(2025年)《矿井通风与安全》试卷及答案

(2025年)《矿井通风与安全》试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.矿井通风的主要任务不包括以下哪项？A.提供井下人员所需氧气B.稀释并排出有毒有害气体C.调节井下气候条件D.降低巷道围岩地压2.计算矿井总风量时，需以（）为依据，取最大值。A.采煤工作面风量B.掘进工作面风量C.所有用风地点需风量之和D.按瓦斯、二氧化碳涌出量计算的风量3.瓦斯爆炸的浓度范围通常为（）。A.3%-10%B.5%-16%C.8%-20%D.10%-25%4.局部通风机安装时，距回风口的距离应不小于（）。A.5mB.10mC.15mD.20m5.下列粉尘中，对人体危害最大的是（）。A.煤尘（游离SiO₂含量<10%）B.岩尘（游离SiO₂含量>30%）C.水泥尘（游离SiO₂含量5%）D.混合尘（游离SiO₂含量15%）6.矿井通风阻力中，占比最大的是（）。A.摩擦阻力B.局部阻力C.正面阻力D.冲击阻力7.矿井反风的主要目的是（）。A.增加工作面风量B.防止火灾烟流蔓延C.降低通风机能耗D.改善巷道通风条件8.反映矿井通风系统空间关系的图纸是（）。A.通风系统示意图B.通风网络图C.通风立体图D.通风系统平面图9.隔绝灭火的关键措施是（）。A.快速封闭火区所有连通巷道B.向火区注入惰性气体C.降低火区温度D.减少火区氧气供应10.矿井安全监控系统的核心设备是（）。A.传感器B.分站C.监控主机D.传输接口二、填空题（每空1分，共20分）1.《煤矿安全规程》规定，矿井最低允许风速：回采工作面为______m/s，掘进中的岩巷为______m/s。2.瓦斯爆炸的引火温度一般为______℃，但受瓦斯浓度、压力等因素影响会略有变化。3.当粉尘中游离SiO₂含量超过10%时，作业场所空气中粉尘最高允许浓度为______mg/m³。4.矿井通风阻力定律的表达式为______，其中R为通风阻力系数。5.局部通风机的“三专两闭锁”中，“三专”指专用变压器、专用开关和______；“两闭锁”指风电闭锁和______。6.矿井总回风巷或一翼回风巷中瓦斯浓度超过______时，必须立即查明原因并进行处理。7.隔绝火区时，应遵循“先封闭进风侧，后封闭回风侧”的顺序，但若火势猛烈，为避免瓦斯爆炸风险，可优先封闭______。8.矿井通风系统图应每月至少更新______次，反风系统图应每______年修订一次。9.煤与瓦斯突出的主要预兆包括地压显现预兆、瓦斯显现预兆和______预兆，其中“煤炮声”属于______预兆。10.矿井反风时，主要通风机的供风量应不小于正常风量的______，以确保人员安全撤离。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述矿井通风系统的构成及各部分作用。2.预防瓦斯积聚的主要技术措施有哪些？3.降低矿井通风阻力的具体方法包括哪些方面？4.矿井粉尘综合防治的“八字方针”是什么？各要点的实施方法有哪些？5.矿井火灾的特点及应急处置原则是什么？四、计算题（每题10分，共20分）1.某矿井一条主要运输大巷，长度L=800m，断面S=12m²，周长U=14m，摩擦阻力系数α=0.018Ns²/m⁴，通过风量Q=2400m³/min。试计算该巷道的摩擦阻力及该巷道在总通风阻力中的占比（假设矿井总通风阻力为3500Pa）。2.某矿井有2个采煤工作面（需风量分别为600m³/min、550m³/min），3个掘进工作面（需风量分别为400m³/min、3500m³/min、300m³/min），1个硐室（需风量200m³/min）。已知矿井通风系数K=1.2，试计算矿井总需风量，并确定主通风机的额定风量和风压（假设总通风阻力为4000Pa）。