中国矿业大学矿井通风与安全复习题(全)文档格式.doc

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“CO2－N2”、“N2”、“N2-CH4”三带统称瓦斯风化带。

瓦斯风化带的井、区为低瓦斯井、区。

甲烷带：

位于瓦斯风化带下边界以下的瓦斯带。

甲烷带煤层瓦斯压力、含量随埋藏深度的增加而增长，存在特殊瓦斯涌出形式：

瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。

煤的孔隙特征

煤的孔隙分类：

微孔：

直径<

0.01µ

m，构成煤中的吸附容积

小孔：

直径＝0.01µ

m～0.1µ

m，构成毛细管凝结和瓦斯扩散空间

中孔：

直径＝0.1µ

m～1.0µ

m，构成缓慢的层流渗透区间

大孔：

直径＝1.0µ

m～100µ

m，构成强烈的层流渗透区间

可见孔与裂隙：

直径>

100µ

m，构成层流与紊流混合渗透的区间

渗透容积：

小孔至可见孔的孔隙体积之和

煤的孔隙率：

吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，总孔隙体积占煤的体积的百分比成为煤的孔隙率

△煤层瓦斯压力

概念：

煤层裂隙和孔隙由于气体分子热运动撞击所产生的作用力

意义：

煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量、瓦斯流动动力高低以与瓦斯动力现象的基本参数

测量原理：

打一穿透待测煤层（或直接打在煤层中）的钻孔，插入一根测压管（5mm一12mm的铜管或10mm～13mm的镀锌铁管）后再把钻孔封堵好，在测压管的外端接上压力表，待压力稳定后就可以读取瓦斯压力值

△煤层瓦斯含量：

单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量（标准状态下的瓦斯体积），包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分

影响因素

煤岩结构（如透气性）和物理化学特性（如吸附性能）；

成煤后的地质运动和地质构造；

煤层的赋存条件。

煤层瓦斯流场分类

煤层瓦斯流动的空间称为煤层瓦斯流场，在流场瓦斯具有流向、流速和压力梯度和浓度梯度

矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产建设过程中涌进巷道或管道的瓦斯量

△绝对瓦斯涌出量：

单位时间涌入巷道的瓦斯量，以体积表示，单位为m3/min或m3/d

△相对瓦斯涌出量：

每采一吨煤平均涌出的瓦斯量，单位是m3/t。

△矿井瓦斯涌出不均系数：

矿井绝对瓦斯涌出量峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。

（一）低瓦斯矿井：

矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。

（二）高瓦斯矿井：

矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。

（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。

煤与瓦斯突出矿井:

矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井煤层定为突出煤层。

△煤与瓦斯突出：

指煤与瓦斯在一个很短的时间突然地连续地自煤壁暴露面抛向巷道空间所引起的动力现象。

煤与瓦斯突出是煤矿最严重的灾害之一

突出的基本特征：

（1）抛出的固体物具有明显的气体搬运特征。

（2）突出物中呈现出明显的高压气体爆炸的特征

（3）突出的孔洞具有一些特殊的形状。

（4）突出过程中伴随有大量的瓦斯涌出。

四位一体：

突出危险性预测；

防治突出

-

措施；

防突措施的效果检验；

安全防护措施。

△保护层与被保护层：

在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。

保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。

矿井火灾：

是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧，是煤矿生产中的主要自然灾害之一。

△火风压：

在矿井中，火灾产生的热动力是一种浮升力，这种浮力效应就被称为火风压。

火风压就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的自然风压的增量。

火风压的作用：

高温火烟对矿井通风的影响就好象在其流过的上行或下行巷道里安设了局部通风机一样，它们的作用方向在上行风路中与烟流方向一样，在下行风路中则相反。

节流效应矿井火灾时期，由于火烟的热力作用等的影响，主干风路以与旁侧支路中的风量往往会随着火势的发展而发生变化。

如果由于火灾的发生，主干风路的进风量可能下降，这种现象称之为节流效应

自热温度：

也称临界温度，是能使煤自发燃烧的最低温度。

煤炭自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力和发热能力，是煤发生自燃能力总的量度。

△煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温度）所需要的时间。

均压防灭火是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的。

△开区均压通常是指在生产工作面建立的均压系统，其特点是在保证工作面所需通风风量的条件下，通过通风调节实施，尽量减少向采空区漏风，抑制煤的自燃，防止一氧化碳等有毒有害气体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。

