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文檔簡介
1、.絕對濕度:指單位容積或單位質量濕空氣中含有水蒸汽的質量 相對濕度:指濕空氣中實際含有水蒸汽量(絕對濕度)與同溫度下的飽和濕度之比的百分數(shù) 恒溫帶:地表下地溫常年不變的地帶。恒溫帶的深度一般為2030米,恒溫帶的溫度則接近于當?shù)氐哪昶骄鶜鉁?地溫梯度:即巖層溫度隨深度的變化率,常用百米地溫梯度通風機工況點:以同樣的比例把礦井總風阻R曲線繪制于通風機個體特性曲線圖中,則風阻R曲線與風壓曲線交于A點,此點就是通風機的工況點或工作點 礦井等積孔:為了形象化,習慣引用一個和風阻的數(shù)值相當、意義相同的假想的面積值(m2)來表示井巷或礦井的通風難易程度。這個假想的孔口稱作井巷或礦井的等積孔(又稱當量孔)。
2、自然風壓:由于井內空氣與圍巖存在溫度差,空氣與圍巖進行熱交換而造成同標高處空氣柱的重量不同,礦井進、出風兩側空氣柱的重量差就是自然風壓。 自然通風與機械通風:空氣之所以能在礦井巷道中流動,是由于風流的起末點間存在著能量差。若這種能量差是由通風機提供的,則稱為機械通風;若是由礦井自然條件產生的,則稱為自然通風。煤層瓦斯的生成煤層瓦斯是腐植型有機物在成煤過程中生成的 ,主要可以劃分為兩個生成階段第一階段:生物化學成氣時期 在植物沉積成煤初期的泥炭化過程中,有機物在隔絕外部氧氣進入和溫度不超過65的條件下,被厭氧微生物分解為CH4、CO2和H2O。第二階段:煤化變質作用時期 隨著煤系地層的沉降及所處
3、壓力和溫度的增加,泥炭轉化為褐煤并進人變質作用時期,有機物在高溫、高壓作用下,揮發(fā)分減少,固定碳增加,這時生成的氣體主要為CH4和CO2 瓦斯在煤體內存在的狀態(tài) 游離瓦斯:以自由氣體形式存在;吸附瓦斯:分為吸著狀態(tài)與吸收狀態(tài); 在現(xiàn)今開采深度內,煤層內的瓦斯主要是以吸附狀態(tài)存在,游離狀態(tài)的瓦斯只占總量的10左右 煤層瓦斯垂向分帶: 當煤層直達地表或直接為透氣性較好的第四系沖積層覆蓋時,由于煤層中瓦斯向上運移和地面空氣向煤層中滲透,使煤層瓦斯呈現(xiàn)出垂直分帶特征 瓦斯風化帶: “CO2N2”、“N2”、“N2-CH4”三帶統(tǒng)稱瓦斯風化帶。瓦斯風化帶內的井、區(qū)為低瓦斯井、區(qū)。甲烷帶:位于瓦斯風化帶下
4、邊界以下的瓦斯帶。甲烷帶內煤層瓦斯壓力、含量隨埋藏深度的增加而增長,存在特殊瓦斯涌出形式:瓦斯噴出和煤與瓦斯突出。煤的孔隙特征煤的孔隙分類:微孔:直徑<0.01µm,構成煤中的吸附容積小孔:直徑0.01µm0.1µm,構成毛細管凝結和瓦斯擴散空間中孔:直徑0.1µm1.0µm,構成緩慢的層流滲透區(qū)間大孔:直徑1.0µm100µm,構成強烈的層流滲透區(qū)間可見孔及裂隙:直徑>100µm,構成層流及紊流混合滲透的區(qū)間滲透容積:小孔至可見孔的孔隙體積之和煤的孔隙率:吸附容積與滲透容積之和稱為總孔隙體積,總孔隙體
5、積占煤的體積的百分比成為煤的孔隙率煤層瓦斯壓力概念:煤層裂隙和孔隙內由于氣體分子熱運動撞擊所產生的作用力 意義:煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量、瓦斯流動動力高低以及瓦斯動力現(xiàn)象的基本參數(shù) 測量原理:打一穿透待測煤層(或直接打在煤層中)的鉆孔,插入一根測壓管(5mm一12mm的銅管或10mm13mm的鍍鋅鐵管)后再把鉆孔封堵好,在測壓管的外端接上壓力表,待壓力穩(wěn)定后就可以讀取瓦斯壓力值 煤層瓦斯含量:單位體積或重量的煤在自然狀態(tài)下所含有的瓦斯量(標準狀態(tài)下的瓦斯體積),包括游離瓦斯和吸附瓦斯兩部分影響因素煤巖結構(如透氣性)和物理化學特性(如吸附性能) ;成煤后的地質運動和地質構造 ;煤層的賦存
