黑龙江科技学院通风安全学考试题

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1、第 1 页 共 1 页一、名词解释（每题2分，共 20分）1 绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量。（2 分） 2 局部阻力：风流在井巷的局部地点，由于速度或方向突然发生变化，导致风流本身产生剧烈的冲击，形成极为紊乱的涡 流，因而在该局部地带产生一种附加的阻力，称为局部阻力。（2 分） 3 通风机工况点：以同样的比例把矿井总风阻R 曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R 曲线与风压曲线交于A 点，此点就是通风机的工况点或工作点（2 分） 4 呼吸性粉尘：呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，粒径在57m以下的粉尘，特别是2m以下的粉尘。（2 分） 5 煤与瓦斯突出：煤矿地下

2、采掘过程中，在很短时间(数分钟)内，从煤 (岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的 动力现象，人们称为煤 (岩)与瓦斯突出，简称瓦斯突出或突出。 （2 分） 6 均压防灭火：均压防灭火就是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统内的压力分布，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。（2 分） 7 自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风 两侧空气柱的重量差就是自然风压。 （2 分） 8 内因火灾：是指煤炭接触空气后，因煤自身氧化产生热量，热量聚集使煤炭自然发火而产生的火灾。（2

3、分） 9 绝对瓦斯涌出量：绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌出的瓦斯体积量，单位为m3/d或 m3/min。 （2 分） 10 矿尘：指在矿山生产和建设过程中所产生的各种煤、岩微粒的总称。（2 分）二、简述题（每题7分，共 35分）1 煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征? 答：煤炭自燃过程大体分为3 个阶段：潜伏期；自热期；燃烧期（1 分） 自燃潜伏期煤体温度的变化不明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而它确实在发生变化，不仅煤的重量略有增加，着火 点温度降低，而且氧化性被活化。它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。（2 分） 经过这个潜伏期之后，煤的氧化速度增加，不稳定

4、的氧化物分解成水(H20)、二氧化碳 (CO2)、一氧化碳 (CO)。氧化产生的 热量使煤温继续升高，超过自热的临界温度(6080)，煤温上升急剧加速，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族 的碳氢化合物 (CxHy)、氢(H2)、更多的一氧化碳 (CO)等可燃气体，这个阶段为自热期。 （2 分） 临界温度也称自热温度（ Self-heating temperature ，SHT） ，是能使煤自发燃烧的最低温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的第 2 页 共 1 页产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而又加速了煤的氧化速 度并又产生更多的热量

5、，直至煤自燃起来，即进入燃烧阶段。（2 分） 2 如何判定一个瓦斯矿井采用瓦斯抽放的必要性？简述矿井瓦斯抽放方法有哪些？ 答：衡量一个矿井是否有必要抽放，可以根据以下几点：对于生产矿井，由于矿井的通风能力已经确定，所以矿井瓦斯用 处量超过通风所能稀释瓦斯量时，即应考虑抽放瓦斯； 对于新建矿井， 当采煤工作面瓦斯涌出量5m3/min ，掘进工作面瓦斯涌出量3m3/min ，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯。对于全矿井，一般认为，绝对瓦斯涌出量30m3/min ，相对瓦斯涌出量 1525m3/t时应抽放瓦斯；开采保护层应考虑抽放瓦斯。（3 分） 开采层瓦斯抽放方法： （1）岩巷揭煤、

6、煤巷掘进预抽：由岩巷向煤巷打穿层钻孔，煤巷工作面打超前钻孔。（2）采空区大 面积预抽：由开采层机巷、风巷或煤门打上向、下向顺层钻孔；由石门、岩巷或临近层煤巷向开采层打穿层钻孔；地面钻孔； 密闭开采巷道。（3）边掘边抽：由煤巷两侧或岩巷向煤层周围打防护钻孔。（4）边材边抽：由开采层机巷、风巷等向工作面 前方卸压区打钻；由岩巷、煤门等向开采分层的上部或下部未开采分层打穿层或顺层钻孔。（1 分） 邻近层瓦斯抽放方法： （1）开采工作面推过后抽放上下邻近煤层：由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷向邻近层打钻；由开 采层机巷、风巷、中巷或岩巷向采空区方向打斜交钻孔；由煤门打沿邻近层钻孔；地面钻孔；在邻近层掘汇

7、集瓦斯巷道；（1 分）采空区瓦斯抽放：密封采空区插管、打钻和预埋管抽放。（1 分）围岩瓦斯抽放：由岩巷两侧或正前向裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放等措施。（1 分） 3 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？ 答：1)上行风路产生火风压。发生风流逆转的原因主要是：因火风压的作用使高温烟流流经巷道各点的压能增大：因 巷道冒顶等原因造成火源下风副风阻增大，导致主干风路火源上风侧风量减小沿程各节点压能降低。为了防止旁侧风路风 流逆转，主要措施有：降低火风压；保持主要通风机正常运转；采用打开风门、增加排烟通路等措施减小排烟路线上 的风阻。 （2 分） 2)下行风路产生火风压。在下行风路中

