2-4试述能量方程中各项的物理意义。
2-5分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中,风流的状态变化过程是怎样反映的?
单位质量能量方程表示单位质量的流体在通过1,2两端面的过程中,因克服阻力而消耗的机械功,故通过机械功的变化反应风流状态变化过程
单位体积流体能量方程是风流在起末两断面的压能差,位能差和动能差之和,即风流在起末两断面上的总能量之差,可通过总能量的变化来反映风流状态变化
3-1解释层流、紊流的概念,并介绍判别流体的流动状态的方法。
层流是指流体各层的质点互不混合,质点流动的轨迹为直线或有规则的平滑曲线,并与管道轴线方向基本平行
紊流是指流体的质点强烈相互混合,质点的流动轨迹极不规则,除了沿流动总方向发生位移外,还有垂直于流动方向的位移,且在流体内部存在着时而产生,时而消失的涡旋
判别方法:
对于圆形巷道,雷诺数Re=Vd/v
对于非圆形巷道,风流雷诺数Re=4VS/vU
当Re≤2300时,层流;当Re>100000时,紊流
3-2通风阻力和风压损失在概念上是否相同?
它们之间有什么关系?
不相同;通风阻力的大小等于风压损失量;
通风阻力分为摩擦阻力和局部阻力两类,它们与风流的流动状态有关;
风压损失指风流的静压、动压、位压损失之和
3-3通风阻力有几种形式?
产生阻力的物理原因是什么?
两种形式:
摩擦阻力是风流在井巷中作均匀流动时,沿程受到井巷固定壁面的限制,引起内外摩擦因而产生阻力;局部阻力是风流再井巷的局部地点,由于速度或方向突然发生变化,导致风流本身产生剧烈冲击,形成极为紊乱的涡流,因而在该局部地点产生一种附加的阻力
3-4通风阻力与井巷风阻有什么不同?
通风阻力是风流在巷道中流动所产生的局部阻力和摩擦阻力,而井巷风阻是反映井巷特征的物理量,它只受l、u、s和a的影响,二者的关系为:
3-5矿井等积孔的含义是什么?
如何计算?
等积孔表示井巷或矿井通风难易程度的假象孔口
3-6降低通风阻力有什么意义?
降低摩擦阻力和局部阻力可以采用的措施有哪些?
降低矿井通风阻力,对管理自然发火和瓦斯,减少通风电费方面都有重要意义
降低摩擦阻力的措施:
①降低摩擦阻力系数
②扩大巷道断面
③选用周界较小的井巷
④减少巷道长度
⑤避免巷道内风量过大
降低局部阻力损失的措施:
在巷道内尽可能避免巷道断面的突然扩大或突然缩小,尽可能避免转90度的弯,在拐弯处的内侧或外侧要做成斜面或圆弧形,拐弯的弯曲半径尽可能加大,还可以设置导风板等
4-1自然风压是怎样产生的?
进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压?
由于空气进入井下后必与各种热源进行热交换,致使井下各段空气密度不断发生变化,造成进风和回风两侧空气柱的重力不平衡,因而产生能量差,推动风流沿井巷流动,形成自然风压
会产生自然风压,因为进排风井内密度不同致使两端空气柱重量不同
4-2影响自然风压大小和方向的主要因素是什么?
能否用人为的方法产生或增加自然风压?
主要因素:
矿井进风和出风两侧空气柱的高度和平均密度
可以,如把回风井井口安置在高处,把进风井井口或平峒口安置在低处;在回风井口修建风塔;多掘和高地表相同的回风井;在回风井和风塔内安装暖气管道等
4-3什么叫通风机的工况点?
如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工况点,举例说明。
通风机工况点就是通风机实际工作点
以轴流式通风机抽出式通风为例:
4-4试述通风机串联或并联工作的目的及适用条件。
通风机串联的目的是增加风压,保持风量不变;适用于风网阻力较大的情况;
通风机并联的目的是保持风压不变,提高风量;适用于风网阻力较小的情况
4-5描述主要通风机特性主要参数有哪些?
物理意义是什么?
