矿井通风与安全复习题

1．空气密度:单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。

2．正压通风：在压入式通风矿井中，井下空气的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力，相对压力是正值。

3．负压通风：在抽出式通风矿井中，井下空气的绝对压力都低于当地当时同标高的大气压力，相对压力是负值。

4．通风机个体特性曲线：表示通风机的风压、功率和效率随风量变化而变化的关系曲线。

5．通风机的工况点：通风机的风压特性曲线与矿井的风阻特性曲线在同一坐标图上的交点。

6．通风网路图：用不按比例，不反映空间关系的单线条来表示矿井通风网络的图。

7．局部风量调节：在采区内、采区之间和生产水平之间的风量调节。

8．矿井通风系统：风流由入风井口进入井下，经过各用风地点，然后由回风井排出矿井，所经过的整个路线称为矿井通风系统。

9．矿井通风方式：进、出风井在井田内的相对布置方式。

10．绝对瓦斯涌出量：矿井在单位时间内涌出的瓦斯量。

11．相对瓦斯涌出量：矿井在正常生产条件下，平均日产1t煤涌出的瓦斯量。

12．瓦斯涌出量梯度：深度与相对瓦斯涌出量的比值，即直线斜率的倒数。

13．自然发火期：从煤层被开采破碎接触空气之日起，至出现自然现象或温度上升至燃点为上所经历的时间。        

14．火风压：矿井发生火灾时，高温火灾气流流经的井巷内空气成分和温度发生了变化，从而导致空气密度减小，产生附加的自然风压即火风压

15．随采随灌：就是随着采煤工作面推进，向采空区内灌注泥浆。

16．呼吸性粉尘：主要指粒径在5µm以下的微细尘粒。

17．尘肺病：是工人在生产中长期吸入大量微细粉尘而引起的以纤维组织增生为主要特征的肺部疾病。

二、填空题

1．矿井通风的任务是把地面新鲜空气源源不断地送入井下、排除各种有害气体和矿尘和创造一个良好的矿内气候条件。

2．为了测风准确起见，在同一断面测风次数不应少于 3 次，每次测量结果的误差不应超过5％，符合要求者，取其平均值作为测量结果，否则须重测。 

3．矿井气候条件是指井下空气的 温度 、湿度 和 风速对人体的综合影响。

4．空气压力的两种测算基准是绝对压力和相对压力。

5．井巷风流任一断面上的空气压力，按其呈现形式不同可分为静压、动压、位压。

6．衡量矿井通风的难易程度指标是风阻R、等积孔A 。

7．抽出式通风时，矿井主通风机的 静 压，和 自然风压  的代数和一起克服矿井通风阻力 。

8．反映通风机工作特性的基本参数有风量、风压、功率、效率。

9．解算矿井通风网路的基本定律是风量、风压和通风阻力 。

10．矿井通风系统是矿井通风方法、通风方式、通风网络与通风设施的总称。

11．矿井通风构筑物的作用有控制风流、引导风流和隔断风流。

12．我国矿井广泛采用的一种掘进通风方法是局部通风，禁止采用扩散通风。

13．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低瓦斯矿井 、高瓦斯矿井和煤（岩）与瓦斯突出矿井（二氧化碳）。

14．“一炮三检”内容是指在装药前、爆破前和爆破后检查瓦斯。

15．“三人连锁放炮制”中的三人是指生产小组长（队长）、爆破工 和 瓦斯检查工。

16、瓦斯综合治理的基本思想是，贯彻 先抽后采 、监测监控、 以风定产 的瓦斯治理工作方针。

17．煤的自燃倾向性分为容易自然、自燃和不易自燃 三类 。

18．构成矿井火灾的三要素是 氧气、可燃物、热源。

19．我国煤矿预防性灌浆的方法可分为采前预灌、随采随灌和采后灌浆三种。

20.预防性灌浆有包裹、 降温 和 阻化 三个作用。

21．煤尘爆炸的条件是 煤尘本身具有爆炸性、煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度和存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。