6、條件 。煤層瓦斯流場分類概念:煤層內瓦斯流動的空間稱為煤層瓦斯流場,在流場內瓦斯具有流向、流速和壓力梯度和濃度梯度礦井瓦斯涌出量是指在礦井生產建設過程中涌進巷道或管道的瓦斯量絕對瓦斯涌出量:單位時間內涌入巷道的瓦斯量,以體積表示,單位為m3/min 或m3/d相對瓦斯涌出量:每采一噸煤平均涌出的瓦斯量,單位是m3/t。礦井瓦斯涌出不均系數(shù):礦井絕對瓦斯涌出量峰值與平均值的比值稱為瓦斯涌出不均系數(shù)。(一)低瓦斯礦井:礦井相對瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。(二)高瓦斯礦井:礦井相對瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對瓦斯涌出量大于40m3/min。
7、(三)煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出礦井。煤與瓦斯突出礦井: 礦井在采掘過程中,只要發(fā)生過一次煤與瓦斯突出,該礦井即為突出礦井煤層定為突出煤層。煤與瓦斯突出:指煤與瓦斯在一個很短的時間內突然地連續(xù)地自煤壁暴露面拋向巷道空間所引起的動力現(xiàn)象。煤與瓦斯突出是煤礦最嚴重的災害之一突出的基本特征:(1) 拋出的固體物具有明顯的氣體搬運特征。(2) 突出物中呈現(xiàn)出明顯的高壓氣體爆炸的特征(3) 突出的孔洞具有一些特殊的形狀。(4) 突出過程中伴隨有大量的瓦斯涌出。四位一體:突出危險性預測;防治突出措施;防突措施的效果檢驗;安全防護措施。保護層與被保護層:在突出礦井中,預先開采的、并能使其他相鄰的有突出危
8、險的煤層受到采動影響而減少或喪失突出危險的煤層稱為保護層,后開采的煤層稱為被保護層。保護層位于被保護層上方的叫上保護層,位于下方的叫下保護層。礦井火災:是指發(fā)生在礦井井下或地面井口附近、威脅礦井安全生產、形成災害的一切非控制燃燒,是煤礦生產中的主要自然災害之一。火風壓:在礦井中,火災產生的熱動力是一種浮升力,這種浮力效應就被稱為火風壓?;痫L壓就是高溫煙流經傾斜或垂直的井巷時產生的自然風壓的增量。火風壓的作用:高溫火煙對礦井通風的影響就好象在其流過的上行或下行巷道里安設了局部通風機一樣,它們的作用方向在上行風路中與煙流方向相同,在下行風路中則相反。節(jié)流效應礦井火災時期,由于火煙的熱力作用等的影響
9、,主干風路以及旁側支路中的風量往往會隨著火勢的發(fā)展而發(fā)生變化。如果由于火災的發(fā)生,主干風路的進風量可能下降,這種現(xiàn)象稱之為節(jié)流效應自熱溫度:也稱臨界溫度,是能使煤自發(fā)燃燒的最低溫度。煤炭自燃傾向性是煤的一種自然屬性,它取決于煤在常溫下的氧化能力和發(fā)熱能力,是煤發(fā)生自燃能力總的量度。煤的自然發(fā)火期是煤炭自然發(fā)火危險性的時間量度,即煤體從暴露在空氣環(huán)境之時起到自燃(溫度達到該煤的著火點溫度)所需要的時間。均壓防滅火是采用風窗、風機、連通管、調壓氣室等調壓手段,改變通風系統(tǒng)內的壓力分布,降低漏風通道兩端的壓差,減少漏風,從而達到抑制和熄滅火區(qū)的目的。開區(qū)均壓通常是指在生產工作面建立的均壓系統(tǒng),其特點
10、是在保證工作面所需通風風量的條件下,通過通風調節(jié)實施,盡量減少向采空區(qū)漏風,抑制煤的自燃,防止一氧化碳等有毒有害氣體涌入工作面,從而保證正常生產的進行。閉區(qū)均壓就是對已經封閉的區(qū)域進行均壓,它一方面可以防止封閉區(qū)中的煤炭自燃,又可加速封閉火區(qū)的熄滅速度。粉塵在礦井生產過程中所產生的各種巖礦微粒統(tǒng)稱礦塵浮塵飛揚在空氣中的礦塵積塵從空氣中沉降下來的礦塵呼吸性粉塵是指能在人體肺泡內沉積的,粒徑在57微米以下的粉塵,特別是2微米以下的粉塵。礦塵濃度( C ), 懸浮于單位體積空氣中的礦塵量,mg/m3;產塵強度( G ), 單位時間內進入礦內空氣中的礦塵量, mg/min;相對產塵強度( G) 每采掘