风压:
是风流在起点终点间的能量差,是矿井通风的动力
风量:
是单位的时间内通过某断面上的风的容积
功率:
输入功率(单位时间内输给通风机的电能)
输出功率(单位时间内通风机把电能转化为风流压能的大小)
效率:
通风机输出功率与输入功率之比,反映了通风机的实际工作质量
4-6轴流式通风机和离心式通风机的风压和功率特性曲线各有什么特点?
在启动时应注意什么问题?
离心式通风机风压随着风量的增加而增加,而下降较慢,使功率随风量的增加而增加,即矿用离心式通风机的个体功率特性曲线是逐渐上升的,在启动通风机时,为避免启动电流过大而烧毁电机,离心式通风机应关闭闸门在风量最小时启动,启动后再打开闸门;
轴流式通风机风压特性曲线和功率特性曲线都是先减小后增大,最后又减小,在特性曲线的实用阶段,风压随风量的增加而较大地下降,使功率随着风量的增加而减少,即轴流式通风机的个体功率特性曲线的实用段是逐渐下降的,在启动通风机时,应打开闸门在风量最大时启动
4-7主要通风机附属装置各有什么作用?
设计和施工时应符合哪些要求?
反风装置:
使正常风流反向,当发生火灾和瓦斯爆炸时使用;要求在10min内能把矿井风流方向反转过来,而且要求反风后的风量不小于正常风量的60%
防爆门:
当井下发生瓦斯爆炸时,爆炸气浪将防爆门掀起,从而起到保护主扇的作用;要求防爆门不得小于出风井口的断面面积,并正对出风口的风流方向
风峒:
矿井主扇和出风井之间的一段联络巷道;①风峒断面不宜太小,其风速以10m/s为宜,最大不应超过15m/s②风峒的风阻应不大于0.0196Ns/m,风峒的阻力不大于100~200Pa③风峒及其闸门等装置,结构要严密,以防止大量漏风④风峒内应安设测量风速和风流压力的装置
扩散器:
将通风机出风口的速压大部分转变为静压,以减少通风机出口的速压损失,提高通风机的静压
消音装置:
为了保护环境,降低噪音;通风机的噪音不得超过90dB
5-1全风压通风有哪些布置方式?
试简述其优缺点及适用条件。
总风压通风方法:
利用纵向风墙导风,利用风筒导风,利用平行巷道通风
缺点及适用条件:
总风压通风法的最大优点是安全可靠,管理方便,但要有足够的总风压,以克服导风设施的阻力,否则不能采用
5-2简述引射器通风的原理、优缺点及适用条件。
引射器通风原理:
利用压力水力或压缩空气经喷咀高速射出产生射流,周围的空气被卷吸到射流中,为了减少射流与卷吸空气间冲击损失,在混合管内掺混,整流后共同向前运动,使风筒内有风流不断流过
引射器通风具有设备简单、安全,水引射器有利于除尘和降温的优点。
但产生的风压低、送风量小、效率低、费用高,只有在用水砂充填采煤法德矿井中,才可以顺便使用水风扇,为满足掘进通风的风压与风量要求,可用多喷咀进行串联通风
5-3简述压入式通风的排烟过程及其技术要求。
工作面爆破后,烟、尘充满迎头,形成一个炮烟抛掷区,风流由风筒射出后按紊动射流的特性使炮烟被卷吸到射出的风流中,二者掺混共同先前移动
为了能有效地排出炮烟,风筒出口与工作面的距离不能超过有效射柱,否则会在工作面附近出现烟流停滞区,压入式通风风筒出口到工作面的距离约为
≤lj=(4~5)
,lj–有效射程,s–掘进巷道净断面面积,
5-4试述压入式、抽出式通风的优缺点及其适用条件。
优缺点:
对于压入式通风,由于局扇和启动装置都位于新鲜风流中,在瓦斯矿井运转安全;风筒出口风流的有效射程长,排烟能力强,工作面的通风时间短,而且可用柔性风筒。
但污风沿巷道排出,污染范围广,巷道的通风时间长。
抽出式的优缺点恰遇上述相反
适用于断面不大,要求风量不大的巷道中掘进
5-5试述混合式通风的特点与要求?
