西安科技大学通风安全学试题

西安科技大学通风安全学试题一、名词解释1绝对湿度；2局部阻力；3通风机工况点；4呼吸性粉尘；5煤与瓦斯突出；6均压防灭火；7自然风压；8内因火灾；9绝对瓦斯涌出量；10矿尘11专用回风巷；12瓦斯积聚；13被保护层；14煤的自然发火期；15外因火灾16瓦斯涌出不均衡系数；17相对瓦斯涌出量；18瓦斯爆炸感应期；19等积孔；20自然风压22矿井通风；23、呼吸性粉尘；24煤层瓦斯压力；25均压防灭火；26、矿尘；27、瓦斯喷出；28、火风压；29、邻近层。二、简答题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?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？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？4.比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。5.地面防水措施主要有哪些?6.降低通风阻力的措施有哪些?7.简述中央式通风系统及其适用性.8.防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？9.影响瓦斯涌出量的因素有哪些?10.影响煤尘爆炸的因素?11.地面防水措施主要有哪些?12.简述造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么。煤矿安全规程对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有何规定。13.简述轴流式通风机合理的工作区域？14.简述矿井局部风量调节的方法有哪些。15.简述煤炭自燃要具备哪些条件。三、论述1.对比分析目前的煤层防灭火技术主要有哪些？2.煤尘爆炸的条件、特征?如何判断煤尘是否参与了井下的爆炸?3.均压防火的实质是什么，试述风压调节法防火的具体措施。矿井通风与安全试卷 参考答案及评分标准 一、名词解释 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. 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） 3. 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） 4. 煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，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） 5. 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） 6. 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） 7. 专用回风巷：专门用于回风，不得用于运料与安设电气设备的巷道，在有煤与瓦斯突出区的专用回风巷还不得行人。 8. 瓦斯积聚：瓦斯浓度超过2%，体积超过0.5m3。 9. 被保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使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。 10. 煤的自然发火期：从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层自然发火期，以月或天为单位。 11. 瓦斯涌出不均衡系数：在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值。 12. 瓦斯爆炸感应期：瓦斯与高温热源接触后，需要经过一个很短的时间才燃烧或爆炸，这种 现象叫引入延迟性，间隔的时间称为感应期。 13. 等积孔：假定在无限空间有一开口为A的薄壁，当通过孔口的风量为等于矿井风量，孔口两侧风压等于矿井通风阻力时的阻力时，测孔口A的面积称为矿井的等积孔。 14. 自然风压：在一通风回路中，由于相对于最低点两侧空气柱的密度不同，导致重力不等，重力之差就是自然风压。 15. 局部阻力：由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均匀流动在局部地区受到 影响而破坏，从而引起风流速度场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种阻力称为局部阻力。 16. 矿井通风：利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地 流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。 17. 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。18. 煤与瓦斯突出: 煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内（几秒到几分钟），从煤、岩层内以 极快的速度向采掘空间内喷出煤（岩）和瓦斯的现象。 19. 内因火灾：自燃物在一定的外部（适量的通风供氧）条件下，自身发生物理化学变化，产 生并积聚热量，使其温度升高，达到自燃点而形成的火灾称之为内因火灾。 20. 外因火灾：是由于外部热源如明火、瓦斯煤尘爆炸、放炮、机械冲击与摩擦、电流短路、 静电、烧焊、吸烟等引燃可燃物造成的火灾。 21. 煤层瓦斯压力；煤层瓦斯压力是指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙 壁的压力。 22. 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。 23. 绝对瓦斯涌出量：单位时间涌出的瓦斯量，单位为m3/d或m3/min。 24. 相对瓦斯涌出量：平均日产一吨煤同期所涌出的瓦斯量，单位是m3/t。 25. 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。 26. 保护层；在突出矿井中，预先开采的、并能使其它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。 27. 瓦斯喷出：大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象。 28. 火风压；因火灾而产生的自然风压变化量，在灾变通风中称之为火风压。 