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2008级采矿定单矿井通风与安全复习题


《矿井通风与安全》试题 矿井通风与安全》
一、基本概念
几组重要数据: 1. 几组重要数据: 1) 采掘工作面的进风流中,氧气的浓度不得低于 20%,二氧化碳浓度不得超过 0.5%。 氧气的浓度不得低于 20%,二氧化碳浓度不得超过 0.5% %, 2) 《规程》规定,矿井至少要有 2 个安全出口 《规程》规定:主要通风机必须安装有 矿井至少要有 个安全出口。

反风设备,必须能在 10 分钟 分钟内改变巷道中的风流方向。 3) 《规程》规定,矿井空气最高容许干球温度为 28℃。 采掘工作面最高温度 26℃,机 矿井空气最高容许干球温度为 28℃ 26℃ 30℃ 电硐室最高允许温度 30℃,通常认为最适宜的井下空气温度是 15-20℃,较适宜的相 对湿度为 50-60%。 串联通风的两个掘进工作面, 进入串联工作面的风流中, 进入串联工作面的风流中, 瓦斯和二氧化碳浓度都不得 瓦斯和二氧化碳浓度都不得 4) 串联通风的两个掘进工作面, 6m/s。 超过 0.5 %。采区进回风巷的最高允许风速为 6m/s 5) 瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度达到 2%,体积超过 0.5m3 的现象。采区回风巷风流中瓦 %,体积超过 的现象。 斯浓度超过 1.0%或二氧化碳浓度超过 1.5% 都必须停止工作,撤出人员,采取措施, 进行处理。当空气中氧气浓度低于 12%时,瓦斯遇火时一般不会爆炸。 空气中氧气浓度低于 12%时 瓦斯遇火时一般不会爆炸。 6) 压入式局部通风机 压入式局部通风机和启动装置,必须安装在进风巷道中,距掘进巷道回风口不得小于 距掘进巷道回风口不得小于 10 米。 7) 呼吸性粉尘是指粒径在 5μm 以下 以下,能被吸入人体肺泡区的浮尘。风速中属于最佳排 风速中属于最佳排 m/s。 尘风速的是 2 m/s。 8) 已知某矿相对瓦斯涌出量是 10m3/t, 对瓦斯涌出量是 40m3/min, 10m /t, /min, 在采掘过程中曾发 绝 生过一次煤与瓦斯突出事故,则该矿属于煤与瓦斯突出矿井。 一次煤与瓦斯突出事故,则该矿属于煤与瓦斯突出矿井。 一次煤与瓦斯突出事故 9) 2. 在紊流条件下,摩擦阻力和局部阻力均与风量的平方成正比。故可写成一般形式:h=RQ2 Pa 。对于特定井巷,R 为定值。用纵坐标表示通风阻力(或压力),横坐标表示通过风量, 当风阻为 R 时,则每一风量 Qi 值,便有一阻力 hi 值与之对应,根据坐标点(Qi,hi)即 可画出一条抛物线。这条曲线就叫该井巷的阻力特性曲线 阻力特性曲线。风阻 R 越大,曲线越陡。 阻力特性曲线 3. 我国常用矿井等积孔 等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。假定在无限空间有一薄壁,在 等积孔 薄壁上开一面积为 A(m2)的孔口。当孔口通过的风量等于矿井风量,且孔口两侧的风压差 等于矿井通风阻力时,则孔口面积 A 称为该矿井的等积孔。 A = 1.19 Q , A = 1.19 ; Rm hRm
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当 A>2,容易;A =1- 2,中等;A<1困难。 4. 矿井空气主要是由氮气、氧气和二氧化碳等气体组成的。矿井通风的主要任务 矿井通风的主要任务是:满足 矿井通风的主要任务 人的呼吸需要;稀释和排出有毒有害气体和矿尘等;调节矿井气候。 5. 矿井气候 矿井气候是矿井空气的温度、湿度和风速的综合作用。 6. 风流在通风网路中流动时,都遵守风量平衡定律、风压平衡定律和阻力定律。它们反映 了通风网路中三个最主要通风参数——风量、风压和风阻间的相互关系,是复杂通风网 路解算的理论基础。 7. 矿井通风系统是指风流由进风井进入矿井,经过井下各用风场所,然后从回风井排出, 风流流经的整个路线及其配套的通风设施称为矿井通风系统。 8. 矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。当巷道的断面发生变化或风流的方向发生变化 时,会导致局部阻力的产生。用以克服通风阻力的通风动力包括机械风压和自然风压。 9. 防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风机的安全设施。作用有三:一是 保护风机;二是当风机停止运转是,打开防爆门,可使矿井保持自然通风;三是防止风 流短路的作用; 10. 测定风流中点压力的常用仪器是压差计和皮托管。皮托管的用途是承受和传递压力,其 “+”管脚传递绝对全压,“-”管脚传递绝对静压。使用时皮托管的中心孔必须正对 风流方向。 11. 通风网路中各分支的基本联结形式有串联,并联和角联,不同的联接形式具有不同的通 风特性和安全效果。串联巷道各处的风量是相等的;并联巷道各分支的风压是相等的。 12. 井巷中的风速常用风表测定。我国煤矿测风员通常使用侧身法测风,其方法是:测风员 背向巷壁,手持风表在断面上按一定线路均匀移动。 13. 矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和离心式两种;按服务范围不同可分为 主要通风机、辅助通风机和局部通风机。局部通风机的通风方式有压入式、抽出式和混 合式 三种。 (G4-73-11 No 25 D) (B D K 85 8 NO24)型号参数的含义? 14. 矿井主通风机扩散器的主要作用是降低出口动压提高风机静压 矿井通风设施按其作用不 降低出口动压提高 降低出口动压提 风机静压。 同可分为引风设施、隔风设施。 15. 矿井五大自然灾害是指火灾、水灾、矿尘、顶板冒落事故和瓦斯事故 火灾、 火灾 水灾、矿尘、顶板冒落事故和瓦斯事故。 16. 保护层 保护层是指为消除或消弱相邻煤层的突出或冲击地压危险而先开采的煤层或矿层。 17. 瓦斯在煤体中存在的状态有游离态和吸附态两种。矿井瓦斯涌出形式有普通涌出和特殊 涌出。根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式,我们可以把瓦 矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量 矿井相对瓦斯涌出量