长压断抽式:
特点:
主要适用于柔性风筒,成本低,除尘器常移动且增大抽出式通风机的通风阻力,除尘效果差时,可使巷道承受一定程度的污染
要求:
以压入式通风为主,靠近工作面一段用抽出式通风,抽出式通风要配备除尘装置,风筒重叠段风速V>0.5m/s(排瓦斯);或V>0.15m/s(除尘)
长抽断压式:
①前压后抽式:
特点:
不需配备除尘装置,不会增加通风阻力,能解决巷道污染问题,整个巷道通风状况较好,抽出式风筒要用带刚性骨架的柔性风筒或硬质风筒,成本高
要求:
以抽出式为主,靠工作面设一段用压入式通风,压入风筒靠近工作面,抽出风筒口在压入风筒的后面,不需配备除尘装置
②前抽后压式:
特点:
工作面污染范围短,但清洗工作面炮烟的能力差,其他特点同前压后抽式
要求:
以抽出式为主,抽出风筒口靠近工作面,巷道中设一段压入式风筒,该风筒出风口在抽出的后面
压入式风筒口与工作面的距离,炮掘进时按lp≤lj=(4~5)
估算;机掘时应该在机组转载点后面一定的距离,吸入式风筒吸口应靠近工作面5米左右
5-6有效射程、有效吸程、炮烟抛掷长度及稀释安全长度的含义是什么?
有效射程:
风流从风筒出口到转向点的距离叫做有效射程(lj)
有效吸程:
抽出式通风方式在风筒吸口附近形成一股流入风筒的风流,离风筒越远风速越小,只能在一定距离以内有吸入炮烟的作用,这段距离称为有效吸程(ls)
炮烟抛掷长度:
工作面爆破后,烟、尘充满迎头,形成一个炮烟抛掷区,这个炮烟抛掷区的长度称为炮烟抛掷区长度
稀释安全长度:
从工作面到炮烟被稀释到安全浓度的距离
5-7可控循环通风的含义及其优缺点、适用条件是什么?
5-8长距离独头巷道通风在技术上有何困难,应如何克服?
5-9试述局部通风机串联、并联的目的、方式和使用条件。
5-10试述风筒有效风量率、漏风率、漏风系数的含义及其相互关系。
5-11试述局部通风设计步骤。
5-12局部通风装备选型的一般原则是什么?
5-13掘进通风安全装备系列化包括哪些内容?
并有什么安全作用?
6-1什么是通风网络?
其主要构成元素是什么?
由若干个风道和交汇点构成的通风网络简称风网
构成元素:
风道和和交汇点(分支和节点)
6-2如何绘制通风网络图?
对于给定矿井其形状是否固定不变?
首先在通风系统图上,沿着风流方向对每个节点依次编号,作为确定风网图上每个节点顺序号的根据,然后根据编号绘制
不是
6-3简述节点、路、回路、网孔、生成树、余树的基本概念的含义。
节点:
指三条或三条以上风道的交点;断面或支护方式不同的两条风道,其分界点有时也可称为节点
路:
是由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路,即某一分支的末节点是下一分支的始节点
回路和网孔:
是由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路,其中有分支者叫回路,无分支者叫网孔
生成树:
它包含风网中全部节点和不构成回路或网孔的一部分分支(M—1个)
余树:
在任一风网的每棵树中,每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔,这种分支叫做余树弦(弦)(N—M+1个)
6-4矿井通风网络中风流流动的基本规律有哪几个?
写出其数学表达式。
风量平衡定律:
(流入风量为正,流出风量为负)
风压平衡定律:
通风阻力定律:
6-5比较串联风路与并联风网的特点。
串联风路特点
风量:
Q串=Q1=Q2=…=Qn,m/s
风压:
h串=h1+h2+…+hn=,Pa
风阻:
R串=R1+R2+…+Rn=,Ns/m
等积孔:
A串=
并联风路特点
风量:
Q并=Q1+Q2…+Qn=,m/s
风压:
h并=h1=h2=…=hn,Pa
风阻:
R并=
等积孔:
A并=A1+A2+…+An=
自然分配风量:
Qm=
6-6写出角联分支的风向判别式,分析影响角联分支风向的因素。
当时Q5由b→c;
当时Q5由c→b;
风流的方向只取决于本风路起末两点风流的能量之差,而这项能量差与R5无关
6-7矿井风量调节的措施可分为哪几类?
