西安科技大學(xué)采礦工程《通風(fēng)與安全》重點(diǎn)

1、西安科技大學(xué)采礦工程通風(fēng)與安全重點(diǎn)礦井通風(fēng)的主要任務(wù)是：滿足人的呼吸需要；稀釋和排出有毒有害氣體和礦塵等；調(diào)節(jié)礦井 氣候簡述造成礦井空氣中氧濃度減少的主要原因是什么。煤礦安全規(guī)程對礦井采掘工作進(jìn)風(fēng) 流中的氧氣濃度有何規(guī)定。P3答:造成礦井空氣中氧濃度減少的主要原因是:人員呼吸;煤巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化； 煤炭自燃;瓦斯、煤塵爆炸。此外，煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體，也使空氣中的氧 濃度相對降低。煤礦安全規(guī)程對礦井采掘工作進(jìn)風(fēng)流中的氧氣濃度有如下規(guī)定:采掘工作面進(jìn)風(fēng)流的氧氣 濃度不得低于20%。降低通風(fēng)阻力的措施有哪些？ p51答：（1）降低摩擦阻力：減小摩擦阻力系數(shù)；保證有足夠大的井巷

2、斷面；選用周長小的斷面 形狀；減少巷道長度；避免巷道內(nèi)風(fēng)量過于集中。（2）降低局部阻力：避免井巷突然擴(kuò)大或縮??；盡可能避免井巷直角轉(zhuǎn)彎；主要巷道內(nèi)不要 停放車輛、堆積木料；加強(qiáng)總回風(fēng)道的維護(hù)和管理，對冒頂、片幫和積水要及時(shí)處理。簡述軸流式通風(fēng)機(jī)合理的工作區(qū)域？軸流式通風(fēng)機(jī)個(gè)體特性曲線特點(diǎn)：（1）軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。（2）駝峰點(diǎn)D以右的特性曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定工作段；（3）點(diǎn)。以左是不穩(wěn)定工作 段，產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象；（4）軸流式風(fēng)機(jī)的葉片裝置角不太大時(shí)，在穩(wěn)定工作 段內(nèi)，功率隨Q增加而減小。風(fēng)機(jī)開啟方式：軸流式風(fēng)機(jī)應(yīng)在風(fēng)阻最?。ㄩl門全開）時(shí)啟動， 以減

3、少啟動負(fù)荷。離心式：（1）離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線駝峰不明顯，且隨葉片后傾角度增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲 線工作段較軸流式風(fēng)機(jī)平緩；（2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的變化時(shí)，其風(fēng)量變化比軸流式風(fēng)機(jī)要 大。（3）離心式風(fēng)機(jī)的軸功率N隨Q增加而增大，只有在接近風(fēng)流短路時(shí)功率才略有下降。 風(fēng)機(jī)開啟方式：閘門全閉，待其達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。答：（1）試驗(yàn)證明，如果軸流式通風(fēng)機(jī)的工作點(diǎn)位于風(fēng)壓曲線“駝峰”的左側(cè)時(shí)，通風(fēng) 機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就可能產(chǎn)生不穩(wěn)定狀況，即工作點(diǎn)發(fā)生跳動，風(fēng)量忽大忽小，聲音極不正常，所以 通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓不應(yīng)大于最大風(fēng)壓的0.9倍；（2）為了經(jīng)濟(jì)，主通風(fēng)機(jī)的效率不應(yīng)低于0.6； （3）還有動輪葉片安

4、裝角。的限制，對于一級動輪的軸流式通風(fēng)機(jī)，最大的。為45，越過 最大的6角，運(yùn)行就不易穩(wěn)定；（4）又考慮到通風(fēng)機(jī)工作的經(jīng)濟(jì)性，一級動輪的軸流風(fēng)機(jī)， 其6角不小于10；二級動輪的軸流風(fēng)機(jī)，其6角不小于15。目前我國煤礦掘進(jìn)通風(fēng)廣泛采用壓入式局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)方式，為什么？答：1）抽出式通風(fēng)時(shí)，污濁風(fēng)流必須通過局部通風(fēng)機(jī)，極不安全。而壓入式通風(fēng)時(shí)，局 部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在新鮮風(fēng)流中，通過局部通風(fēng)機(jī)的為新鮮風(fēng)流，故安全性高；2）壓入式通風(fēng)風(fēng)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(qiáng)。而抽出式通 風(fēng)有效吸程小，排出工作面炮煙的能力較差；3）壓入式通風(fēng)時(shí)炮煙沿巷道流動，勞動衛(wèi)生條件較差，而且排出炮煙的時(shí)