11、一噸礦(巖)所產生的礦塵量,mg/t。 礦塵的分散度:在全部礦塵中各種粒徑的塵粒所占的百分比。綜合防塵一、通風除塵二、濕式作業(yè)1、濕式鑿巖、鉆眼 2、灑水及噴霧灑水3、掘進機噴霧灑水4、采煤機噴霧灑水5、綜放工作面噴霧灑水6、水炮泥和水封爆破三、凈化風流1、水幕凈化風流2、濕式除塵裝置四、個體防護節(jié)點:是指三條或三條以上風道的交點;斷面或支護方式不同的兩條風道,其分界點有時也可稱為節(jié)點。分支:是兩節(jié)點間的連線,也叫風道,在風網圖上,用單線表示分支。其方向即為風流的方向,箭頭由始節(jié)點指向末節(jié)點。路:是由若干方向相同的分支首尾相接而成的線路,即某一分支的末節(jié)點是下一分支的始節(jié)點?;芈泛途W孔:是由若
12、干方向并不都相同的分支所構成的閉合線路,其中有分支者叫回路,無分支者叫網孔。假分支:是風阻為零的虛擬分支。一般是指通風機出口到進風井口虛擬的一段分支。生成樹:它包括風網中全部節(jié)點而不構成回路或網孔的一部分分支構成的圖形。每一種風網都可選出若干生成樹。弦:在任一風網的每棵樹中,每增加一個分支就構成一個獨立回路或網孔,這種分支叫做弦(又名余樹弦)。防爆門:1、何謂礦井通風? 礦井通風的基本任務是什么?礦井通風目的是為井下各工作地點提供足夠的新鮮空氣,使其中有毒有害氣體、粉塵不超過規(guī)定值,并有適宜的氣候條件。礦井通風系統(tǒng)通常被稱為礦井的心臟與動脈。礦井通風是保障礦井安全的最主要技術手段之一。2、目前
13、我國煤礦掘進通風廣泛采用壓入式局部通風機通風方式,為什么?(與第3題類似)(1)壓入式通風時,局部通風機及其附屬電氣設備均布置在新鮮風流中,污風不通過局部通風機,安全性好;而抽出式通風時,含瓦斯的污風通過局部通風機,若局部通風機防爆性能出現(xiàn)問題,則非常危險。(2)壓入式通風風筒出口風速和有效射程均較大,可防止瓦斯層狀積聚,且因風速較大而提高散熱效果。而抽出式通風有效吸程小,掘進施工中難以保證風筒吸入口到工作面的距離在有效吸程之內。與壓入式通風相比,抽出式風量小,工作面排污風所需時間長、速度慢。(3)壓入式通風時,掘進巷道涌出的瓦斯向遠離工作面方向排走,而用抽出式通風時,巷道壁面涌出的瓦斯隨風流
14、流向工作面,安全性較差。(4)抽出式通風時,新鮮風流沿巷道進入工作面,整個井巷空氣清新,勞動環(huán)境好;而壓入式通風時,污風沿巷道緩慢排出,掘進巷道越長,排污風速越慢,受污染時間越久。這種情況在大斷面長距離巷道掘進中尤為突出。(5)壓入式通風可用柔性風筒,其成本低、重量輕,便于運輸,而抽出式通風的風筒承受負壓作用,必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風筒,成本高,重量大,運輸不便。3、用圖說明壓入和抽出式局部通風的工作方法,并比較壓入式和抽出式局部通風方式的優(yōu)缺點。依次為壓入式,抽出式壓入式局部通風與抽出式局部通風的優(yōu)缺點比較如下: 1) 抽出式通風時,污濁風流必須通過局部通風機,極不安全。而壓入式通
15、風時,局部通風機安設在新鮮風流中,通過局通風機的為新鮮風流,故安全性高; 2)壓入式通風風筒出口射流的有效射程大,排出工作面炮煙和瓦斯的能力強。而抽出式通風有效吸程小,排出工作面炮煙的能力較差;3)壓入式通風時炮煙沿巷道流動,勞動衛(wèi)生條件較差,而且排出炮煙的時間較長。而抽出式通風由于炮煙從風筒中排出,不污染巷道中的空氣,故勞動衛(wèi)生條件好;4)壓入式通風可以使用柔性風筒,便于搬運,抽出式通風只能使用剛性風筒或帶剛性圈的柔性風筒;從以上比較可以看出,兩種通風方式各有利弊。但壓入式通風安全可靠性較好,故在煤礦中得到廣泛應用。4、什么叫全壓?全壓、靜壓和動壓三者的關系式是怎樣的?風流的點壓力是指在井巷
16、和通風管道風流中某個點的壓力,就其形成的特征來說,可分為靜壓、動壓和全壓。風流中某一點的靜壓和動壓之和稱為全壓。根據(jù)壓力的兩種計算基準,某點i的靜壓又分為絕對靜壓(Pi)和相對靜壓(hi),同理,全壓也可分絕對全壓和相對全壓。5、什么叫等積孔?它有什么用處?一個礦井等積孔的大小說明了什么問題?為了形象化,習慣引用一個和風阻的數(shù)值相當、意義相同的假想的面積值(m2)來表示井巷或礦井的通風難易程度。這個假想的孔口稱作井巷或礦井的等積孔(又稱當量孔)。作用:用一個與井巷風阻值相當?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷通風的難易程度。礦井等積孔僅僅是評定礦井通風難易程度的一個指標,它并不能全面地反映礦井通風難易程