8、产生火风压，其作用方向与主要通风机作用风压方向相反。当火风压等于主要通风 机分配到该分支压力时，该分支的风流就会停滞；当火风压大于该分支的压力时，该分支的风流就会反向。主干风路风阻及 其产生的火风压一定时，风量越小，越容易反向。防止下行风风路风流逆转的途径有：减小火势，降低火风压；增大主要通 风机分配到该分支上的压力。（2 分） 3）发生风流逆退的原因是：烟气增量过大，主通风机风压作用于主干风路的风压小。防止逆退措施是：减小主干风路排 烟区段的风阻；在火源的下风侧使烟流短路排至总回风；在火源的上风侧、巷道的下半部构筑挡风墙，迫使风流向上流，并第 3 页 共 1 页增加风流的速度。挡风墙距火源5

9、m左右；也可在巷道中安带调节风窗的风障，以增加风速。（3 分） 4 比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。 答：掘进工作面压入式和抽出式通风方式均具有自己的优、缺点，现分析比较如下： （1）压入式通风时，局部通风机及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 分） （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内。与压入式通风相比，抽出式风量小

10、，工作面 排污风所需时间长、速度慢。 （2 分） （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。 （1 分） （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。（1 分） （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。（1 分） 基于上述分析，当以排除瓦斯为

11、主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采 用抽出式通风。 5 地面防水措施主要有哪些? 答：主要有以下措施：合理选择井筒位置（1 分） ；河流改道（ 1 分） ；铺整河底（ 1 分） ；填堵通道（ 1 分） ；挖沟排 (截)洪 （1 分） ；排除积水（ 1 分） ；加强雨季前的防讯工作（1 分） 。三、计算题（ 35 分）1 某矿瓦斯风化带深170m ，采深 260m时相对瓦斯涌出量为7.2m3/t ，320m时为 11.6 m3/t ，预测 380m时的相对瓦斯涌出量为多少。 （5 分） 解：瓦斯梯度： gm=(H2-H1)/(q2-q1)=(300-2

12、40)/(11.6-7.2)=13.6t/m3（2 分）采深 360m时的瓦斯涌出量为： qm=qm1+(H-H1)/gm=11.6+(360-300)/13.6=16.0m3/t（3 分）第 4 页 共 1 页2 已知某矿井总回风量为4500 m3/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）。 （10 分） 解：绝对瓦斯涌出量： Qg=45000.6%=27m3/min （3 分）相对瓦斯涌出量： qg=（450060240.6%）/4000=9.72m3/t （4 分）因为： Qg40M 3

13、/min 2 高瓦斯矿井，10M 3/t 且40M 3/min 3 煤/岩与瓦斯 / CO2 突出矿井 瓦斯爆炸的条件1 瓦斯浓度达到爆炸的极限5%-16%2 足够的氧气浓度12%3650 度以上的热源或0.28mj 以上的能量 人工增加煤层透气系数的措施1 水力压裂 2 水力割缝 3 深孔爆破4 酸液处理 5 交叉钻孔第 8 页 共 1 页煤炭自然条件： 1 有自然倾向性的煤层被开采后呈破碎状态，堆积厚度一般大于0.4m 2 有较好的蓄热条件3 有适量的通风供氧4 上述三个条件共存时间大于煤的自然发火期p236 煤自燃的过程1 潜伏期 2 自热阶段 3 自燃阶段 4 熄灭p248 均压防灭火

14、实质：利用风窗、风机、调压气室和联通管等调压设施，改变漏风区域的压力分布，降低漏风压差，减少漏风，从而达到抑制遗煤自燃、惰化火区，或熄灭火源的目的p273 煤尘爆炸的特点1 形成高温高压冲击波2 煤尘爆炸具有连续性3 煤尘爆炸的感应期4 挥发分减少或形成“ 粘焦 ” 5 产生大量的COp274 煤尘爆炸的条件：1.煤尘本身具有爆炸性；2.煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度；3.存在能引燃煤尘爆炸的高温热源p276 预防煤尘爆炸的技术措施1 减、降尘措施2 防止煤尘引燃措施3 隔绝煤尘爆炸措施p133 压入抽出比较：（论述题）1 压入式局扇和附属电气设备在新鲜风流中，污风不过局扇，安全性好，

15、抽出式则相反，且要求防爆2 压入式通风风筒出口和风速有效射程大，可防止瓦斯层状积聚，且散热效果好，抽出式相反，且风量小，工作面排污时间长，速度慢3 压掘进巷道涌出的瓦斯向远离工作面的方向排走，抽相反，安全性较差4 抽新鲜风进入工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好，压的污风缓慢排出，巷道不宜太长5 压可用柔性风筒，成本低重量轻便于运输，而抽风筒受负压，为刚性风筒，成本高重量大运输不便计算题一： 1mmHg 柱=133.33Pa 1mm 水柱=9.8Pa动压 E i= i i2/2(j/m3)动压 h i= i i2/2（Pa）位能 hzi= igZ 能量方程hR12=(P1-P2)+( 112/2 -222/2)+(1Z1 -2Z2)g Rm=hRm/Q2(Ns2/M8)A=1.19/（m2）计算题二：某矿井为中央式通风系统，测得通风总阻力为hRm=2800Pa, 矿井总风量Q=70m3/s, 求总风阻Rm 和等积孔 A，评价通风难易程度。Rm= hRm/Q2=2800/702=0.571(Ns2/M8) A=1.19/根号下 Rm=1.57 （ m2） A2 容易 1A2 中等 A1 困难