五、简答题

1．防止有害气体危害的措施有哪些？

答：1、加强通风。2、加强对有害气体的检查。3、瓦斯抽放。4、放炮喷雾或使用水炮泥。5、加强对通风不良处和井下盲巷的管理。6、井下人员必须随身佩带自救器。7、对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。

3．降低矿井通风阻力的措施有哪些？

答：一、降低摩擦阻力的措施：1、减少摩擦阻力系数；2、井巷风量要合理；3、保证井巷通风断面；4、减少巷道长度；5、选用周长较小的井巷断面。二、降低局部阻力的措施：1、最大限度地减少局部阻力地点的数量；2、当连接不同断面的巷道时，要把连接的边缘做成斜线或圆弧型；3、巷道拐弯时，转角越小越好，在拐弯的内侧做成斜线型或圆弧型；4、减少局部阻力地点的风流速度及巷道的粗糙程度；5、在风筒或通风机的入风口安装集风器，在出风口安装扩散器；6、减少井巷正面阻力物，及时清理巷道中的堆积物，采掘工作面所用材料要按需使用，不能集中堆放在井下巷道中。

8．增阻调节法的实质？

答：就是以并联风网中阻力较大的分支阻力值为依据，在阻力较小的分支中增加一项局部阻力，使并联各分支的阻力达到平衡，以保证风量按需供应。

11．什么叫矿井通风系统？它具体包括哪些内容？

答：矿井通风系统：风流由入风井口进入井下，经过各用风地点，然后由回风井排出矿井，所经过的整个路线称为矿井通风系统。 矿井通风系统具体包括：井通风方法，通风方式，通风网络与通风设施

14．采区内采用运输机上山进风、轨道上山回风的优、缺点及适用条件。

答：优点：1）风门较少。2）易控制风流。缺点：1）卫生条件差。2）瓦斯浓度增加。3）温度升高。4）风流易短路。

适用：瓦斯、煤尘危险性小的煤层。

18．局部通风机采用抽出式布置方式有哪些优、缺点？

答：优点：1）劳动卫生条件好；2）不影响掘进、运输工作。缺点：1）安全性差；2）有效吸程短；3）只能使用刚性或带刚性骨架的柔性风筒。

20．矿井通风设计的主要步骤及内容。

答：主要步骤：1、矿井安全条件2、矿井设计的生产能力3、矿井的开拓方式和采煤方法4、采煤的年进度计划5、矿井和个水平的服务年限6、各种技术经济参数，性能的资源和有关法规和规定。内容：确定矿井通风系统；矿井总风量的计算和分配；矿井通风阻力计算；选择通风设备；概算矿井通风费用

3.矿井瓦斯等级是如何划分的？

答：矿井瓦斯等级，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划分为：1、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。2、高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3∕t且矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3∕min。3、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。

8.防止瓦斯引燃的措施有哪些？

答：1、严禁携带烟草和点火物品下井。2、采掘工作面都必须使用取得产品许可证的煤矿许用炸药和煤矿许用电雷管。

3、井下使用的机械和电气设备、供电网络都必须符合《规程》规定。4、防止机械摩擦火花引燃瓦斯。

11.预防和治理瓦斯喷出的技术措施有哪些？

答：预防措施：加强地质工作；利用封堵、引排、抽放等综合方法处理瓦斯；加强管理工作。喷出的技术措施：区域性防突措施：1、开采保护层，2、预抽煤层瓦斯。3、煤层注水。预防突出的局部性措施：1、超前钻孔。2、水力冲孔。3、震动性爆破。4、松动爆破。5、专用支架

