1、1矿井通风与安全试卷（B）卷参考答案及评分标准一、名词解释（20 分；每个 2 分）1 专用回风巷：专门用于回风，不得用于运料与安设电气设备的巷道，在有煤与瓦斯突出区的专用回风巷还不得行人。2 瓦斯积聚：瓦斯浓度超过 2%，体积超过 0.5m3。3 被保护层：在突出矿井中，预先开采的、并能使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。4 煤的自然发火期：从煤层被开采破碎、接触空气之日起，至出现自燃现象或温度上升到自燃点为止，所经历的时间叫煤层自然发火期，以月或天为单位。5 外因火灾：可燃物在外界环境的作用下，引起燃烧而形成的火灾。6 瓦斯
2、涌出不均衡系数：在正常生产过程中，矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响，其数值在一段时间内围绕平均值上下波动，我们把其峰值与平均值的比值。7 相对瓦斯涌出量：矿井日产一吨煤同斯所涌出的瓦斯量，单位是 m3/t。8 瓦斯爆炸感应期：瓦斯与高温热源接触后，需要经过一个很短的时间才燃烧或爆炸，这种现象叫引入延迟性，间隔的时间称为感应期。9 等积孔：假定在无限空间有一开口为 A 的薄壁，当通过孔口的风量为等于矿井风量，孔口两侧风压等于矿井通风阻力时的阻力时，测孔口 A 的面积称为矿井的等积孔。10 自然风压：在一通风回路中，由于相对于最低点两侧空气柱的密度不同，导致重力不等，重力之差就是自然风压。二、简
3、答题（35 分；每个 7 分，任选 5 题）1 降低通风阻力的措施有哪些？答：（1）降低摩擦阻力：减小摩擦阻力系数；保证有足够大的井巷断面；选用周长小的断面形状；减少巷道长度；避免巷道内风量过于集中。 （4 分）（2）降低局部阻力：避免井巷突然扩大或缩小；尽可能避免井巷直角转弯；主要巷道内不要停放车辆、堆积木料；加强总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水要及时处理。 （3 分）2 简述中央式通风系统及其适用性答：井回风井位于井田走向中央，根据井回风井的相对位置，又分为中央并列式、中央分列式。 （3 分）中央并列式适用于倾角大，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。
4、（2 分）中央分列式适宜和于煤层倾角小，埋藏浅，井田走向长度不大，瓦斯与自然发火都不严重的矿井（2 分） 。3 防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？答：（1）合理的布置巷道；（1 分） （2）选择合理的采煤方法和选进的回采工艺，提高回采率，加快回采进度；（2 分） （3）选择合理的通风系统，如尽量选择对角式或分区式系统（2 分） 。 （4）坚持自上而下的开采顺序（1 分） 。（5）合理确定近距离相邻煤层和厚煤层分层同采时两工作面之间的错距，防止上下之间采空区连通（1 分） 。24 影响瓦斯涌出量的因素有哪些?答：自然因素：煤层和围岩的瓦斯含量；地面大气压变化；（2 分）开采技术因素：开采规模；开
5、采顺序与回采方法；生产工艺；风量变化；采区通风系统；采空区的密闭质量；（5 分）5 地面防水措施主要有哪些?答：合理选择井筒位置；（1 分）河流改道；（1 分）铺整河底；（1 分）填堵通道；（1 分）挖沟排(截)洪；（1 分）排除积水（1 分）加强雨季前的防讯工作。 （1 分）6 影响煤尘爆炸的因素?答：煤的挥发分；（2 分）煤的灰分和水分；（1 分）煤尘粒度；（1 分）空气中的瓦斯浓度；（1 分）空气中氧的含量；（1 分）引爆热源。 （1 分）三、计算题1 解：瓦斯梯度gm=(H2-H1)/(q2-q1)=(300-240)/(11.6-7.2)=13.6t/m3（2 分）采深 360m 时
6、的瓦斯涌出量为：qm=qm1+(H-H1)/gm=11.6+(360-300)/13.6=16.0m3/t（3 分）2 解取 2 点位能的参考位置，根据能量方程有,hR1-2=P1+hv1+gh-P 2-hv2（1 分）对于入口处有：P01=P1+hv1（ 1 分）因此，hR1-2=P01+gh-P 2-hv2（1 分）P2=P01+gh-h v2+ hR1-2=101324+1.259.8400-5+45=106264Pa（2 分）3 解：（1）从图中可知新风阻 R曲线与 n1=630r/min 曲线的交点为 M1，其风量Q1=51.5m3/s（2 分）在此风阻下风量降低到 58m3/s 的