△闭区均压就是对已经封闭的区域进行均压，它一方面可以防止封闭区中的煤炭自燃，又可加速封闭火区的熄灭速度。

粉尘在矿井生产过程中所产生的各种岩矿微粒统称矿尘

△浮尘飞扬在空气中的矿尘

积尘从空气中沉降下来的矿尘

△呼吸性粉尘是指能在人体肺泡沉积的，粒径在5~7微米以下的粉尘，特别是2微米以下的粉尘。

矿尘浓度（C），悬浮于单位体积空气中的矿尘量，mg/m3；

产尘强度（G），单位时间进入矿空气中的矿尘量，mg/min；

相对产尘强度（G’）每采掘一吨矿（岩）所产生的矿尘量，mg/t。

△矿尘的分散度：

在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的百分比。

△综合防尘

一、通风除尘

二、湿式作业

1、湿式凿岩、钻眼

2、洒水与喷雾洒水

3、掘进机喷雾洒水

4、采煤机喷雾洒水

5、综放工作面喷雾洒水

6、水炮泥和水封爆破

三、净化风流

1、水幕净化风流

2、湿式除尘装置

四、个体防护

节点：

是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。

分支:

是两节点间的连线，也叫风道，在风网图上，用单线表示分支。

其方向即为风流的方向，箭头由始节点指向末节点。

路:

是由若干方向一样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一样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。

假分支:

是风阻为零的虚拟分支。

一般是指通风机出口到进风井口虚拟的一段分支。

生成树:

它包括风网中全部节点而不构成回路或网孔的一部分分支构成的图形。

每一种风网都可选出若干生成树。

弦:

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，这种分支叫做弦（又名余树弦）。

△防爆门：

1、何谓矿井通风?

矿井通风的基本任务是什么?

矿井通风目的是为井下各工作地点提供足够的新鲜空气，使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的气候条件。

矿井通风系统通常被称为矿井的心脏与动脉。

矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。

2、目前我国煤矿掘进通风广泛采用压入式局部通风机通风方式，为什么？

（与第3题类似）

（1）压入式通风时，局部通风机与其附属电气设备均布置在新鲜风流中，污风不通过局部通风机，安全性好；

而抽出式通风时，含瓦斯的污风通过局部通风机，若局部通风机防爆性能出现问题，则非常危险。

（2）压入式通风风筒出口风速和有效射程均较大，可防止瓦斯层状积聚，且因风速较大而提高散热效果。

而抽出式通风有效吸程小，掘进施工中难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之。

与压入式通风相比，抽出式风量小，工作面排污风所需时间长、速度慢。

（3）压入式通风时，掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面方向排走，而用抽出式通风时，巷道壁面涌出的瓦斯随风流流向工作面，安全性较差。