比较它们的优缺点。
(1)增加风阻的调节法、降低风阻的调节法、增加风压的调节法,以上三种是局部风量的调节法
①增加风阻调节法具有简便、易行的优点,它是采区内巷道间的主要调节措施,但这种调节法使矿井的总风阻增加,如果主风扇的风压曲线不变,势必造成总风量下降,要想保持总风量不变,就得改变风压曲线,提高风压,增加通风电力费
②降阻调节的优点是使矿井总风阻减少,若主风扇风压曲线不变,采用降阻调节后,矿井总风量增加,但这种调节法工程量较大,投资较多,施工时间也较长
③增压调节法和降阻调节阀比较:
由于前者在阻力较大的风路中安装辅扇,故可不必提高主扇作用于这条风路上的风压,而相当于主扇对于这条风路的风阻下降,这和降阻调节法类似;它比降阻调节法施工快,施工也比较方便,但工程管理较复杂,安全性比较差;通常,前者经济性较好;
④增压调解法和増阻调节法比较:
虽然增压调节法增加辅扇的构置费、安装费、电力费和绕道的开掘费等,但它若能使主扇的电力费降低很多服务时间又长时还是比较经济的,缺点是管理工作比较复杂,安全性较差,施工比较困难
矿井总风量的调节:
改变主扇特性曲线的调节法:
①改变轴流式通风机动轮叶片的安装角
②改变通风机的转速
改变主扇工作风阻的调节法
7-1采区通风系统包括哪些部分?
7-2试比较运输机上山和轨道上山进风的优缺点和适用条件。
7-3何谓下行风?
试从防止瓦斯积聚、防尘及降温角度分析上行风与下行风的优缺点。
7-4试述长壁工作面通风系统有哪些类型?
并阐述其各自的特点和适用性。
8-1井口空气有哪几种加热方式?
简述它们各自的优缺点。
8-2某矿井总进风量为130kg/s,冬季井口空气计算温度为-28℃,采用井口房不密闭的加热方式,冷热风在井口房混合。
混合前的热风温度为30℃,混合后的温度为2℃,热媒为压力343kPa的饱和蒸汽,试选择合适的空气加热器。
8-3某矿井恒温带深度Z0=30m,恒温带温度tr0=15℃,地温率gr=45m/℃,试求该矿井垂深500m处的原岩温度。
8-4某矿一段大巷长100m,巷道断面形状为半圆拱,断面积为14m2,原岩温度为35℃,巷道中平均风温为22℃,围岩与风流间的不稳定换热系数为5.82×10-4kW/(m2·℃)。
求该段巷道围岩放热量。
8-5某一水平掘进巷道,断面积为10m2,采用11kW的局部通风机压人式通风,风筒直径为800mm,局部通风机入口处巷道中的风温为25℃,吸风量为250m3/min,空气密度为1.23kg/m3。
风筒的有效风量率为48%,试计算风筒出口的风温。
8-6某回采工作面风量为600kg/min,空冷器入口空气温度为31℃,相对湿度为88%,大气压为101325Pa。
欲使空冷器出口风温为24℃,相对湿度为100%,求空冷器的供冷量。
8-7高温矿井选择矿井通风系统时,一般应考虑哪些原则?
8-8简述通风降温的作用及效果。
8-9简述矿井集中空调系统设计的内容和步骤。
8-10矿井集中式空调系统有哪几种类型?
各有什么优缺点?
9-1通风系统包括哪些部分?
9-2简述拟定矿井通风系统的原则和要求。
9-3从防止瓦斯积聚、防尘降温等角度分析采煤工作面上行风与下行风各自的优缺点。
9-4矿井通风系统主要有哪几种类型?
说明其特点及适用条件。
9-5试述矿井通风系统安全性评价的目的和作用。
10-1什么是矿井瓦斯?
10-2试述瓦斯的主要物理及化学性质。
了解这些性质对于预防处理瓦斯危害有何意义?
10-3瓦斯是如何生成的,煤体内实际含有的瓦斯量是否等于生成量?
10-4瓦斯在煤内存在的形态有哪些?
相互之间有何关系?
主要存在形态是什?
10-5怎样确定瓦斯风化带的深度?
确定瓦斯风化带深度有何实际意义?
10-6影响煤层瓦斯含量的因素有哪些?