3.煤炭自燃的条件？影响煤炭自燃发火的因素有哪些？

答：具有自燃倾向性的煤呈破碎状态堆积，其厚度大于0.4m；连续地供氧；有较好的蓄热条件；前边三个条件共存时间大于煤的自然发火期。

影响因素有倾向性因素和地质、开采因素，其中倾向性因素包括：煤的化学性质与变质程度；煤岩成分；煤的含硫量；煤中的水分；煤的孔隙率和脆性。地质、开采因素包括：煤层厚度；煤层倾角；顶板岩石性质；地质构造；开采技术因素；漏风强度。

8.什么叫预防性灌浆？“预防性灌浆”起哪些作用？

答：（1）在开采之前向小煤矿采空区打钻孔预先灌注泥浆的方法叫预防性灌浆。

 （2）作用：包裹浮煤，隔绝它与空气的接触；堵塞煤体裂缝，减少漏风，对已经自热的煤炭起降温作用。

9.影响尘肺病的发病因素有哪些？

答：矿尘的成分；矿尘粒度及分散度；矿尘浓度；个体因素

六、论述题

3.什么叫通风机的工况点？如何确定通风机工况点的合理工作范围？

答：工况点：通风机的个体特性曲线与矿井的风阻特性曲线在同一坐标图上的交点。离心式风机厂家给定。

轴流式通风机：1）上限：考虑安全因素。即上限为最大风压０.９倍的连线，2）下限：考虑经济因素。即下限为η＝０.6的等效曲线。3）左限：θ角的最小值。一级动轮：θ≥10°二级动轮：θ≥15°4）右限： θ角的最大值。一级动轮：θ≤40°二级动轮：θ≤45°5）通风机叶（动）轮的转速不应超过额定转速。

10.瓦斯爆炸的条件？影响瓦斯爆炸界限的因素有哪些？

答：（1）条件是：瓦斯浓度是5%~15%；氧气浓度>12% ; 引火源能量大于最小点火能量(0.28j)，温度高于最低点火温度595℃，一般为650~750℃，且高温热度存在时间大于瓦斯引火感应期。（2）影响因素：混合气体温度；气压；氧气浓度；煤尘影响；其他可燃性气体；引火源点能量影响；惰性气体影响。

12.什么是瓦斯积聚？防止瓦斯积聚的措施有哪些？

答：（1）瓦斯积聚是指局部空间的瓦斯浓度达到2%，体积超过0.5立方米的现象。（2）防止积聚方法：加强通风；旧巷及采空区要及时封闭；严格执行瓦斯检查制度；及时处理局部积存瓦斯

16.煤炭自燃发展过程有哪几个阶段？各阶段有何特征？

答：分为潜伏阶段、自热阶段、自燃阶段。潜伏阶段特征：氧化速度很慢；；放热小，煤温度几乎不变；着火温度降低，煤的重量略有增加。自热阶段特征：氧气含量减小，一氧化碳与二氧化碳含量增加；空气温度升高；煤壁“出汗”。

自然阶段特征：温度显著升高；一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷和碳氢类化合物增加；出现烟雾和特殊气味。

17.煤炭自燃的条件？影响煤炭自燃发火的因素有哪些？

答：具有自燃倾向性的煤呈破碎状态堆积，其厚度大于0.4m；连续地供氧；有较好的蓄热条件；前边三个条件共存时间大于煤的自然发火期。

影响因素有倾向性因素和地质、开采因素，其中倾向性因素包括：煤的化学性质与变质程度；煤岩成分；煤的含硫量；煤中的水分；煤的孔隙率和脆性。地质、开采因素包括：煤层厚度；煤层倾角；顶板岩石性质；地质构造；开采技术因素；漏风强度。