5、間較長。而抽出 式通風(fēng)由于炮煙從風(fēng)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(fēng)可以使用柔性風(fēng)筒，便于搬運(yùn)，抽出式通風(fēng)只能使用剛性風(fēng)筒或帶剛性圈的 柔性風(fēng)筒；從以上比較可以看出，兩種通風(fēng)方式各有利弊。但壓入式通風(fēng)安全可靠性較好，故在煤 礦中得到廣泛應(yīng)用。比較掘進(jìn)工作面壓入式和抽出式通風(fēng)方式的優(yōu)、缺點(diǎn)。P119答：掘進(jìn)工作面壓入式和抽出式通風(fēng)方式均具有自己的優(yōu)、缺點(diǎn)，現(xiàn)分析比較如下：（1）壓入式通風(fēng)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)及其附屬電氣設(shè)備均布置在新鮮風(fēng)流中，污風(fēng)不通過局 部通風(fēng)機(jī)，安全性好；而抽出式通風(fēng)時(shí)，含瓦斯的污風(fēng)通過局部通風(fēng)機(jī)，若局部通風(fēng)機(jī)防爆 性能出現(xiàn)問題，則非常危險(xiǎn)。（2）壓入式

6、通風(fēng)風(fēng)筒出口風(fēng)速和有效射程均較大，可防止瓦斯層狀積聚，且因風(fēng)速較大 而提高散熱效果。而抽出式通風(fēng)有效吸程小，掘進(jìn)施工中難以保證風(fēng)筒吸入口到工作面的距 離在有效吸程之內(nèi)。與壓入式通風(fēng)相比，抽出式風(fēng)量小，工作面排污風(fēng)所需時(shí)間長、速度慢。（3）壓入式通風(fēng)時(shí)，掘進(jìn)巷道涌出的瓦斯向遠(yuǎn)離工作面方向排走，而用抽出式通風(fēng)時(shí)， 巷道壁面涌出的瓦斯隨風(fēng)流流向工作面，安全性較差。（4）抽出式通風(fēng)時(shí)，新鮮風(fēng)流沿巷道進(jìn)入工作面，整個(gè)井巷空氣清新，勞動環(huán)境好；而 壓入式通風(fēng)時(shí)，污風(fēng)沿巷道緩慢排出，掘進(jìn)巷道越長，排污風(fēng)速越慢，受污染時(shí)間越久。這 種情況在大斷面長距離巷道掘進(jìn)中尤為突出。（5）壓入式通風(fēng)可用柔性風(fēng)筒，其成本低

7、、重量輕，便于運(yùn)輸，而抽出式通風(fēng)的風(fēng)筒承 受負(fù)壓作用，必須使用剛性或帶剛性骨架的可伸縮風(fēng)筒，成本高，重量大，運(yùn)輸不便?；谏鲜龇治?，當(dāng)以排除瓦斯為主的煤巷、半煤巖巷掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采用壓入式通風(fēng)，而當(dāng)以排 除粉塵為主的井巷掘進(jìn)時(shí)，宜采用抽出式通風(fēng)。三專兩閉鎖及其功能？三專是指專用變壓器、專用開關(guān)、專用電纜，兩閉鎖唄U指風(fēng)、電閉鎖和瓦斯、電閉鎖。功能是:只有在局部通風(fēng)機(jī)正常供風(fēng)、掘進(jìn)巷道內(nèi)的瓦斯?jié)舛炔怀^規(guī)定限值時(shí)，方能向巷道 內(nèi)機(jī)電設(shè)備供電;當(dāng)局部通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)，自動切斷所控機(jī)電設(shè)備的電源;當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定限 值時(shí)，系統(tǒng)能自動切斷瓦斯傳感器控制范圍內(nèi)的電源，而局部通風(fēng)機(jī)仍可照常運(yùn)轉(zhuǎn)。若局部 通風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)

8、、停風(fēng)區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定限值時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)便自行閉鎖，重新恢復(fù)通風(fēng)時(shí)， 要人工復(fù)電，先送風(fēng)，當(dāng)瓦斯?jié)舛冉档桨踩菰S值以下時(shí)才能送電。從而提高了局部通風(fēng)機(jī) 連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)供風(fēng)的安全可靠性。簡述中央式通風(fēng)系統(tǒng)及其適用條件？ P141答：井回風(fēng)井位于井田走向中央，根據(jù)井回風(fēng)井的相對位置，又分為中央并列式、中央邊 界式。中央并列式適用于傾角大，埋藏深，井田走向長度小于4km，瓦斯與自然發(fā)火都不嚴(yán)重的 礦井。中央邊界式適宜和于煤層傾角小，埋藏淺，井田走向長度不大，瓦斯與自然發(fā)火都不 嚴(yán)重的礦井。試分析采煤工作面采用上行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)。P144答：上行通風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)：采煤工作面和回風(fēng)巷道風(fēng)流中的瓦斯以及從煤壁及采落的