（4）抽出式通风时，新鲜风流沿巷道进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；

而压入式通风时，污风沿巷道缓慢排出，掘进巷道越长，排污风速越慢，受污染时间越久。

这种情况在大断面长距离巷道掘进中尤为突出。

（5）压入式通风可用柔性风筒，其成本低、重量轻，便于运输，而抽出式通风的风筒承受负压作用，

必须使用刚性或带刚性骨架的可伸缩风筒，成本高，重量大，运输不便。

3、用图说明压入和抽出式局部通风的工作方法，并比较压入式和抽出式局部通风方式的优缺点。

依次为压入式，抽出式

压入式局部通风与抽出式局部通风的优缺点比较如下：

1）抽出式通风时，污浊风流必须通过局部通风机，极不安全。

而压入式通风时，局部通风机安设在新鲜风流中，通过局通风机的为新鲜风流，故安全性高；

2）压入式通风风筒出口射流的有效射程大，排出工作面炮烟和瓦斯的能力强。

而抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差；

3）压入式通风时炮烟沿巷道流动，劳动卫生条件较差，而且排出炮烟的时间较长。

而抽出式通风由于炮烟从风筒中排出，不污染巷道中的空气，故劳动卫生条件好；

4）压入式通风可以使用柔性风筒，便于搬运，抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒；

从以上比较可以看出，两种通风方式各有利弊。

但压入式通风安全可靠性较好，故在煤矿中得到广泛应用。

4、什么叫全压?

全压、静压和动压三者的关系式是怎样的？

风流的点压力是指在井巷和通风管道风流中某个点的压力，就其形成的特征来说，可分为静压、动压和全压。

风流中某一点的静压和动压之和称为全压。

根据压力的两种计算基准，某点i的静压又分为绝对静压（Pi）和相对静压（hi），同理，全压也可分绝对全压和相对全压。

5、什么叫等积孔?

它有什么用处？

一个矿井等积孔的大小说明了什么问题?

作用：

用一个与井巷风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。

矿井等积孔仅仅是评定矿井通风难易程度的一个指标，它并不能全面地反映矿井通风难易程度。

等积孔值越小说明矿井或井筒通风越困难。

☆6、什么叫自然风压?

自然风压有哪些主要特性?

矿井自然风压能否代替矿井机械通风，说明理由。

机械风压和自然风压都是矿井通风的动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气沿巷道流动。

但自然风压一般较小且随季节变化，难以满足矿井通风的要求，因此我国《规程》第一百二十一条规定：

矿井必须采用机械通风。

故我国煤矿已普遍使用主要通风机进行机械通风，使矿井通风条件得到了根本保证和改善。

7、什么叫风量自然分配？

在并联网络中，流入各分支巷道的风量受哪些因素的制约？

自然分配的风量不能满足生产要求时，怎么办?