7、转速 n2，由比例定律得：n2=n1Q2/Q1=63058/51.5=710r/min（3 分）（2）已知 Q1=51.5，因此 h1=RQ1Q1=0.793251.551.5=2103.8Pa（2 分）h1=h1(n2/n1)2=2103.8(710/630)2=2672Pa,（3 分）4 解：（1）自然分配风量为：m3/s（2 分） 12489.7.05R3m3/s（2 分）2148-9.7=.Q（2） （1 分）2256PahR（1 分）20.3.因为 ，所以调节风门加在 1 支路上。面积为：（2 分）1（1 分）20.7590.759wwSSRhQm2（1 分）2.86631.1.5
8、解一、采区通风系统的总要求：1能有效地控制采区内的风流方向，风量大小和同质。2漏风小3风流稳定性高。4有利于排放沼气，防止自燃和防尘。5有效好的气候条件6安全经济和技术合理1每个采区必须有单独的回风道，实行分区通风，回采面掘进面都应采用独立通风，不能串联通风。2工作面尽量避免位于角联分支上，要保证工作面风向稳定。3煤层倾角大，不得采用下行风。4回采工作面风速不得低于 1m/s5工作面回风流中沼气浓度不得超过 1%6必须保证通风设施规格质量（风向、风桥、风筒）7要保证风量按需分配，保证通风阻力小，风流畅通8机电峒室必须在进风流中。9采空区必须及时封闭。10要设置防尘管路避究路线，避难峒室和局部反
9、风系统。轨道上山进风，不必在下部车场设风门，避免物料频繁过风门，造成风门损坏，易漏风，甚至风流短路。轨道上山进风，可使新鲜风流免受沼气煤尘污染，有利于保证较优的风质。必须在轨道上山上部和中部甩车场设置风门、风门数量多、不易管理、漏风大。运输上山中、多台运输机串联运输的上部机头不能确保在新鲜风流中。 风流与煤流方向相反，容易引起煤尘飞扬，使进风流污染。煤流中释放瓦斯，使进风流瓦斯浓度增大。运输设备散发的热量，使进风流温度升高。须在轨道上山下部车场内安设风门，由于运输频繁，风门常损坏漏风，甚至引起短路，4影响工作面生产。1轨道上山2运输上山在选择采区通风系统时要根据采区巷道布置，瓦期、煤尘及温度等
10、具体条件而确定。从安全观点出发，一般认为瓦斯煤尘危险性大的采区一般宜采用轨进运回系统。瓦斯煤尘危险性小的采区一般采用运进轨回系统。急倾斜煤层，采区溜煤眼不允许做采区进风巷，应采用轨进运回高瓦斯、综采、往往采用三条上山（通风上山，轨道上山，运输上山） 。回采工作面上行风与下行风的分析1上行风风速小时，可能出现瓦斯分层流动和局部积存。下行风时，沼气与空气混合能力大，不易出现分层和局部瓦斯积存。2上行风 运输途中瓦斯被带入工作面，工作面瓦斯浓度大。下行风 运输途中瓦斯被带入回风巷，工作面瓦斯浓度小。3上行风 和运输煤流方向相反，容易引起煤尘飞扬，工作面粉尘浓度大。下行风 和运输煤流方向相同，工作面粉
11、尘与沉降一致，利于沉降。4上行风，须把风流引导最低水平然后上行，经过路线长。风流被地温加热的程度大，且运煤设备发热量也加入，故工作面气温高。5上行风上偶角瓦斯常超限。6下行风 运输设备在回风巷运转安全性差。7下行风比上行风所需的机械风压要大，因为要克服自然风压。且一旦停风，工作面风向逆转。8下行风一旦工作有火源，产生火风压与机械风压相反，会使工作面风量减少，沼气浓度增加，故下行风，在起火地点沼气爆炸的可能性比上行风大。五、回采工作面进风巷与回风巷的布置形式1U 形（后退式）简单可靠采空区漏风小但工作面上隔面易积存瓦斯工作面进风巷要提前掘出，维护工作量大。U 形（后退式）采空区漏风大工作面风量容
12、易不足超前巷掘进时，独立通风长度短。采空区沼气不涌向工作面，而涌向回风巷。52Z 形（后退式）回风巷为沿空留巷，可提高回采率。巷道采准工程量较少采区内进回风巷总长度近似不变，有利于稳定风阻，改善通风。无上隅角瓦斯超限，但回风巷常出现沼气超限。Z 形（Z 形的前进式）回风巷为沿空留巷，或预掘。巷道采准工作量较少。采区内进风量总长度近似不变，有利用稳定风阻，改善通风。上隅角瓦斯浓度大，有积聚。3Y 型（后退式）解决了 U 型上隅角瓦斯常超限问题。工作面上下顺槽都是进风流，改善作业环境。实行沿空留巷，可提高采区回采率。适用于瓦斯涌出量特大的煤层中。还需边界准备专用回风上山，增加了采区巷道的掘进和维护