9、煤炭中不 斷放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流動的方向和通風(fēng)方向一致，有 利于較快地降低工作面的瓦斯?jié)舛龋乐乖诘惋L(fēng)速地點(diǎn)造成瓦斯局部積聚。上行通風(fēng)的缺點(diǎn)：采煤工作面為逆向通風(fēng)，容易引起煤塵飛揚(yáng)，增加了采煤工作面風(fēng)流 中的煤塵濃度；煤炭在運(yùn)輸過程中放出的瓦斯，又隨風(fēng)流帶到采煤工作面，增加了采煤工作 面的瓦斯?jié)舛龋贿\(yùn)輸設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的熱量隨進(jìn)風(fēng)流散發(fā)到采煤工作面，使工作面氣溫升 高。發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)和逆退的原因是什么？如何防止風(fēng)流逆轉(zhuǎn)和逆退？ P144答：1）上行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓。發(fā)生風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的原因主要是：因火風(fēng)壓的作用使高溫?zé)熈?流經(jīng)巷道各點(diǎn)的壓能增大：因巷道冒頂?shù)仍蛟斐苫鹪聪?/p>

10、風(fēng)副風(fēng)阻增大，導(dǎo)致主十風(fēng)路火 源上風(fēng)側(cè)風(fēng)量減小.沿程各節(jié)點(diǎn)壓能降低。為了防止旁側(cè)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，主要措施有：降 低火風(fēng)壓；保持主要通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；采用打開風(fēng)門、增加排煙通路等措施減小排煙路 線上的風(fēng)阻。下行風(fēng)路產(chǎn)生火風(fēng)壓。在下行風(fēng)路中產(chǎn)生火風(fēng)壓，其作用方向與主要通風(fēng)機(jī)作用風(fēng)壓方 向相反。當(dāng)火風(fēng)壓等于主要通風(fēng)機(jī)分配到該分支壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會停滯；當(dāng)火風(fēng)壓 大于該分支的壓力時(shí)，該分支的風(fēng)流就會反向。主干風(fēng)路風(fēng)阻及其產(chǎn)生的火風(fēng)壓一定時(shí)，風(fēng) 量越小，越容易反向。防止下行風(fēng)風(fēng)路風(fēng)流逆轉(zhuǎn)的途徑有：減小火勢，降低火風(fēng)壓；增大主 要通風(fēng)機(jī)分配到該分支上的壓力。發(fā)生風(fēng)流逆退的原因是：煙氣增量過大，主通風(fēng)機(jī)風(fēng)

11、壓作用于主干風(fēng)路的風(fēng)壓小。防 止逆退措施是：減小主十風(fēng)路排煙區(qū)段的風(fēng)阻；在火源的下風(fēng)側(cè)使煙流短路排至總回風(fēng)；在 火源的上風(fēng)側(cè)、巷道的下半部構(gòu)筑擋風(fēng)墻，迫使風(fēng)流向上流，并增加風(fēng)流的速度。擋風(fēng)墻距 火源5m左右；也可在巷道中安帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)障，以增加風(fēng)速。礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)內(nèi)容有哪些？ p155答：1、確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)；2.礦井風(fēng)量計(jì)算和風(fēng)量分配；3、礦井通風(fēng)阻力計(jì)算；4、選 擇通風(fēng)設(shè)備；5、概算礦井通風(fēng)費(fèi)用。煤層瓦斯含量及其影響因素p192答;1.煤的吸附性；2、煤層露頭；3、煤層埋藏深度；4、圍巖透氣性；5、煤層傾角；6、 地質(zhì)構(gòu)造。影響瓦斯涌出量的因素有哪些?p197答：自然因素：煤層和圍巖的瓦斯

12、含量；地面大氣壓變化；開采技術(shù)因素：開采規(guī)模；開采順序與回采方法；生產(chǎn)工藝；風(fēng)量變化；采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng); 采空區(qū)的密閉質(zhì)量；頂板周期來壓。簡述瓦斯爆炸的基本條件有哪些。P236答：瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶鷥?nèi)，瓦斯在空氣中的爆炸下限為5-6%，上限為14-16%;氧氣濃 度大于12%;高于最低點(diǎn)燃能量的熱源存在的時(shí)間大于瓦斯的引火感應(yīng)期。預(yù)防瓦斯爆炸的措施？ p239答：防止瓦斯積聚；防止瓦斯引燃；防止瓦斯爆炸災(zāi)害事故擴(kuò)大的措施。簡述煤炭自燃要具備哪些條件。P249答:煤炭自燃的必要充分條件是：有自燃傾向性的煤被開采后呈破碎狀態(tài)。有較好的蓄熱條件。有適量通風(fēng)供氧，通風(fēng)是維持較高氧濃度的必要條件，是保證氧化