17、度。等積孔值越小說明礦井或井筒通風越困難。6、什么叫自然風壓?自然風壓有哪些主要特性? 礦井自然風壓能否代替礦井機械通風,說明理由??諝庵阅茉诘V井巷道中流動,是由于風流的起末點間存在著能量差。若這種能量差是由通風機提供的,則稱為機械通風;若是由礦井自然條件產生的,則稱為自然通風。機械風壓和自然風壓都是礦井通風的動力,用以克服礦井的通風阻力,促使空氣沿巷道流動。但自然風壓一般較小且隨季節(jié)變化,難以滿足礦井通風的要求,因此我國規(guī)程第一百二十一條規(guī)定:礦井必須采用機械通風。故我國煤礦已普遍使用主要通風機進行機械通風,使礦井通風條件得到了根本保證和改善。 7、什么叫風量自然分配?在并聯(lián)網絡中,流入
18、各分支巷道的風量受哪些因素的制約?自然分配的風量不能滿足生產要求時,怎么辦? 在風速不超限的條件下,這些復雜風網中各條分支通過的風量任其自然分配(即為自然分配的風量),是未知數(shù),需通過計算確定。在礦井通風網絡中,風流按照巷道風阻的匹配關系,分配到各作業(yè)地點的風量,往往不能滿足要求,需要采取控制與調節(jié)風量的措施。8、簡述礦井通風風量調節(jié)的方法。風量調節(jié)按照其范圍的大小,可分為局部風量調節(jié)和礦井總風量調節(jié)。 (1)局部風量調節(jié)增阻調節(jié)法降阻調節(jié)法增壓調節(jié)法(2)礦井總風量調節(jié)改變主要通風機的特性曲線改變主要通風機的工作風阻曲線9.預防瓦斯爆炸主要有哪三個方面的措施?如何預防瓦斯積聚?(1)防止瓦斯
19、積聚的措施所謂瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^2,其體積超過0.5m3的現(xiàn)象。a搞好通風b及時安全地處理積聚瓦斯c分源治理瓦斯 d嚴格井下瓦斯?jié)舛鹊臋z查與檢測(2)防止瓦斯引燃措施防止瓦斯引燃的措施是嚴禁和杜絕一切火源,嚴格管理和控制生產中可能發(fā)生的火、熱源,防止它的產生或限制其引燃瓦斯的能力。(3)防止瓦斯爆炸災害事故擴大的措施a 編制預防和處理瓦斯爆炸事故計劃。使礦工熟悉這個計劃,掌握預防瓦斯的基本知識和有關的規(guī)章制度。b 實行分區(qū)通風。各水平、各采區(qū)都必須布置單獨的回風道,回采工作面和掘進工作面都應采用獨立通風。這樣一條通風系統(tǒng)的破壞將不致影響其它區(qū)域。c 通風系統(tǒng)力求簡單。入風流與回風流的
20、布置應保證當發(fā)生瓦斯爆炸時不會發(fā)生短路。不用的巷道都要及時封閉。 d 裝有主扇的出風井口,應安裝防爆門,防止爆炸波沖毀扇風機,影響救災與恢復通風。 e 各回采面、采區(qū),各翼均有隔爆措施。 f 設立避災峒室,配帶自救器。 10煤炭自然的發(fā)展過程大致分為那幾個階段,各有何特征?煤炭自燃過程:大體分為3個階段:潛伏期;自熱期;燃燒期。11.簡述煤與瓦斯突出發(fā)生的一般規(guī)律和預防的主要技術措施?(1)突出發(fā)生在一定深度上。隨著深度增加,突出的危險性增加,這表現(xiàn)為突出次數(shù)增多、突出強度增大、突出煤層數(shù)增加,突出危險區(qū)域擴大。(2)突出次數(shù)和強度,隨著煤層厚度特別是軟分層的厚度的增加而增多。(3)突出的氣體主要是甲烷,個別礦區(qū)突出氣體是CO2突出危險煤層開采時的相對瓦斯涌出量都在10m3/t以上,突出發(fā)生在高瓦斯礦。同一煤層,瓦斯壓力越高,突出危險性越大。不同煤層,瓦斯壓力與突出危險性之間無直接關系。(4) 突出煤層的特點是煤的力學強度
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