中国矿业大学矿井通风与安全复习题(全)

△绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量△相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数△恒温带：地表下地温常年不变的地带。恒温带的深度一般为20～30米，恒温带的温度则接近于当地的年平均气温△地温梯度：即岩层温度随深度的变化率，常用百米地温梯度△通风机工况点：以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点△矿井等积孔：为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值（m2）来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔（又称当量孔）。△自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。△自然通风与机械通风：空气之所以能在矿井巷道中流动，是由于风流的起末点间存在着能量差。若这种能量差是由通风机提供的，则称为机械通风；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然通风。煤层瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，主要可以划分为两个生成阶段第一阶段：生物化学成气时期在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。第二阶段：煤化变质作用时期随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤并进人变质作用时期，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2瓦斯在煤体内存在的状态游离瓦斯：以自由气体形式存在；吸附瓦斯：分为吸着状态与吸收状态；在现今开采深度内，煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10％左右煤层瓦斯垂向分带：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层瓦斯呈现出垂直分带特征瓦斯风化带：“CO2－N2”、“N2”、“N2-CH4”三带统称瓦斯风化带。瓦斯风化带内的井、区为低瓦斯井、区。甲烷带：位于瓦斯风化带下边界以下的瓦斯带。甲烷带内煤层瓦斯压力、含量随埋藏深度的增加而增长，存在特殊瓦斯涌出形式：瓦斯喷出和煤与瓦斯突出。煤的孔隙特征煤的孔隙分类：微孔：直径0.01µm，构成煤中的吸附容积小孔：直径＝0.01µm～0.1µm，构成毛细管凝结和瓦斯扩散空间中孔：直径＝0.1µm～1.0µm，构成缓慢的层流渗透区间大孔：直径＝1.0µm～100µm，构成强烈的层流渗透区间可见孔及裂隙：直径100µm，构成层流及紊流混合渗透的区间渗透容积：小孔至可见孔的孔隙体积之和煤的孔隙率：吸附容积与渗透容积之和称为总孔隙体积，总孔隙体积占煤的体积的百分比成为煤的孔隙率△煤层瓦斯压力概念：煤层裂隙和孔隙内由于气体分子热运动撞击所产生的作用力意义：煤层瓦斯压力是决定煤层瓦斯含量、瓦斯流动动力高低以及瓦斯动力现象的基本参数测量原理：打一穿透待测煤层(或直接打在煤层中)的钻孔，插入一根测压管(5mm一12mm的铜管或10mm～13mm的镀锌铁管)后再把钻孔封堵好，在测压管的外端接上压力表，待压力稳定后就可以读取瓦斯压力值△煤层瓦斯含量：单位体积或重量的煤在自然状态下所含有的瓦斯量(标准状态下的瓦斯体积)，包括游离瓦斯和吸附瓦斯两部分影响因素煤岩结构(如透气性)和物理化学特性(如吸附性能)；成煤后的地质运动和地质构造；煤层的赋存条件。煤层瓦斯流场分类概念：煤层内瓦斯流动的空间称为煤层瓦斯流场，在流场内瓦斯具有流向、流速和压力梯度和浓度梯度矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产建设过程中涌进巷道或管道的瓦斯量△绝对瓦斯涌出量：单位时间内涌入巷道的瓦斯量，以体积表示，单位为m3/min或m3/d△相对瓦斯涌出量：每采一吨煤平均涌出的瓦斯量，单位是m3/t。△矿井瓦斯涌出不均系数：矿井绝对瓦斯涌出量峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。(一）低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。（二）高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10m3/t或矿井绝对瓦斯涌出量大于40m3/min。（三）煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井。煤与瓦斯突出矿井:矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井煤层定为突出煤层。△煤与瓦斯突出：指煤与瓦斯在一个很短的时间内突然地连续地自煤壁暴露面抛向巷道空间所引起的动力现象。煤与瓦斯突出是煤矿最严重的灾害之一突出的基本特征：(1)抛出的固体物具有明显的气体搬运特征。(2)突出物中呈现出明显的高压气体爆炸的特征(3)突出的孔洞具有一些特殊的形状。(4)突出过程中伴随有大量的瓦斯涌出。四位一体：突出危险性预测；防治突出-措施；防突措施的效果检验；安全防护措施。△保护层与被保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。保护层位于被保护层上方的叫上保护层，位于下方的叫下保护层。矿井火灾：是指发生在矿井井下或地面井口附近、威胁矿井安全生产、形成灾害的一切非控制燃烧，是煤矿生产中的主要自然灾害之一。