣壓力可按下式計(jì)算（200＋500）＝1081926．（P8）某梯形巷道斷面S＝6，平均風(fēng)速層流還是紊流？，問(wèn)巷道的風(fēng)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是解：判斷巷道中風(fēng)流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)則是雷諾數(shù)Re

式中

——巷道的等效直徑，在梯形巷道中，其中周界為；

——空氣運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，℃時(shí)，

；

——平均風(fēng)流，。

故

此值大于臨界雷諾數(shù)＝2320，故是紊流狀態(tài)。7（P8）某巷道斷面S=5.2,用風(fēng)表測(cè)得（側(cè)面法）平均風(fēng)速巷道的風(fēng)量為多少？，求解：用風(fēng)表測(cè)定巷道風(fēng)速時(shí)，因人體占有面積（約為0.4），故巷道平均風(fēng)速為

巷道風(fēng)量為

8（P14）用氣壓計(jì)測(cè)得某水平巷道1、2兩點(diǎn)的大氣壓分別為101997與101656.5Pa。，（圖3-2），

若巷道1、2點(diǎn)處斷面面積分別為的風(fēng)量，巷道內(nèi)空氣平均密度兩斷面間的通風(fēng)阻力為多少？相當(dāng)于多少毫米水銀柱和毫米水柱？巷道中通過(guò)。問(wèn)巷道1、2解：假定風(fēng)流由1點(diǎn)流向2點(diǎn)。由1、2兩點(diǎn)列能量方程式，則阻力h為

Pa

Pa∵h(yuǎn)＝340.5＋0－7.2＝333.3Pa

Pa通風(fēng)阻力

或

∵9．（P14）用空盒氣壓計(jì)測(cè)得某傾斜巷道中1、2兩點(diǎn)的氣壓分別為760與764mmHg，巷道斷面相同，兩點(diǎn)間的高差兩點(diǎn)間的通風(fēng)阻力，并判斷巷道中的風(fēng)流方向。巷道內(nèi)空氣平均密度（圖3－3），，求1、2解：假定風(fēng)流由1點(diǎn)流向2點(diǎn)。由1、2兩點(diǎn)列能量方程式，則阻力h為

∵

Pa

Pa

因h為正值，所以風(fēng)流方向由。Pa10．（P15）某巷道如圖3－4所示，在垂直巷道上下口的水平巷道中，用平托管的靜壓端與壓差計(jì)相連接，測(cè)得兩斷面間的壓差為120Pa。已知風(fēng)速，空氣的平均密度。求算Ⅰ、Ⅱ兩斷面間的通風(fēng)阻力。，解：壓差計(jì)左側(cè)承受的壓力為，右側(cè)承受的壓力為斷面Ⅱ風(fēng)流的靜壓和斷面Ⅱ與斷面Ⅰ之間膠皮管內(nèi)空氣柱的壓力之和，所以測(cè)得的壓差為

＝120Pa此值即為兩斷面間的靜壓差與位能差之和。動(dòng)壓差為

Pa列Ⅰ、Ⅱ兩斷面間的能量方程式

風(fēng)流方向由。＝120－16.8＝103.2Pa11．（P24）某梯形木支架巷道，巷道長(zhǎng)度L＝200m，斷面面積，周界巷道摩擦阻力系數(shù)，若通過(guò)巷道的風(fēng)量解：摩擦風(fēng)阻

巷道摩擦阻力

Pa。試求其摩擦風(fēng)阻和摩擦阻力。12．（P24）主運(yùn)輸?shù)篱L(zhǎng)L＝2000m，用不完全木支架支護(hù)，支柱直徑棚子間距，巷道斷面，周長(zhǎng)，巷道中流過(guò)的風(fēng)量為。求該巷道的通風(fēng)阻力。，解：巷道中的通風(fēng)阻力主要為摩擦阻力

式中摩擦阻力系數(shù)可由《礦井通風(fēng)與防塵》附錄中差得。當(dāng)巷道縱口徑＝0.2m時(shí)，查得；巷道斷面為。正系數(shù)K＝8.9，則，

時(shí)，校于是Pa，平均風(fēng)速為，巷道內(nèi)的空氣密度為求該巷道的摩擦阻力系數(shù)。解：由于巷道斷面的周界13．（P25）在長(zhǎng)為120m梯形斷面的平直巷道中，測(cè)得通風(fēng)阻力為59.5Pa，巷道所以

因空氣密度對(duì)有影響，須將摩擦阻力系數(shù)的測(cè)定值換算為條件下的標(biāo)準(zhǔn)值，即斷面面積為。14．（P28）已知礦井總阻力為1440Pa，風(fēng)量為