斯矿井划分为低瓦斯矿井、高瓦斯矿井和突出矿井。 18. “一炮三检”是指装药前、放炮前和放炮后必须检查放炮地点附近的瓦斯浓度。 19. 煤尘爆炸必须同时具备四个条件:煤尘具有可爆性、煤尘必须悬浮于空气中并达到一定 浓度高温火源且持续一定时间和足够的氧气。预防煤尘爆炸和限制爆炸范围扩大的措施 有降尘措施、防止引燃措施和限制煤尘爆炸范围扩大的措施。 20. 预防煤炭自然火灾主要有四个方面的措施,即:开拓开采技术措施、防止漏风措施施、 阻化剂防火措施和预防性灌浆措施。 21. 均压法也叫调节风压法。均压法防止漏风的实质是降低或消除漏风通道两端的风压差。 22. 煤炭自燃必须具备的条件是:煤本身具有自燃倾向性;煤呈碎裂状态存在;连续适量地 供给空气(氧气) ;散热条件差,热量易于积聚。 23. 井下防治水的措施可概括为 6 个字,即:查 、测、探、放 、截、堵 。 24. 防水墙是井下防水、截水的一种设施,根据防水墙的服务时间的长短和作用不同,可分 为临时防水墙和永久防水墙。 25. 在瓦斯喷出区域,高瓦斯矿井,煤岩与瓦斯突出矿井中,掘进工作面的局部通风机应采 用的三专是:专用变压器、专门开关专用线路三专供电。 26. 三专两闭锁中的三专是指专用开关、专用电缆和专用变压器。一通三防中的三防是指防 火、防尘和防瓦斯。 27. 地下水源包括含水层水、断层水和老空区积水。井下探放水的原则是有疑必探 ,先探后 有疑必探 掘。 28. 自救器按其作用原理不同,可分为过滤式自救器和隔离式自救器。 29. 两条风阻值相等的巷道,若按串联和并联 2 种不同的连接方式构成串联和并联网络,其 总阻值相差 8 倍。 30. 我国矿井主通风机的主要工作方法是抽出式。掘进工作面局部通风通风机的最常用的工 作方法是压入式。 31. 通风压力与通风阻力的关系是作用力于反作用力。 32. 为了提高爆破效果和保证安全爆破,炮眼装药后必须装填水炮泥。 33. “一通三防”中的“三防”是指防瓦斯、防尘和防火。 34. 当空气中混入可爆炸性煤尘或可燃气体时,瓦斯爆炸的下限将会下降。 35. 风桥的作用是把同一水平相交的一条进风巷和一条回风巷的风流隔开。进、回风井之间 和主要进、回风巷之间的每个联络巷中,必须砌筑永久挡风墙。

