2013年9月份考试矿井灾害防治技术第三次作业.doc

2013年9月份考试矿井灾害防治技术第三次作业一、计算题（本大题共10分，共 1 小题，每小题 10 分）计算硝酸铵（NH4NO3）的氧平衡值。 （来自第八章内容）0. 参考答案：硝酸铵的炸药通式为C0H4O3N2 M=120+41+163+142=80， 因为 OB=16C-(2a+0.5b)/M 所以OB=3-（0+4/2）16/80 = +0.2 0（g /g ）答：硝酸铵的氧平衡值为+0.2 0g /g 。二、简答题（本大题共45分，共 9 小题，每小题 5 分）1. 地质统计法的实质。地质统计法的实质是根据已开采区域突出点分布与地质构造的关系，然后结合未采区的地质构造条件来大致预测突出可能发生的范围。2. 煤矿防治水规定的立法依据。 煤矿防治水规定的立法依据是安全生产法、矿山安全法、国务院关于预防煤矿生产安全事故的特别规定等法律、行政法规。3. 进行采空区抽放应注意的问题。采空区抽放前应将有关的密闭墙修整加固，减少漏风。然后在采空区上部靠近抽放系统的密闭墙外再加砌一道密闭墙，两墙之间填以砂土，接管进行抽放。采空区抽放时要及时检查抽放负压、流量、抽出瓦斯的成分与浓度。抽放负压与流量应与采空区的瓦斯量相适应，才能保证抽出瓦斯中的甲烷浓度。如果煤层有自燃危险，更应经常检查抽出瓦斯的成分，一旦发现煤层自燃征兆，应立即停止抽放，采取防止煤层自然发火的措施。4. 地面水文地质观测的内容地面水文地质观测的内容包括：气象观测、地表水观测、地下水观测及采矿后形成的垮落带和导水裂隙带高度的观测等四个方面。5. 采空区处理方法根据煤层赋存条件及顶板岩石性质，采空区处理方法有全部垮落法、全部充填法、局部充填法、煤柱支撑法、缓慢下沉法等。6. 井下避灾自救的目的井下避灾自救的目的：在事故发生初期，现场人员应及时消灭事故，以减少人员伤亡和财产损失；在无法消灭事故时，应正确地组织自救和撤离灾区，以减少人员伤亡。7. 大面积切冒的主要预兆大面积切冒的主要预兆 （1）顶板断裂声响的频率和音响增大。 （2）煤帮有明显受压与片帮现象。 （3）底板出现底鼓或沿煤柱附近的底板发生裂缝。 （4）巷道(上、下平巷)超前压力较明显。 （5）工作面中支柱载荷和顶板下沉速度明显增大。 （6）有时采空区顶板发生裂缝或淋水加大，向顶板中打的钻孔原先流清水后变为流白糊状的液体，这是断裂岩块互相摩擦形成的岩粉与水的混合物。 8. 重大事故的抢险救灾步骤。重大事故的抢险救灾步骤是：立即撤出灾区人员和切断灾区电源通知矿级领导和有关人员向局调度室汇报召集救护队成立抢险指挥部派救护队进入灾区救人制定救灾方案进行抢险救灾工作灾情消除恢复生产。9. 开采保护层的作用。保护层开采后，不但消除或减少了引起突出的两个重要因素：地压和瓦斯，而且增加了煤的机械强度，增强了抵御突出的能力。这就使得在卸压区范围内开采被保护层时，不再会发生煤与瓦斯突出。三、问答题（本大题共45分，共 9 小题，每小题 5 分）1. 常见的透水预兆有哪些？常见的透水预兆有：岩壁挂锈、挂汗、空气变冷、出现雾气、“水叫”、顶板淋水加大、底板涌水或其它异状。2. 矿山压力显现的主要形式有哪些？ 矿山压力显现的主要形式：工作面顶板下沉、支架变形与折损、顶板破碎或大面积冒落、煤壁片帮、支柱插入底板、底板膨胀鼓起等。