在风速不超限的条件下，这些复杂风网中各条分支通过的风量任其自然分配（即为自然分配的风量），是未知数，需通过计算确定。

在矿井通风网络中，风流按照巷道风阻的匹配关系，分配到各作业地点的风量，往往不能满足要求，需要采取控制与调节风量的措施。

☆8、简述矿井通风风量调节的方法。

风量调节按照其围的大小，可分为局部风量调节和矿井总风量调节。

（1）局部风量调节

增阻调节法

降阻调节法

增压调节法

（2）矿井总风量调节

改变主要通风机的特性曲线

改变主要通风机的工作风阻曲线

9.预防瓦斯爆炸主要有哪三个方面的措施？

如何预防瓦斯积聚？

（1）防止瓦斯积聚的措施

所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2％，其体积超过0.5m3的现象。

a搞好通风

b与时安全地处理积聚瓦斯

c分源治理瓦斯

d严格井下瓦斯浓度的检查与检测

（2）防止瓦斯引燃措施

防止瓦斯引燃的措施是严禁和杜绝一切火源，严格管理和控制生产中可能发生的火、热源，防止它的产生或限制其引燃瓦斯的能力。

（3）防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施

a编制预防和处理瓦斯爆炸事故计划。

使矿工熟悉这个计划，掌握预防瓦斯的基本知识和有关的规章制度。

b实行分区通风。

各水平、各采区都必须布置单独的回风道，回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。

这样一条通风系统的破坏将不致影响其它区域。

c通风系统力求简单。

入风流与回风流的布置应保证当发生瓦斯爆炸时不会发生短路。

不用的巷道都要与时封闭。

d装有主扇的出风井口，应安装防爆门，防止爆炸波冲毁扇风机，影响救灾与恢复通风。

e各回采面、采区，各翼均有隔爆措施。

f设立避灾峒室，配带自救器。

10．煤炭自然的发展过程大致分为那几个阶段，各有何特征？

煤炭自燃过程：

大体分为3个阶段：

①潜伏期；

②自热期；

③燃烧期。

11.简述煤与瓦斯突出发生的一般规律和预防的主要技术措施？

（1）突出发生在一定深度上。

随着深度增加，突出的危险性增加，这表现为突出次数增多、突出强度增大、突出煤层数增加，突出危险区域扩大。

（2）突出次数和强度，随着煤层厚度特别是软分层的厚度的增加而增多。

（3）突出的气体主要是甲烷，个别矿区突出气体是CO2突出危险煤层开采时的相对瓦斯涌出量都在10m3/t以上，突出发生在高瓦斯矿。

同一煤层，瓦斯压力越高，突出危险性越大。

不同煤层，瓦斯压力与突出危险性之间无直接关系。

（4）突出煤层的特点是煤的力学强度低、变化大，透气系数小于10m2/MPa2.d，瓦斯放散速度高，湿度小，层理紊乱，遭地质构造力严重破坏的“构造煤”。

（5）煤自重的影响。

突出的次数有随着煤层倾角的增大而增加的趋势。

（6）突出危险区呈带状分布。

突出与地质构造有密切关系。

（7）绝大多数突出发生在落煤时，尤其在爆破时。

其中放炮诱导突出作用最强，此外，水力冲刷，风镐落煤,手镐落煤都引起过突出。

（8）大多数突出都有预兆

地压显现方面的预兆：

煤炮声，支架声响，岩煤开裂，掉碴，底鼓，煤岩自行剥落，煤壁颤动，钻孔变形，垮孔顶钻，夹钻杆，钻机过负荷等

瓦斯涌出方面的预兆：

瓦斯涌出异常，瓦斯浓度忽大忽小，煤尘增大，气温、气味异常，打钻喷瓦斯、喷煤、哨声、风声、蜂鸣声等

煤层结构与构造方面的预兆，层理紊乱，煤强度松软或不均匀，煤暗淡无光泽，煤厚增大，倾角变陡，挤压褶曲，波状隆起，煤体干燥，顶底板阶梯凸起，断层等。

9）突出危险性随着硬而厚的围岩存在而增高。

防突措施可以分为两大类：

1）区域性防突措施：

实施以后可使较大围煤层消除突出危险性的措施；

2）局部性防突措施：

实施以后可使局部区域（如掘进工作面）消除突出危险性的措施。

防治突出技术归纳为“四位一体”的综合性防突措施：

防治突出措施；

防突措施的效果检验安全防护措施。

12阐述煤尘爆炸的必要条件和爆炸特征？

煤尘爆炸的必要条件1煤尘自身具有爆炸性，2悬浮在空气中并具有一定的浓度，3有引燃煤尘爆炸的热源

煤尘爆炸特征

（1）易产生连续爆炸

（2）产生粘块与皮渣（3）产生大量有毒有害气体（4）挥发分含量减少

13风流发生紊乱的原因，防治措施？

一、填空题

1、矿井空气主要是由_______、_______和二氧化碳等气体组成的。

2、矿井通风的主要任务是：

_______；

稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；

调节矿井气候。

3、矿井空气氧气百分含量减少的原因有：

爆破工作、井下火灾和爆炸、各种气体的混入以与_______。

4、影响矿井空气温度的因素有：

_______、_______、氧化生热、水分蒸发、空气压缩与膨胀、地下水、通风强度、其他因素。

5、矿井空气中常见有害气体有_______、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮和_______等。