五、论述题（20分）某矿井3煤层采煤工作面发生瓦斯超限（浓度1.5%），经排查发现：局部通风机存在循环风，工作面风量仅为450m³/min（需风量600m³/min），瓦斯检查员未按规定频次检查，且工作面后方采空区密闭不严。请结合矿井通风与安全理论，分析瓦斯超限的直接原因和间接原因，并提出针对性的防治措施。答案一、单项选择题1.D2.C3.B4.B5.B6.A7.B8.C9.A10.C二、填空题1.0.25；0.152.650-7503.24.h=RQ²5.专用电缆；瓦斯电闭锁6.0.75%7.回风侧8.1；19.煤层结构；地压显现10.40%三、简答题1.矿井通风系统由通风动力、通风网络、通风控制设施三部分构成。通风动力（主要通风机）提供能量，克服通风阻力；通风网络（巷道、工作面等）构成风流流动路径；通风控制设施（风门、风桥、调节风窗等）调控风量分配，确保用风地点风量需求。2.预防瓦斯积聚的技术措施包括：①保证足够风量（按瓦斯涌出量计算并满足最低风速）；②加强局部通风管理（防止循环风、风筒漏风）；③及时封闭采空区和盲巷；④安装瓦斯监控系统（实时监测、超限报警）；⑤对高瓦斯区域进行瓦斯抽采；⑥严格执行瓦斯检查制度（班检次数、区域覆盖）。3.降低通风阻力的方法：①减少摩擦阻力：优化巷道断面（增大S）、降低周界U（采用圆形或拱形断面）、降低摩擦系数α（壁面光滑处理）；②减少局部阻力：避免巷道突然扩大/缩小（采用渐变断面）、消除巷道拐弯（曲率半径≥3倍巷道宽度）、避免风流分叉/汇合（设置导流板）；③合理分配风量（避免主巷道风量过大）；④及时清理巷道堆积物（减少局部阻塞）。4.粉尘防治“八字方针”为“革、水、密、风、护、管、教、查”。“革”指技术革新（使用低尘设备）；“水”指湿式作业（喷雾降尘、水炮泥）；“密”指密闭尘源（设备加罩）；“风”指通风排尘（合理风速）；“护”指个体防护（防尘口罩）；“管”指管理制度（粉尘监测）；“教”指培训教育（提高防护意识）；“查”指监督检查（定期检测粉尘浓度）。5.矿井火灾特点：①隐蔽性强（可能发生在采空区或煤柱内）；②烟流污染范围广（随风流扩散）；③可能引发瓦斯/煤尘爆炸；④灭火难度大（受巷道条件限制）。应急处置原则：①迅速确定火源位置（通过烟雾、温度监测）；②优先救人（切断烟流路径，引导人员撤离）；③控制风流（根据火灾位置决定是否反风）；④综合灭火（初期用直接灭火法，火势大时用隔绝或惰气灭火）；⑤防止二次灾害（监测瓦斯、CO浓度）。四、计算题1.摩擦阻力计算：Q=2400m³/min=40m³/s，摩擦阻力h_f=αLUQ²/S³=0.018×800×14×40²/(12³)=0.018×800×14×1600/1728≈0.018×800×14×0.9259≈0.018×800×12.963≈0.018×10370.4≈186.67Pa。占比=186.67/3500≈5.33%。2.总需风量Q总=K×（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐）=1.2×（600+550+400+350+300+200）=1.2×2400=2880m³/min。主通风机额定风量应≥2880m³/min（考虑漏风，取1.1倍即3168m³/min），风压应≥总通风阻力4000Pa（考虑备用系数，取1.2倍即4800Pa）。五、论述题直接原因：①局部通风机循环风导致工作面有效风量不足（实际风量450m³/min<需风量600m³/min），无法稀释瓦斯；②采空区密闭不严，瓦斯从采空区涌出至工作面。间接原因：①通风管理混乱（未及时检测局部通风机工况，未调整风筒布局）；②瓦斯检查制度执行不到位（检查员未按规定频次检查，未及时发现瓦斯积聚）；③安全培训不足（作业人员未识别循环风隐患）。防治措施：①整改局部通风系统：调整局部通风机位置（距回风口≥10m），更换大直径风筒减少漏风，确保工