3. 排放瓦斯分级管理是如何规定的？ 排放瓦斯分级管理的规定： (1)一级管理。停风区中瓦斯浓度超过1.0或二氧化碳浓度超过1.5，最高瓦斯和二氧化碳浓度不超过3.0时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。 (2)二级管理。停风区中瓦斯浓度或二氧化碳浓度超过3.0时，必须制订安全排瓦斯措施，报矿技术负责人批准。4. 前探钻孔的要求是什么？ 前探钻孔的要求是： （1）立井和石门掘进揭开有喷出危险的煤层时，在该煤层10 m以外开始向煤层打钻。钻孔直径不小于75mm，钻孔数不少于3个，并全部穿透煤层。 （2）在瓦斯喷出危险煤层中掘进巷道时，可沿煤层边掘进边打超前孔，钻孔超前工作面不得少于5m。孔数不得少于3个，钻孔控制范围要超出井巷侧壁23m。 （3）巷道掘进时，如果瓦斯将由岩石裂隙、溶洞以及破坏带喷出时，前探钻孔直径不小于75 mm，孔数不少于2个，超前距不小于5 m。 在打前探钻孔的过程中及其以后的巷道掘进施工中，发现瓦斯喷出量较大时，应打排放瓦斯钻孔。钻孔施工时，应有防治瓦斯危害的安全措施。此外，对有瓦斯喷出危险的工作面要有独立的通风系统，并要适当加大风量，以保证瓦斯不超限和不影响其他区域。对于第二类喷出的预防，可采取邻近层瓦斯抽放的措施，在可能喷出的地区增加钻孔数，加大抽放量，同时还应及时放顶，以起到减少集中应力的作用。 5. 推垮型冒顶事故的主要防治措施有哪些？ 推垮型冒顶事故的主要防治措施 （1）提高支柱初撑力及增加支架的稳定性； （2）回采下分层时用内错式布置开切眼，避免金属网上碎矸之上存在空隙； （3）提高支柱初撑力，增加支架稳定性，防止发生高度超过150 mm的网兜； （4）用整体支架增加支护的稳定性。如金属支柱铰接顶梁加拉钩式连接器的整体支护、金属支柱铰接顶梁加倾斜木梁对接棚子的整体支护、金属支柱与十字铰接顶梁组成的整体支护。 （5）采用伪俯斜工作面，增加抵抗下推的阻力。 （6）初次放顶时要把金属网下放到底板。 6. 火风压具有的特性是什么？ 根据现场观察和理论研究，火风压具有的特性： （1）火风压出现的位置。火风压产生于烟流流过的有高差的倾斜或垂直巷道中。 （2）火风压的作用。火风压的作用相当于在高温烟流流过的风路上安设了一系列辅助通风机。 （3）火风压的作用方向。火风压的作用方向总是向上，因此，当其产生于上行风巷道时，作用方向与主要通风机风压相同；产生于下行风巷道时与主要通风机风压作用方向相反，成为通风阻力。 （4）火风压的大小。火势越大，温度越高，火风压也越大。火风压的大小和方向取决于：烟气流过巷道的高度、通过火源的风量、巷道倾角、火源温度和火源产生的位置。通过分析，当井下发生火灾时，应迅速了解火源的位置，根据燃烧物的分布、燃烧规模、火源温度、流经巷道的特征、风量大小，估算火风压大小及其对通风系统的影响，以便采取有效措施，保证矿井通风网路中风流稳定。 7. 煤层瓦斯是如何生成的？ 1）煤层瓦斯是腐植型有机物（成煤植物）在成煤过程中生成的。