西安科技大学期末通风试题

1.矿井通风阻力影响因素：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风
量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素
2.自然风压：闭合回路中，由于温度不同，导致密度不同，引起水平面俩空气柱重力不等
重力之差形成自然风压。

影响因素：1空气柱温差2空气成分湿度3井深4主要通风机也对自然风压有一定影响。

对矿井通风影响：矿井通风动力，也可能是事故肇因
3.轴流式通风机：结构紧凑，体积小，重量轻，传动简单，维修困难，风压低，流量大，
反方方法多，不容易过载，联机运行工作差，可直接高转速电动机拖动；适用于阻力变化大风量变化不大的矿井，大中型矿井使用
离心式通风机：结构简单，体积大，维修简单，安装占地大，转速低，传动方式复杂，风压高，流量小，反风方法少，容易过载；适用于流量小风压高转速低情况，小型矿井4通风机联合工作：管网阻力大到一台通风机不能保证按需供风时，利用俩个或俩个以上风机联合工作，以达到增加风量目的；风机串联适用于风阻大风量不足官网；风机并联适用官网于风阻小，但因风机能力小导致风量不足
5串联风路和并联风网比较：矿井进回风巷都为串联风路；工作面与工作面之间多为并联风网；并联风网工作地点安全，提高空气质量；同样分支风阻和总风量下，并联总阻力小于串联总阻力，有条件时尽量使用并联风网
6比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点？
答：1) 压入式通风，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，若局部通风机不具备防爆性能，则非常危险；
2) 压入式通风，风速和有效射程均大，防止瓦斯层状积聚，散热效果好；抽出式通风有效吸程小，难以保证风筒吸入口到工作面的距离在有效吸程之内。

风量小，排污风所需时间长、速度慢；
3) 压入式通风瓦斯向远离工作面方向；抽出式通风瓦斯随风流向工作面，安全性较差；
4) 抽出式通风新鲜风流流向工作面，整个井巷空气清新，劳动环境好；压入式通风污风沿巷道缓慢排出，排污速度慢
5) 压入式通风可用柔性风筒成本低、重量轻，便于运输，抽出式通风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。

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
7.矿井风量调节：局部风量调节方法：(1) 增阻调节法(2) 减阻调节法(3) 增能调节法
总风量调节方法：改变主通风机工作特性；改变矿井总风阻
3矿井通风系统的类型及其适用条件：通风系统可以分为中央式、对角式、区域式及混合式。

中央式分为中央并列式和中央边界式。

中央并列式适用条件：适用于煤层倾角大，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。

中央边界式适用条件：适用于煤层倾角较小，埋藏较浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比较严重的矿井。

对角式分为两翼对角式和分区对角式。

两翼对角式适用条件：煤层走向大于4KM，井型较大，瓦斯与自然发火严重的矿井；或低瓦斯矿井，煤层走向较长，产量较大的矿井。

分区对角式适用条件：煤层埋藏浅，或因地表高低起伏较大，无法开掘总回风巷。

区域式适用条件：井田面积大、储量丰富或瓦斯含量大的大型矿井。

混合式适用条件：井田范围大，地质和地面地形复杂；或产量大，瓦斯涌出量大的矿井。

影响矿井瓦斯涌出的因素：(1) 自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化
(2) 开采技术因素：①开采规模；②开采顺序与回采方法；③生产工艺；④风量变化；⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量
5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)有适量的通风供氧，氧浓度〉15％
(4)上述三个条件共存的时间大于煤的自燃发火期。

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。

7均压防火的实质是什么？试述利用风压调节法防火的具体措施？
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，熄灭火源的目的。

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。

8试述瓦斯爆炸的过程及其危害？瓦斯爆炸的基本条件？防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施？
答：瓦斯爆炸的过程：瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。

最终的化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O如果O2不足，反应的最终式为：CH4+O2=CO+H2+H2O矿井瓦斯爆炸是一种热－链反应过程(也称连锁反应)。

矿内瓦斯爆炸的危害是：高温、冲击波和有害气体。

瓦斯爆炸的三个基本条件：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。

防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施：
①迫使一部份风流流经工作面上隅角，将该处积存的瓦斯冲淡排出。

②全负压引排法。

③上隅角排放瓦斯。

1、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%。

9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）
10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；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
11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。

12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。

13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。

1、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? （10分）
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。

(3个条件每个1分)
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。

14对比分析目前的煤层防灭火技术主要有哪些？
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、胶体防灭火技术等。

这些技术按其主要作用和功能可归纳为以下几类：（2分）
1）控制漏风技术主要目的是：减少或杜绝松散煤体氧气的供给。

技术手段有：水泥喷浆；泡沫喷涂；纳米改性弹性体材料涂抹；均压。

2）火区惰化技术主要目的是：主要是降低火区氧浓度，窒息火区。

主要技术手段为N2、CO2等惰性气体；惰气泡沫；三相泡沫。

3）煤体阻化主要目的是：降低煤体的氧化活性，抑制煤氧结合。

主要技术手段为：喷注CaCl2；雾化阻化剂；惰化阻化剂。

4）吸热降温主要目的是：降低煤温，彻底熄灭火区，防止复燃。

注水；灌浆；液氮；液态CO2。

15 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：①潜伏期；②自热期；②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，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
自热期: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，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
燃烧阶段: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
16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：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>15~25m3/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、（2）采空区大面积预抽（3）边掘边抽（4）边材边抽邻近层瓦斯抽放方法：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；
采空区瓦斯抽放：密封采空区插管、打钻和预埋管抽放。

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。

17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：①因火风压的作用使高温烟流流经巷道各点的压能增大：②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：①降低火风压；②保持主要通风机正常运转；⑧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）。