等積孔。如果不改變井巷的規(guī)格尺寸、連接形式及采掘工作面情況，只把風(fēng)解：礦井風(fēng)阻與等積孔為

由于井巷的規(guī)格尺寸、連接形式及采掘工作面情況沒(méi)有改變，所以風(fēng)量的增加Pa，試求該礦井的風(fēng)阻與量提高到，問(wèn)此時(shí)風(fēng)阻與等積之值是否改變？礦井阻力增加到多少？并不改變等積孔與風(fēng)阻之值。只是，通風(fēng)阻力應(yīng)當(dāng)增加到15．（P31）某礦為豎井平峒開(kāi)拓方式，如圖5－1所示。豎井口標(biāo)高為148m，大氣Pa，平峒口標(biāo)高為53m，冬季地表平均氣溫℃。試求礦井自然風(fēng)壓及作用方向。如果礦井總風(fēng)阻，自然風(fēng)量（不考慮出口動(dòng)員損失）是多少？井筒內(nèi)平均氣溫壓力℃，解：此礦井深度小于100m，自然大氣壓力，則風(fēng)壓按計(jì)算。為求算空氣平均濃度，本例可按深度每增加100m，大氣壓增加1267Pa，概算平峒口水平的

Pa

井口到平峒間的平均大氣壓力為

Pa

地表空氣平均密度按干空氣計(jì)算，則

豎井中空氣平均密度按濕空氣計(jì)算，則

自然風(fēng)壓為

Pa自然風(fēng)壓作用方向

自然風(fēng)量按下式計(jì)算。

16．（P42）某自然通風(fēng)礦井，如圖5－10所示，冬季地表氣溫較低，自然風(fēng)壓的作用及。試求在什么條件下，BD井筒內(nèi)將沒(méi)有風(fēng)流流動(dòng)？方向?yàn)榻猓涸O(shè)ADC風(fēng)路的自然風(fēng)壓為、BDC風(fēng)路的自然風(fēng)壓為，各井巷的風(fēng)、、阻為，并可將自然風(fēng)壓看作是風(fēng)壓不變的“等效風(fēng)機(jī)”，如圖5－11所示。根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)路風(fēng)壓平衡定律，可建立如下方程。當(dāng)BD井中沒(méi)有風(fēng)流流動(dòng)時(shí)，＝0，則

所以，ADC風(fēng)路的自然風(fēng)壓（不計(jì)出口動(dòng)能損失）為

＝對(duì)于BDC風(fēng)路

＝兩式相除，得

上式即為BD井筒中無(wú)風(fēng)流流動(dòng)的條件。

17．（P50）已知離心通風(fēng)機(jī)4－72－11No16B，所示，求轉(zhuǎn)數(shù)為時(shí)的性能參數(shù)。時(shí)的性能，如表6－14－72－11No16B

性能表表6－1風(fēng)量，序號(hào)全壓，Pa效率，％12345624612432233422162089195125.327.629.832.134.336.568.772.073.776.078.879.890.793.094.393.791.088.2軸功率，解：的性能參數(shù)按比例定律計(jì)算1。各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的風(fēng)量

其他各對(duì)應(yīng)點(diǎn)風(fēng)量計(jì)算的結(jié)果填入表6－2中；4－72－11No16B

性能表表6－2風(fēng)量，軸功率，序號(hào)全壓，Pa效率，％12345635443502336131913008280930.133.135.838.541.243.8118.7124.4127.4131.3136.2137.990.793.094.393.791.088.22．各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的風(fēng)壓

Pa其他各對(duì)應(yīng)點(diǎn)風(fēng)壓計(jì)算的結(jié)果填入表6－2中；3．各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的軸功率