△火风压：在矿井中，火灾产生的热动力是一种浮升力，这种浮力效应就被称为火风压。火风压就是高温烟流经倾斜或垂直的井巷时产生的自然风压的增量。火风压的作用：高温火烟对矿井通风的影响就好象在其流过的上行或下行巷道里安设了局部通风机一样，它们的作用方向在上行风路中与烟流方向相同，在下行风路中则相反。节流效应矿井火灾时期，由于火烟的热力作用等的影响，主干风路以及旁侧支路中的风量往往会随着火势的发展而发生变化。如果由于火灾的发生，主干风路的进风量可能下降，这种现象称之为节流效应自热温度：也称临界温度，是能使煤自发燃烧的最低温度。煤炭自燃倾向性是煤的一种自然属性，它取决于煤在常温下的氧化能力和发热能力，是煤发生自燃能力总的量度。△煤的自然发火期是煤炭自然发火危险性的时间量度，即煤体从暴露在空气环境之时起到自燃（温度达到该煤的着火点温度）所需要的时间。均压防灭火是采用风窗、风机、连通管、调压气室等调压手段，改变通风系统内的压力分布，降低漏风通道两端的压差，减少漏风，从而达到抑制和熄灭火区的目的。△开区均压通常是指在生产工作面建立的均压系统，其特点是在保证工作面所需通风风量的条件下，通过通风调节实施，尽量减少向采空区漏风，抑制煤的自燃，防止一氧化碳等有毒有害气体涌入工作面，从而保证正常生产的进行。△闭区均压就是对已经封闭的区域进行均压，它一方面可以防止封闭区中的煤炭自燃，又可加速封闭火区的熄灭速度。粉尘在矿井生产过程中所产生的各种岩矿微粒统称矿尘△浮尘飞扬在空气中的矿尘积尘从空气中沉降下来的矿尘△呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，粒径在5~7微米以下的粉尘，特别是2微米以下的粉尘。矿尘浓度（C），悬浮于单位体积空气中的矿尘量，mg/m3；产尘强度（G），单位时间内进入矿内空气中的矿尘量，mg/min；相对产尘强度（G’）每采掘一吨矿（岩）所产生的矿尘量，mg/t。△矿尘的分散度：在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的百分比。--△综合防尘一、通风除尘二、湿式作业1、湿式凿岩、钻眼2、洒水及喷雾洒水3、掘进机喷雾洒水4、采煤机喷雾洒水5、综放工作面喷雾洒水6、水炮泥和水封爆破三、净化风流1、水幕净化风流2、湿式除尘装置四、个体防护节点：是指三条或三条以上风道的交点；断面或支护方式不同的两条风道，其分界点有时也可称为节点。分支:是两节点间的连线，也叫风道，在风网图上，用单线表示分支。其方向即为风流的方向，箭头由始节点指向末节点。路:是由若干方向相同的分支首尾相接而成的线路，即某一分支的末节点是下一分支的始节点。回路和网孔:是由若干方向并不都相同的分支所构成的闭合线路，其中有分支者叫回路，无分支者叫网孔。假分支:是风阻为零的虚拟分支。一般是指通风机出口到进风井口虚拟的一段分支。生成树:它包括风网中全部节点而不构成回路或网孔的一部分分支构成的图形。每一种风网都可选出若干生成树。弦:在任一风网的每棵树中，每增加一个分支就构成一个独立回路或网孔，这种分支叫做弦(又名余树弦)。△防爆门：1、何谓矿井通风?矿井通风的基本任务是什么?矿井通风目的是为井下各工作地点提供足够的新鲜空气，使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值，并有适宜的气候条件。矿井通风系统通常被称为矿井的心脏与动脉。矿井通风是保障矿井安全的最主要技术手段之一。2、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？（与第3题类似）(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、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。3、用图说明压入和抽出式局部通风的工作方法，并比较压入式和抽出式局部通风方式的优缺点。依次为压入式，抽出式压入式局部通风与抽出式局部通风的优缺点比较如下：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。4、什么叫全压?全压、静压和动压三者的关系式是怎样的？风流的点压力是指在井巷和通风管道风流中某个点的压力，就其形成的特征来说，可分为静压、动压和全压。风流中某一点的静压和动压之和称为全压。根据压力的两种计算基准，某点i的静压又分为绝对静压(Pi)和相对静压（hi），同理，全压也可分绝对全压和相对全压。5、什么叫等积孔?它有什么用处？一个矿井等积孔的大小说明了什么问题?为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值（m2）来表示井巷或矿井的通风难易程度。这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔（又称当量孔）。作用：用一个与井巷风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。矿井等积孔仅仅是评定矿井通风难易程度的一个指标，它并不能全面地反映矿井通风难易程度。等积孔值越小说明矿井或井筒通风越困难。☆6、什么叫自然风压?自然风压有哪些主要特性?矿井自然风压能否代替矿井机械通风，说明理由。空气之所以能在矿井巷道中流动，是由于风流的起末点间存在着能量差。若这种能量差是由通风机提供的，则称为机械通风；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然通风。机械风压和自然风压都是矿井通风的动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气沿巷道流动。但自然风压一般较小且随季节变化，难以满足矿井通风的要求，因此我国《规程》第一百二十一条规定：矿井必须采用机械通风。故我国煤矿已普遍使