（2）煤和煤层瓦斯生成的条件腐植型有机物（植物）被泥沙和海水所淹没，与空气隔绝高温高压的环境经历较长的成气时期：（）生物化学成气时期（从植物泥炭褐煤）（）煤化变质作用成气时期（高温高压作用下从褐煤无烟煤的过程）（）瓦斯生成量的多少主要取决于母质的组成和煤化作用所处的阶段（煤的牌号）（3）煤和煤层瓦斯的生成过程成煤植物泥炭褐煤长焰煤气煤肥煤焦煤瘦煤贫煤半无烟煤无烟煤8. 影响煤层瓦斯含量的因素有哪些？ 影响煤层瓦斯含量的因素： （1）煤的吸附特性。煤的吸附性能决定于煤化程度，一般情况下煤的煤化程度越高，存储瓦斯的能力越强。煤对瓦斯气体的吸附是物理吸附，其作用力是煤分子与瓦斯分子之间的作用力，由于这种作用力较弱，因此煤对瓦斯的吸附一般为单分子层吸附。 在瓦斯排放条件相同的情况下，煤的变质程度越高，煤层瓦斯含量越大。从煤保存瓦斯的能力分析，煤的吸附能力随变质程度的提高而增大，因此，在同一温度和瓦斯眼里条件下，变质程度高的煤层往往含有较高的瓦斯。随着煤变质程度的提高，煤的瓦斯含量有明显增大的趋势。 （2）煤层露头。煤层如果有或曾经有过露头长时间与大气相通，瓦斯含量就不会很大。因为煤层的裂隙；比岩层要发育，透气性高于岩层，瓦斯能沿煤层流动而逸散到大气中去。反之，如果煤层没有。通达地表的露头，瓦斯难以逸散，它的含量就较大。 （3）煤层的埋藏深度。煤层的埋藏深度越深，煤层中的瓦斯向地表运移的距离就越长，散失就越困难。同时，深度的增加也使煤层在压力的作用下降低了透气性，也有利于保存瓦斯。在近代开采深度范围内，煤层的瓦斯含量随深度的增加而呈线性增加。 （4）围岩透气性。煤系岩性组合和煤层围岩性质对煤层瓦斯含量影响很大。如果围岩为致密完整的低透气性岩层，如泥岩，完整的石灰岩，煤层中的瓦斯就易于保存下来。反之，围岩由厚层中粗砂岩、砾岩或裂隙溶洞发育的石灰岩组成，则煤层瓦斯含量小。 （5）煤层倾角。埋藏深度相同时，煤层倾角越小，瓦斯含量越大。因为瓦斯沿水平方向流动比垂直方向流动容易。 （6）地质构造。地质构造是影响煤层瓦斯含量的最重要因素之一。在围岩属低透气性的条件下，封闭型地质构造有利于瓦斯的储存，而开放型地质构造有利于排放瓦斯。 同一矿区不同地点瓦斯含量的差别，往往是地质构造因素造成的结果。闭合的和倾伏的背斜或穹窿，通常是理想的贮存瓦斯构造。顶板如为致密岩层而又未遭破坏时，瓦斯在背斜轴部积聚，形成所谓“气顶”，瓦斯含量明显增高。但是，当背斜轴顶部岩层是透气性岩层或因张力形成连通地表或其他贮气构造的裂隙时，其瓦斯含量因能转移反而比翼部少。 （7）水文地质条件。虽然瓦斯在水中的溶解度很小，但是如果煤层中有较大的含水裂隙或流通的地下水通过时，经过漫长的地质年代，也能从煤层中带走大量瓦斯，降低煤层的瓦斯含量。而且，地下水还会溶蚀并带走围岩中的可溶性矿物质，从而增加了煤系地层的透气性，有利于煤层瓦斯的流失。 9. 重大灾害事故有哪些共同特征？重大灾害事故的共同特征是： 突发性：重大灾害事故往往是突然发生的。它给人们心理上冲击最为严重，最容易出现措手不及，使指挥者难以冷静、理智地考虑问题，难以制订出行之有效的救灾措施，在抢救的初期容易出现失误，造成事故的损失扩大。 灾难性：重大灾害事故造成多人伤亡或使井下人员的生命受到严重威胁，若指挥决策失误或救灾措施不得力，往往酿成重大恶性事故。处理事故过程中得悉已有人员伤亡或意识到有众多人员受到威胁，更增加了指挥者的心理慌乱程度，容易造成决策失误。 破坏性：重大灾害事