各對(duì)應(yīng)點(diǎn)軸功率計(jì)算的結(jié)果填入表6－2中；4．各對(duì)應(yīng)點(diǎn)的效率相同，也填入表6－2中；的工況點(diǎn)及礦井的風(fēng)量。若礦井的總風(fēng)阻降為況點(diǎn)，并分析兩臺(tái)扇風(fēng)機(jī)的工作狀況。8．（P53）某礦井用兩臺(tái)扇風(fēng)機(jī)Ⅰ、Ⅱ串聯(lián)礦井總風(fēng)阻工作，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的特性曲線如圖6－5所示，。求兩臺(tái)扇風(fēng)機(jī)時(shí)，求兩臺(tái)扇風(fēng)機(jī)的工解：1。將礦井總風(fēng)阻和的風(fēng)阻曲線畫在圖6－5上。與曲線R交點(diǎn)M。M點(diǎn)的橫坐標(biāo)為全礦總風(fēng)量阻力Pa。2。將兩臺(tái)扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線Ⅰ和Ⅱ串聯(lián)合成，即在等風(fēng)量條件下風(fēng)壓相加得曲線Ⅲ，曲線Ⅲ，M點(diǎn)的縱坐標(biāo)為全礦總3。由M點(diǎn)做等風(fēng)量線交曲線Ⅰ、Ⅱ上L、K點(diǎn)，L、K點(diǎn)為扇風(fēng)機(jī)Ⅰ、Ⅱ的工況點(diǎn)。兩，風(fēng)壓分別為Pa，Pa。扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量均等于礦井的風(fēng)量4。若礦井總風(fēng)阻降為，曲線與曲線Ⅲ交于點(diǎn)，標(biāo)為全礦的風(fēng)量,點(diǎn)縱坐標(biāo)為全礦的總風(fēng)阻Pa。點(diǎn)橫坐5。由點(diǎn)做等風(fēng)量線與風(fēng)機(jī)曲線Ⅰ、Ⅱ交于、點(diǎn)，、的工況點(diǎn)。兩風(fēng)機(jī)的風(fēng)量均等于礦井風(fēng)量Pa，Pa。，其風(fēng)壓分別為點(diǎn)為扇風(fēng)機(jī)Ⅰ、Ⅱ扇風(fēng)機(jī)Ⅱ的風(fēng)壓為負(fù)值，即成為扇風(fēng)機(jī)Ⅰ的阻力，兩扇風(fēng)機(jī)工作不協(xié)調(diào)。此時(shí)若停，礦井總風(fēng)量可增加到通風(fēng)情況則得到改善。止扇風(fēng)機(jī)Ⅱ工作，扇風(fēng)機(jī)Ⅰ單獨(dú)工作的工況點(diǎn)為19．（P67）某通風(fēng)網(wǎng)路如圖7－1。已知各巷道的風(fēng)阻、、，巷道1的風(fēng)量的風(fēng)量及風(fēng)路ABC、ABD的阻力為多少？。求BC、BD風(fēng)路自然分配解：BC和BD風(fēng)路為并聯(lián)網(wǎng)路，自然分配的風(fēng)量為計(jì)算各巷道的阻力PaPaPa計(jì)算各風(fēng)路的阻力PaPa20．

（P69）設(shè)一通風(fēng)網(wǎng)路如圖7-4所示。已知巷道的阻力，，，，Pa，一些巷道的風(fēng)流方向如圖所示。求巷道3、7、8之風(fēng)流方向及其阻力。解：設(shè)巷道BD的風(fēng)流方向?yàn)?，?duì)BDCB回路

Pa的風(fēng)壓平衡定律巷道BD的風(fēng)流方向?yàn)樵O(shè)巷道7的風(fēng)流方向?yàn)?，?duì)AEDB回路有。

Pa巷道7的風(fēng)流方向與所設(shè)的相反，應(yīng)為對(duì)于EFCD回路。

Pa21．（P96）設(shè)某一通風(fēng)網(wǎng)路及巷道中的風(fēng)流方向如圖、、、、，

8－4所示。已知各巷道的需風(fēng)量為、，問(wèn)該通風(fēng)網(wǎng)路屬于哪種類型的風(fēng)網(wǎng)？、、、若用風(fēng)窗調(diào)節(jié)，應(yīng)在何處安設(shè)風(fēng)窗？風(fēng)窗的阻力應(yīng)為多少？解：該通風(fēng)網(wǎng)路為角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，計(jì)算各條巷道的阻力

Pa

Pa

Pa

Pa

Pa在閉合回路Ⅰ中，由于，風(fēng)窗應(yīng)安設(shè)在巷道1中，風(fēng)窗阻力，為

Pa在閉合回路Ⅱ中，，風(fēng)窗應(yīng)安設(shè)在巷道4中，風(fēng)窗阻力為，據(jù)

Pa22．（P110）某礦礦體走向長(zhǎng)，傾角65~70O，厚10~25m，開(kāi)采深度在地表以下200~400m，豎井開(kāi)拓，充填法開(kāi)采，設(shè)計(jì)年產(chǎn)礦石30萬(wàn)t。問(wèn)采用何種通風(fēng)系統(tǒng)？解：1。由于礦體集中，走向范圍不大，埋藏較深，宜采用單翼對(duì)角式統(tǒng)一通風(fēng)系其通風(fēng)系統(tǒng)見(jiàn)圖9－1。統(tǒng)：在礦體一