13、反應(yīng)自動加速的前 提。上述三個(gè)條件共存的時(shí)間大于煤的自然發(fā)火期。上述四個(gè)條件缺一不可，前三個(gè)條件是煤炭自燃的必要條件，最后一個(gè)條件是充分條件。煤炭自燃的發(fā)展過程大致可分為哪幾個(gè)階段，各階段有何特征？p252答：煤炭自燃過程大體分為3個(gè)階段：潛伏期；自熱期；燃燒期自燃潛伏期煤體溫度的變化不明顯，煤的氧化進(jìn)程十分平穩(wěn)緩慢，然而它確實(shí)在發(fā)生變化， 不僅煤的重量略有增加，著火點(diǎn)溫度降低，而且氧化性被活化。它的長短取決于煤的自燃傾 向性的強(qiáng)弱和外部條件。經(jīng)過這個(gè)潛伏期之后，煤的氧化速度增加，不穩(wěn)定的氧化物分解成水、二氧化碳、一氧化 碳。氧化產(chǎn)生的熱量使煤溫繼續(xù)升高，超過自熱的臨界溫度（6080C），煤溫

14、上升急劇加速， 氧化進(jìn)程加快，開始出現(xiàn)煤的干餾，產(chǎn)生芳香族的碳?xì)浠衔?、氫、更多的一氧化碳等可?氣體，這個(gè)階段為自熱期。臨界溫度也稱自熱溫度，是能使煤自發(fā)燃燒的最低溫度。一旦達(dá)到了該溫度點(diǎn)，煤氧化 的產(chǎn)熱與煤所在環(huán)境的散熱就失去了平衡，即產(chǎn)熱量將高于散熱量，就會導(dǎo)致煤與環(huán)境溫度 的上升，從而又加速了煤的氧化速度并又產(chǎn)生更多的熱量，直至煤自燃起來，即進(jìn)入燃燒階 段。均壓防火的實(shí)質(zhì)是什么，試述風(fēng)壓調(diào)節(jié)法防火的具體措施。p268 （論述）答:均壓防滅火的實(shí)質(zhì)是利用風(fēng)窗、風(fēng)機(jī)、調(diào)壓氣室和連通管等調(diào)壓設(shè)施，改變漏風(fēng)區(qū)域 的壓力分布，降低漏風(fēng)壓差，減少漏風(fēng)，從而達(dá)到抑制遺煤自燃、惰化火區(qū)，或熄滅火源的

15、日的。具體措施:調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓;風(fēng)機(jī)調(diào)壓;風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)聯(lián)合調(diào)壓;調(diào)壓氣室-連通管調(diào)壓。煤塵爆炸的條件，特征?如何判斷煤塵是否參與了井下的爆炸？ P295答：1）煤塵爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件：（1）煤塵本身具有爆炸性；（2）煤塵必須懸浮 于空氣中，并達(dá)到一定的濃度；（3）存在能引燃煤塵爆炸的高溫?zé)嵩础?）煤塵爆炸特征：（1）形成高溫、高壓、沖擊波；（2）煤塵爆炸具有連續(xù)性；（3）煤塵 爆炸的感應(yīng)期；（4）揮發(fā)分減少或形成“粘焦”；（5）產(chǎn)生大量的CO。3）如何判斷煤塵是否參與了井下的爆炸對于結(jié)焦性煤塵，看是否形成“粘焦”現(xiàn)象，可以判斷煤塵是否參與了井下的爆炸；對 于非結(jié)焦性煤塵，看揮發(fā)份是否減少。地

16、面防水措施主要有哪些?p314答：合理選擇井筒位置；河流改道；鋪整河底；填堵通道；挖溝排（截）洪；排除積水；加 強(qiáng)雨季前的防訊工作。防止煤炭自燃的開采技術(shù)措施有哪些?答：（1）合理的布置巷道；（1分）（2）選擇合理的采煤方法和選進(jìn) 的回采工藝，提高回 采率，加快回采進(jìn)度；（2分）（3）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)，如盡量選擇對角式或分區(qū)式系統(tǒng)（2 分）。（4）堅(jiān)持自上而下的開采順序（1分）。（5）合理確定近距離相鄰煤層和厚煤層分層同 采時(shí)兩工作面之間的錯距，防止上下之間采空區(qū)連通對比分析目前的煤層防滅火技術(shù)主要有哪些？（論述）答：目前煤礦井下常用的防滅火技術(shù)主要有：堵漏、均壓、惰氣、惰泡、三相泡沫、阻化劑、用水滅火、灌漿、膠