西安科技大学采矿工程《通风与安全》重点

1、西安科技大学采矿工程通风与安全重点矿井通风的主要任务是：满足人的呼吸需要；稀释和排出有毒有害气体和矿尘等；调节矿井 气候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。P3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。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%。降低通风阻力的措施有哪些？ p51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

2、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。（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。简述轴流式通风机合理的工作区域？轴流式通风机个体特性曲线特点：（1）轴流式风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在。（2）驼峰点D以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段；（3）点。以左是不稳定工作 段，产生所谓喘振（或飞动）现象；（4）轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作 段内，功率随Q增加而减小。风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动， 以减

3、少启动负荷。离心式：（1）离心式风机风压曲线驼峰不明显，且随叶片后倾角度增大逐渐减小，其风压曲 线工作段较轴流式风机平缓；（2）当管网风阻作相同量的变化时，其风量变化比轴流式风机要 大。（3）离心式风机的轴功率N随Q增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下降。 风机开启方式：闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。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

4、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6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6角不小于10；二级动轮的轴流风机，其6角不小于15。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？答：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；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

5、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。比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。P119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）压入式

6、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。（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

7、、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。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。三专两闭锁及其功能？三专是指专用变压器、专用开关、专用电缆，两闭锁呗U指风、电闭锁和瓦斯、电闭锁。功能是:只有在局部通风机正常供风、掘进巷道内的瓦斯浓度不超过规定限值时，方能向巷道 内机电设备供电;当局部通风机停转时，自动切断所控机电设备的电源;当瓦斯浓度超过规定限 值时，系统能自动切断瓦斯传感器控制范围内的电源，而局部通风机仍可照常运转。若局部 通风机停转

8、、停风区内瓦斯浓度超过规定限值时，局部通风机便自行闭锁，重新恢复通风时， 要人工复电，先送风，当瓦斯浓度降到安全容许值以下时才能送电。从而提高了局部通风机 连续运转供风的安全可靠性。简述中央式通风系统及其适用条件？ P141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、中央边 界式。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。中央边界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。试分析采煤工作面采用上行风的优缺点。P144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

9、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。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。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？ P144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

10、风副风阻增大，导致主十风路火 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。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。发生风流逆退的原因是：烟气增量过大，主通风机风

11、压作用于主干风路的风压小。防 止逆退措施是：减小主十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。矿井通风设计内容有哪些？ p155答：1、确定矿井通风系统；2.矿井风量计算和风量分配；3、矿井通风阻力计算；4、选 择通风设备；5、概算矿井通风费用。煤层瓦斯含量及其影响因素p192答;1.煤的吸附性；2、煤层露头；3、煤层埋藏深度；4、围岩透气性；5、煤层倾角；6、 地质构造。影响瓦斯涌出量的因素有哪些?p197答：自然因素：煤层和围岩的瓦斯

12、含量；地面大气压变化；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；顶板周期来压。简述瓦斯爆炸的基本条件有哪些。P236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。预防瓦斯爆炸的措施？ p239答：防止瓦斯积聚；防止瓦斯引燃；防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施。简述煤炭自燃要具备哪些条件。P249答:煤炭自燃的必要充分条件是：有自燃倾向性的煤被开采后呈破碎状态。有较好的蓄热条件。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

13、反应自动加速的前 提。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。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？p252答：煤炭自燃过程大体分为3个阶段：潜伏期；自热期；燃烧期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。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、二氧化碳、一氧化 碳。氧化产生的热量使煤温继续升高，超过自热的临界温度（6080C），煤温

14、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、氢、更多的一氧化碳等可燃 气体，这个阶段为自热期。临界温度也称自热温度，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。均压防火的实质是什么，试述风压调节法防火的具体措施。p268 （论述）答:均压防灭火的实质是利用风窗、风机、调压气室和连通管等调压设施，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

15、日的。具体措施:调节风窗调压;风机调压;风窗-风机联合调压;调压气室-连通管调压。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？ P295答：1）煤尘爆炸必须同时具备三个条件：（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。2）煤尘爆炸特征：（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CO。3）如何判断煤尘是否参与了井下的爆炸对于结焦性煤尘，看是否形成“粘焦”现象，可以判断煤尘是否参与了井下的爆炸；对 于非结焦性煤尘，看挥发份是否减少。地

16、面防水措施主要有哪些?p314答：合理选择井筒位置；河流改道；铺整河底；填堵通道；挖沟排（截）洪；排除积水；加 强雨季前的防讯工作。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对比分析目前的煤层防灭火技术主要有哪些？（论述）答：目前煤矿井下常用的防灭火技术主要有：堵漏、均压、惰气、惰泡、三相泡沫、阻化剂、用水灭火、灌浆、胶