29. 邻近层；能向开采煤层采空区涌出瓦斯的煤层或夹层，就叫做邻近层。 二、简述题 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，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、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，并增加风流的速度。挡风墙距火源5m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，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）。 6. 简述造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么。煤矿安全规程对矿井采掘工作进 风流中的氧气浓度有何规定。 答:造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸。此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气中的氧浓度相对降低。(4分) 煤矿安全规程对矿井采掘工作进风流中的氧气浓度有如下规定:采掘工作面进风流的氧气浓度不得低于20%。(1分) 7. 简述轴流式通风机合理的工作区域？ 答:（1）试验证明，如果轴流式通风机的工作点位于风压曲线“驼峰”的左侧时，通风机的运转就可能产生不稳定状况，即工作点发生跳动，风量忽大忽小，声音极不正常，所以通风机的工作风压不应大于最大风压的0.9倍；（2）为了经济，主通风机的效率不应低于0.6；（3）还有动轮叶片安装角的限制，对于一级动轮的轴流式通风机，最大的为45，越过最大的角，运行就不易稳定；（4）又考虑到通风机工作的经济性，一级动轮的轴流风机，其角不小于10；二级动轮的轴流风机，其角不小于15。（5分，每条1分，全对得5分） 8. 简述矿井局部风量调节的方法有哪些。 答:（1)增阻调节法； (2)减阻调节法； (3)增压调节法 评分标准:6分，1个2分。 9. 简述煤炭自燃要具备哪些条件。 答:煤炭自燃的必要充分条件是: (1)有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态。 (2)有较好的蓄热条件。 (3)有适量通风供氧，通风是维持较高氧浓度的必要条件，是保证氧化反应自动加速的前提。 (4)上述三个条件共存的时间大于煤的自然发火期。 上述四个条件缺一不可，前三个条件是煤炭自燃的必要条件，最后一个条件是充分条件。 评分标准:1, 2, 3, 4指标各1分，最后一句话1分。 10. 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？（6分）解：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，通过局部通风机的为新鲜风流，故安全性高；（1分）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；（1分） 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；（1分） 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；（1分） 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。（1分） 11. 试分析采煤工作面采用上行风的优缺点。 答：上行通风的优点：采煤工作面和回风巷道风流中的瓦斯以及从煤壁及采落的煤炭中不断放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流动的方向和通风方向一致，有利于较快地降低工作面的瓦斯浓度，防止在低风速地点造成瓦斯局部积聚。(2分) 上行通风的缺点：采煤工作面为逆向通风，容易引起煤尘飞扬，增加了采煤工作面风流中的煤尘浓度；煤炭在运输过程中放出的瓦斯，又随风流带到采煤工作面，增加了采煤工作面的瓦斯浓度；运输设备运转时所产生的热量随进风流散发到采煤工作面，使工作面气温升高。(3分) 12. 简述瓦斯爆炸的基本条件有哪些。 答：瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为5-6%，上限为14-16%;氧气浓度大于12%;高于最低点燃能量的热源存在的时间大于瓦斯的引火感应期。(全对5分，少一个扣2分) 13. 降低通风阻力的措施有哪些？ 答：（1）降低摩擦阻力：减小摩擦阻力系数；保证有足够大的井巷断面；选用周长小的断面形状；减少巷道长度；避免巷道内风量过于集中。（4分）（2）降低局部阻力：避免井巷突然扩大或缩小；尽可能避免井巷直角转弯；主要巷道内不要停放车辆、堆积木料；加强总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水要及时处理。（3分） 14. 简述中央式通风系统及其适用性 答：井回风井位于井田走向中央，根据井回风井的相对位置，又分为中央并列式、中央分列式。（3分）中央并列式适用于倾角大，埋藏深，井田走向长度小于4km，瓦斯与自然发火都不严重的矿井。（2分）中央分列式适宜和于煤层倾角小，埋藏浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火都不严重的矿井（2分）。 15. 防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？ 答：（1）合理的布置巷道；（1分）（2）选择合理的采煤方法和选进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度；（2分）（3）选择合理的通风系统，如尽量选择对角式或分区式系统（2分）。（4）坚持自上而下的开采顺序（1分）。（5）合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间的错距，防止上下之间采空区连通（1分）。 16. 影响瓦斯涌出量的因素有哪些? 答：自然因素：煤层和围岩的瓦斯含量；地面大气压变化；（2分）开采技术因素：开采规模；开采顺序与回采方法；生产工艺；风量变化；采区通风系统；采空区的密闭质量；（5分） 17. 影响煤尘爆炸的因素? 答：煤的挥发分；（2分）煤的灰分和水分；（1分）煤尘粒度；（1分）空气中的瓦斯浓度；（1分）空气中氧的含量；（1分）引爆热源。（1分）三、论述题 1、对比分析目前的煤层防灭火技术主要有哪些？ 答：