二、问答题

1. 矿井通风的基本任务是什么? 答:矿井通风的任务是:满足人的生理需要;稀释并排出有毒有害气体和矿尘等;调节 矿井气候; 2. 地面空气进入矿井后,其成分和性质发生哪些变化? 答:混入各种有害气体;混入矿尘;氧气含量减少;空气温度、湿度和压力发生变化; 3. 为了防止有害气体的危害,我们应该采取哪些措施? 答: (1)加强通风稀释瓦斯; (2)坚持检查争取主动; (3)喷雾洒水减少生成; (4)禁 入险区避免窒息; (5)及时抢救减少伤亡; (6)抽放瓦斯变害为宝; 4. 为什么目前我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式。 答:这是由于压入式通风具有安全性好;有效射程大,排烟和瓦斯能力强;能适应各类 风筒;风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用;所以目前我国煤矿掘进通风广泛 使用压入式局部通风机的方式。 5. 简述用风表测风的具体操作方法。 答:先将指针回零,使风表迎向风流,并与风流方向垂直,待翼轮转到正常后,同时打 开计数器和秒表,在 1 分钟时间内走完全部路程或测完全部方格,同时关闭风表和秒表, 读指针读数,计算风速。 6. 给矿井或各用风点配风时,所配给的风量需要符合《规程》的哪些规定? 答:氧气含量的规定;瓦斯、二氧化碳等有害气体安全浓度的规定;风流速度的规定; 空气温度的规定;空气中悬浮粉尘安全浓度的规定; 7. 什么叫保护层和被保护层? 答:保护层是指为消除或消弱相邻煤层的突出或冲击地压危险而先开采的煤层或矿层。 被保护层是指滞后开采的具有突出或冲击地压危险的煤层。 8. 简述采煤机附近瓦斯积聚的处理方法. 答:加大工作面的进风量;提高工作面回风流中的瓦斯允许浓度;抽放瓦斯;安装局部 通风机或水力引射器; 9. 瓦斯突出的危害是什么? 答:能使采掘工作面或井巷中充满瓦斯,造成窒息和爆炸的条件;能破坏通风系统,造 成风流紊乱或短时间的逆转;能堵塞巷道、破坏支架、埋没设备、摧毁设施和人员伤亡。 10. 简述煤与瓦斯突出的预兆?

答:有声预兆:响煤炮和支架发生折裂声。无声预兆:煤层结构与构造变化、地压显现、 瓦斯涌出异常和气温变化。 11. 采煤工作面上隅角瓦斯积聚的原因是什么,如何处理? 答:原因是:瓦斯密度小,易于上浮;上隅角是采空区漏风的主要出口,采空区的瓦斯 容易被漏风带出;工作面上隅角的出口风流直角拐弯,已形成涡流区,瓦斯难以被风流 带走。处理方法是:引导风流带走上隅角瓦斯;利用局部通风机或引射器排除上隅角瓦 斯;改变采区通风系统排除上隅角瓦斯;改变采空区漏风方向带走瓦斯。 12. 煤尘爆炸必须具备哪些条件? 答:煤尘本身具有爆炸性;有充足的氧气;悬浮在空气中的煤尘达到一定的浓度;存在 引爆热源。 13. 影响尘肺病发病的因素主要有哪些? 答:矿尘中游离的二氧化硅含量、矿尘粒度、矿尘浓度、接触矿尘的作业时间、矿尘中 的有害微量元素和自身因素。 14. 内因火灾多发生在哪些地方? 答: (1)采空区。 (2)巷道两侧受地压破坏的煤柱。 (3)巷道中堆积的浮煤或片帮冒顶 处。 (4)与地面老窑的连通处。 15. 矿井通风阻力包括哪两种,如何降低摩擦阻力? 答: 包括摩擦阻力与局部阻力。巷道摩擦阻力系数的大小和巷道长度无关。降低摩擦阻 力的措施有: (1)提高井巷壁面的平整光滑度,降低摩擦阻力系数; (2)优化设计,准 确施工,缩短井巷长度; (3)合理的选择井巷断面形状,减少周边长度; (4)扩大巷道 断面,降低摩擦风阻; (5)风量不宜过大,满足设计要求即可 。 16. 发生风流逆转和逆退的原因是什么?如何防止风流逆转和逆退? 17. 比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。 18. 矿井通风网络图主要有哪些部分组成?绘制矿井通风网络图的一般步骤? 19. 各类矿井通风系统的优缺点及适用条件? 20. 目前我国大部分矿井的主要通风机为什么都采用抽出式通风? 答:由于抽出式通风机的主要进风道不需要安装风门,利于运输和行人,通风管理工作 方便容易;在瓦斯矿井采用抽出式通风,当主通风机因故停止运转,短时间内会抑制矿 井瓦斯的涌出,有利于矿井安全生产。因此,目前我国大部分矿井都采用抽出式通风。
3 21. 已知某矿井总回风量为 4500 m /min,瓦斯浓度为 0.6%,日产量为 4000 t,试求该矿井