6、检定管检测矿井有害气体浓度的方式有两种，一种叫比色式；

另一种叫 

。

7、矿井气候是矿井空气的 

、 

和风速的综合作用。

8、《规程》规定：

灾采掘工作面的进风流中，氧气的浓度不得低于_______％，二氧化碳浓度不得超过_______％。

9、通常认为最适宜的井下空气温度是_______℃，较适宜的相对湿度为_______％。

10、一氧化碳是一种无色无味无臭的气体，微溶于水，相对空气的密度是0.97，不助燃但有_______。

一氧化碳极毒，能优先与人体的_______起反应使人体缺氧，引起窒息和死亡，浓度在13%～75%之间时遇高温而爆炸。

11、矿井通风系统是指风流由_______进入矿井，经过井下各用风场所，然后从_______排出，风流流经的整个路线与其配套的通风设施称为矿井通风系统。

12、矿井通风阻力包括_______和_______。

13、当巷道的_______发生变化或风流的_______发生变化时，会导致局部阻力的产生。

14、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_______；

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；

15、掘进巷道时的通风叫掘金通风。

其主要特点是：

_______，本身不能形成通风系统。

16、我国煤矿掘进通风广泛使用压入式局部通风机的方式是由于压入式通风具有_______；

有效射程大，排烟和瓦斯能力强；

能适应各类_______；

风筒的漏风对排除炮烟和瓦斯起到有益的作用。

17、测定风流中点压力的常用仪器是_______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_______风流方向。

18、通风网路中各分支的基本联结形式有_______、_______和角联，不同的联接形式具有不同的通风特性和安全效果。

19、风速在井巷断面上的分布是不均匀的。

一般说来，在巷道的轴心部分风速_______，而靠近巷道壁风速_______，通常所说的风速都是指_______。

20、井巷中的风速常用风表测定。

我国煤矿测风员通常使用_______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。

21、井巷风流中任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为_______、_______和位压。

22、矿井通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力。

用以克服通风阻力的通风动力包括_______和自然风压。

23、在井巷风流中，两端面之间的 

是促使空气流动的根本原因。

24、矿用通风机按结构和工作原理不同可分为轴流式和 

两种；

按服务围不同可分为 

、辅助通风机和 

25、局部通风机的通风方式有 

和 

三种。

26、根据测算基准不同，空气压力可分为__________________和__________________。

27、矿井通风压力就是进风井与回风井之间的总压力，它是由_______和_______造成的。

28、根据进出风井筒在井田相对位置不同，矿井通风方式可分为__________________、__________________和__________________。

29、矿井通风设施按其作用不同可分为__________________和__________________。

30、压入式局部通风机和启动装置,必须安装在________巷道中,距掘进巷道回风口不得小于________米

31、________通风使井下风流处于负压状态.

32、串联巷道各处的风量是_______的；

并联巷道各分支的风压是_______。

33、保护层是指为消除或消弱相邻煤层的_______或冲击地压危险而先开采的煤层或矿层。

34、矿井五大自然灾害是指_______、_______、_______、_______和_______。

35、矿井瓦斯涌出形式有_______和_______。

36、我过现场一般把矿井瓦斯划分为：

_______、掘进区瓦斯和_______三部分

37、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，我们可以把瓦斯矿井划分为_______、_______和突出矿井。

38、预防瓦斯喷出的措施有探、排、引、堵、通五字方针，探指的是_______；

排指的是排放或抽放瓦斯；

引指的是将瓦斯引至回风流；

堵指的是_______；

通指的是单独通风、加大供风量；

39、当压力一定时，瓦斯的引火延迟性取决于_______和火源温度。

40、瓦斯爆炸必须同时具备三个条件：

_______、_______和_______。

41、预防瓦斯爆炸的措施有：

_______、_______和限制瓦斯爆炸围扩大的措施。

42、在煤矿的任何地点都有发生瓦斯爆炸的可能性，但大部分发生在_______。

43、瓦斯在矿井中发生爆炸时，将产生 

和有害气体。

44、瓦斯爆炸对煤矿的危害主要表现在两个方面，是 

；

二是 

45、引燃瓦斯的火源可归纳为4类，即：

和摩擦火花。

46、防止突出常用的局部防突措施有 

、_______和松动爆破5种。

47、瓦斯在煤体中存在的状态有_______和_______两种。

48、突出的预兆可分为__________________和__________________。

49、根据瓦斯来源不同，瓦斯抽采方法可分为__________________、__________________和__________________。

50、在采煤工作面容易发生瓦斯爆炸的地点主要在_____