22.煤尘爆炸的条件？影响煤尘爆炸的因素有哪些？

答：条件：煤尘本身具有爆炸性；煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。

影响因素：煤的挥发分，煤尘爆炸主要是在尘粒分解的可燃气体（挥发分）中进行的，因此煤的挥发分数量是影响煤尘爆炸的最重要因素；煤的灰分和水分，煤内的灰分是不燃性物质，能吸收能量，阻挡热辐射，破坏链反应，降低煤尘的爆炸性。水分能降低煤尘的爆炸性，因为水分的吸热能力大，能促使细微尘粒聚结为较大的颗粒，减少尘粒的总表面积，同时还能降低落尘的飞扬能力；煤尘粒度，粒度对爆炸性的影响极大；空气中瓦斯浓度；瓦斯参与使煤尘爆炸下限降低；空气中氧的含量，氧气含量变化将改变煤尘的点燃温度；引爆热源温度，引爆热源的温度越高，能量越大越容易点燃煤尘，初始爆炸强度越大。

计算：例1   在某矿井井下的测风站内测风，测风站的断面积是8.4m2，用侧身法测得的三次读数分别为325、338、340，每次测风时间均是1min。求算该测风站的风速和通过测风站的风量各是多少？（风表校正曲线如图1-2所示）

   解：

（1）检验三次测量结果的最大误差是否超过5%

   E=（最大读数－最小读数）/最小读数×100%

    =（340－325）/325×100%

    =4.62%＜5%

    三次测量结果的最大误差小于5%，测量数据精度符合要求。

    (2)计算风表的表速

    n =（n1+n2+n3）/3 =（325+328+340）/3 =334m/min

      v表=n/t=334/60=5.57m/s

（3）查风表校正曲线，求真风速

     根据v表= 5.57m/s，查图1-2可得真风速为5.2m/s。

    （4）求平均风速

     v均=Kv真其中  K=（S－0.4）/S

                                =（8.4－0.4）/8.4=0.95

     v均=0.95×5.2=4.94m/s

     （5）计算通过测风站的风量

       Q= v均S=4.94×8.4=41.5m3/s

       经计算得知，测风站内的风速为4.94 m/s，通过的风量为41.5m3/s。

例1：H通全=P全出－P全入

       h通全=P全5－P全4

                =(P静5+h动5)－(P静4+h动4)

                =( P静5－P静4)＋(h动5－h动4)

    式中：        

      P全5、P全4—5、4断面上的绝对全压；

      P静5、P静4—5、4断面上的绝对静压；

      h动5、h动4—5，4断面上的动压。   

    因为：P出静＝P0

      所以P静5－P静4＝P0 –P静4＝h静４

      Ｈ通全＝h静４－h动4＋h动5＝h全4＋h动5        

                                                       (4-20)

       因为h动5＝h通动；Ｈ通全—h通动＝Ｈ通静，所以公式(4-20)可写为：

 　Ｈ通静＝h静４— h动4 　          (4-21)

 因为：h总＝h静４— h动4±Ｈ自，

 所以   Ｈ通全±Ｈ自＝h总＋h动5 　　   (4-22)

        Ｈ通静±Ｈ自＝h总        　  　　(4-23)

4-2 如题图4-2所示的矿井，实测结果：通风机风硐中的相对静压h静=2256.3Pa，风硐4断面的平均风速v4=14m/s，断面S4=9m2，扩散器断面S5=14m2，Z01=150m，Z12=200m，ρ01=1.22kg/m3，ρ12=1.25kg/m3，ρ34=1.2kg/m3。试求该矿井的自然风压H自、矿井通风总阻力H总和通风机的静压H通静、动压h通动，全压H通全各为多少？

（答：H自=127.5Pa，h 总=2266.2Pa， H通静=2138.7Pa，h通动=48.6Pa，H通全=2187.3Pa）

4-5 某矿使用2K60-1№18轴流式通风机做抽出式通风，通风机的个体特性曲线如题图4-3所示，矿井的总风阻R=0.56Ns2/m8，试求通风机的风量、静压、效率和输入功率各为多少？若矿井总风阻降为R=0.14 Ns2/m8时，通风机运转是否经济？  （答：Q通=73m3/s，H通静=3000Pa，η静=0.76，N通入=270kW。当R=0.14 Ns2/m8，通风机的效率低于60%，运转不经济）