的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。 并确定该矿瓦斯等级 (该矿无煤与瓦斯突出现象) 。 22. 如图所示的并联风网, 已知各分支风阻: 1=1.18, 2=0.58 N?s2/m8, R R 总风量 Q=48 m /s, 巷道断面的面积均为 5 m2,求: (1)分支 1 和 2 中的自然分配风量 Q1 和 Q2; (2)若分支 1 需风量为 15 m /s,分支 2 需风量为 33 m /s,若采用风窗调节,试确定风窗的位置和开 口面积。 23. 何谓采煤工作面上行通风与下行通风 上行通风与下行通风是指风流方向与采煤工作面的关系而言。 当采煤工作面进风巷道 低于回风巷时,采煤工作面的风流沿倾斜向上流动,称为上行通风,否则为下行通风。 两种通风方式的优缺点如下: (1)采煤工作面的瓦斯比空气轻,其自然流动的方向和 上行风的方向一致,在正常风速(大于 0.5-0.8m/s)下,瓦斯分层流动和局部积存的可 能性小,下行风的方向与瓦斯自然流向相反,二者容易混合且不易出现瓦斯分层流动和 局部积存的现象。 (2)采用上行风时,须先把采区的进风流导至采区下部进风巷,然后 进入工作面,流经的路线较长,风流会由压缩和地温加热而升温;又因巷道中机电设备 散发的热量也加入风流中,故上行风比下行风工作面的温度要高。 (3)采用上行风,采 区进风流和回风流之间产生的自然风压和机械风压的作用方向相同;而下行风,其作用 方向相反,故下行风比上行风所需要的机械风压要大;而且,主要通风机一旦因故停转, 工作面的下行风风流就有停风或反风的可能。 (4)工作面一旦起火,所产生的火风压和 下行风工作面的机械风压作用方向相反,会使工作面的风量减少,瓦斯浓度增加,故下 行风在起火点瓦斯爆炸的可能性要比上行风大。 24. 什么是瓦斯风化带,瓦斯风化带下界深度如何确定? 煤层内的瓦斯呈现出垂直分带特征,一般将煤层由露头自上而下分为四个带:CO2-N2 带, N2 带,N2-CH4 带,CH4 带,前三带总称为瓦斯风化带。 瓦斯风化带下界深度可以根据下列指标中的任何一项确定: (1)煤层内的瓦斯压力位 0.1-0.15MPa; (2)煤层的相对瓦斯涌出量等于 2-3m3/t 处; (3)煤层内的瓦斯组份中甲 烷及重烃浓度总和达到 80%(体积比)(4)煤的瓦斯含量达到下列数值处:长焰煤 ; 1.0-1.5m3/t(C.M.),气煤 1.5-2.0m3/t(C.M.) ,肥煤与焦煤 2.0-2.5m3/t(C.M.) ,瘦 煤 2.5-3.0m3/t(C.M.), 贫煤 3.0-4.0m3/t(C.M.),无烟煤 5.0-7.0m3/t(C.M.)(此处的 C.M.是指煤种可燃质,即固定碳和挥发份) 25. 矿尘的危害性有哪些?并简述矿井综合防尘的措施。 矿尘具有很大的危害性,表现在以下几个方面:(1)污染工作场所,危害人体健康,引
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起职业病。?(2)某些矿尘(如煤尘、硫化尘)在一定条件下可以爆炸。(3)加速机械磨损,缩 短精密仪器使用寿命。(4)降低工作场所能见度,增加工伤事故的发生。 目前,煤矿大体将综合防尘技术措施分为通风除尘、湿式作业、密闭抽尘、净化风流、 个体防护及一些特殊的降除尘措施。 (1)通风除尘:通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出,降低作业场所的矿尘 浓度,因此搞好矿井通风能有效地稀释和及时地排出矿尘。 (2)湿式作业:利用水或其他液体,使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法,是矿井综 合防尘的主要技术措施之一。 (3)净化风流:净化风流是使京杭中含尘空气通过一定的设施或设备,将矿尘捕获的 技术措施,目前主要是水幕和湿式除尘装置。 (4)个体防护:通过佩戴各种防护面具以减少人体粉尘的最后一道措施。 26. 单角联风网(见课本P93 图5-2-5),如何判断该角联分支风流的方向?如何从通风能量的 角度减少角联风路的漏风? 27. 山东科技大学矿井通风与安全精确课程试卷A/B卷计算题同类型的题目在考试题A.B卷中 出现一半,网址:http://jpkc.sdust.edu.cn/tfaq/shijuan.html


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