10-7测定煤层瓦斯压力有何意义?
如何测定?
10-8为什么瓦斯能连续、持久地从煤内涌出?
10-9某采区的月产量为9000t,月工作日为30天,测得该采区的回风量为480m3/min,瓦斯浓度为16%。
求该采区的瓦斯涌出量。
10-10影响瓦斯涌出量的因素有哪些?
10-11怎样从开采技术因素方面降低瓦斯的涌出量和瓦斯涌出的不均匀性?
10-12地面大气压和风量变化对瓦斯涌出的影响如何?
10-13矿井瓦斯等级分几级?
如何鉴定矿井的瓦斯等级?
10-14预防和治理瓦斯喷出的主要技术措施有哪些?
10-15煤与瓦斯突出有何特点和危害?
10-16煤与瓦斯突出的机理是什么?
10-17突出的一般规律有哪些?
如何确定矿井和煤层是否有突出危险?
10-18为什么开采保护层是最有效的预防突出的措施?
怎样划定保护范围?
10-19局部防突措施有哪些?
10-20瓦斯爆炸的危害及影响瓦斯爆炸范围的因素有哪些?
10-21某火区内可燃气体的成分为3.5%CH4,0.02%C3H8,0.04%C2H4,0.06%H2,另外,O2为18%,这个火区内有无爆炸危险?
10-22试述瓦斯与煤尘爆炸的异同点?
10-23何谓瓦斯的引火延迟性?
煤矿生产中如何利用这一特性?
10-24煤矿井下哪些地点以及什么条件下最容易发生瓦斯燃烧爆炸事故?
10-25为什么未卸压的本煤层抽放方法,在我国大多数煤田很难采用?
10-26影响瓦斯抽放的重要参数有哪些?
11-1什么叫矿井火灾?
它分哪几类?
各有何特点?
11-2试述煤炭自燃的充要条件。
11-3试述煤炭自燃的影响因素。
11-4煤炭自燃发展过程有哪几个阶段?
各阶段有何特征?
11-5我国煤的自燃倾向性分哪几个等级?
它们是如何确定的?
11-6试述自燃火灾预报的方法、要求及注意事项。
11-7试述利用风压调节法防火的具体措施。
11-8试述预防性灌浆时泥浆的作用、制备和灌浆方法。
11-9直接灭火法有哪些?
常用的防灭火材料有哪些?
11-10试述火风压的概念及特性。
如何计算火风压?
12-1何谓矿尘?
它的危害有哪些?
12-2表示矿尘颗粒大小的指标有哪些?
它们对衡量矿尘的危害性有何影响?
12-3矿尘的湿润性和荷电性对防尘、降尘有何作用?
12-4矿山尘肺病分为哪几类?
12-5粉尘在人体呼吸系统内的运移规律是什么?
12-6影响尘肺病的发病因素有哪些?
12-7煤尘爆炸的条件及过程是什么?
12-8影响煤尘爆炸的因素有哪些?
12-9撒布惰性岩粉时对岩粉有何要求?
12-10试述综合防尘措施。
12-11何谓最低及最优排尘风速?
13-1矿山救护队的任务有哪些?
13-2AHG—4A型氧气呼吸器主要由哪些系统组成?
13-3简述AHG—4A型氧气呼吸器的工作原理。
13-4发生事故时,在场人员的行动原则是什么?
13-5井下发生爆炸、火灾、水灾事故时,人员应怎样撤出灾区?
13-6避难硐室有几种?
如何构筑临时避难硐室?
避难待救时应注意什么?
13-7什么是压风自救装置?
13-8试述AZL—60型过滤式自救器的佩戴方法步骤。
13-9试述AZH—40型化学氧自救器的工作原理。
13-10佩戴自救器时应注意哪些事项?
13-11试述对中毒、窒息人员的急救方法。
13-12简述口对口吹气人工呼吸法。
13-13试述对溺水者的急救方法。
14-1简述井下防治水的主要措施。
14-2探放水的原则是什么?
14-3在哪些情况下必须设防水煤柱?
14-4在哪些情况下必须设置水闸墙?
在设计和修筑水闸墙时有哪些要求?
14-5注浆堵水材料有哪些?
14-6矿井突水征兆有哪些?