13、费。4双 Z 型（后退式）工作面分割成上下行风二段，通风能力大。工作面中间，瓦斯浓度大（前进式） ，沼气进入工作面。工作面中间，瓦斯浓度小（后退式） ，沼气不进入工作面较安全。后退式在采空区，维护一条回风巷，工程量大，作业困难，不安全。采空区漏风大，易引起遗煤自然发火。5W 型（称双工作面）后退式比前进式优越，是解决综采高沼气工作的重要形式。前进式巷道维护在采空区，漏风大，有效风量率低，且易十自然发火。供风量增加，通风能力大，适用综采。高瓦斯矿，中间巷可不直钻孔，抽瓦斯抽放率高。扩散漏风距离范围小，有利于防止采空区自燃。第三节 采区所需风量的计算按需供给风量是采区通风的核心。一、采区所需总风量
14、是采区风备用风地点所需风量之和。Q 采总= wzdicibiaiKQQ)(6式中 aiQ工作面和备用面风量之和 m3/minbi各掘进工作面所需风量之和 m3/minci各峒室所需风量之和 m3/mindiQ风量备用系数（包括漏风）一般取 1.2其它巷道需风量计算依据采掘工作面回风道 CH4 浓度20% CH4 浓度0.5% t28机电峒室30二、回采工作面需风量1按沼气涌出量计算 min)/(3CingQkwk涌出不均衡系数（kg=最大涌出量/ 平均涌出量）和采 1.31.45 炮采 1.351.5Qg沼气绝对涌出量 m3/minCg工作面回风流量高允许浓度 10CgCin工作面进风流 0.
15、5%2按工作面气温与风速的关系计算 360/minai aiaiQvSaiS工作面平均断面2()采 高 平 均 控 制 距使用支撑式支架时 3.75(0.3)SaM掩护式支架时 ()3按炸药量计算 3 350/(/min)25(/min)wQACA500稀释每公斤炸药产生的炮烟风量3/kg故放炮后通风时间一般 20minA一次爆破所用的最大炸药量 kg74按人数计算 aiaiQN4每人每分钟供给 4m3 的规定风量（实际每人每分钟呼吸风量 0.3m3/分）ai工作面同时工作的最多人数。5按风速进行验算根据规程规定定，回采工作面最低风速为 0.25m/s，最高风速为 4m/s 的要求验算。0.2
16、56ai aiQS（ ai工作面断面积）4ai ai6备用采面需风量：一般取生产采面的一半，即 2aiQ，风速 15/ms，五种方法算得下风量，选择最大值作为回采工作面所需风量。低沼气矿井综采工作面所需风量 312340/minQk200综采面基本风量（采高 1h时，控顶距 4m，风速 1.5m）1k半径系数 当 121kh当 2hm 10.32k工作面长度系数 210LkL工作面长度3温度系数 15 k3=0.71617 k3=0.81822 k3=1.02324 k3=1.22526 k4=1.44k支架后方空顶系数，易于冒落 41k强制放顶 4.8三、掘进工作面所需风量1按沼气涌出量计算
17、 0Qqk掘进头绝对沼气涌出量 m3/minK瓦斯不均衡系数一取可取 1.52.02按炸药量计算 35(/min)QAA一次爆破最大炸药量（ kg）3按高扇吸风量计算 fIfQ局扇吸风量 5.5kw 100m3/min11kw200m3/min28kw- 350m3/minI局扇台数4按人数计算QNN工作面最多人数5按风速验算岩巷掘进面0.156S断 面3/min煤巷或半煤巷.20Q断 面3/i岩巷掘进面 46S断 面 3/inm以上五种方法中选择最大值作为掘进所需风量。三、峒室所需风量的计算1大型火药库 Q=100150 3/in2中型火药库 Q=60100 m3采区绞车房 Q=6080 3
18、/i4采区变电所 Q=6080 n95充电峒室 Q=100200 3/min第三节 通风构筑物三类：1隔断风流的构筑物、密闭、风门。2用于通过风流的构筑物，风峒、风桥、测风站3调节和控制风量、调节风窗。风门：普通风门（单扇人行门、单扇过车门，双扇木门过架线风门）自动风门撞杆式自动风门（图 6-14）配重倾斜自关式（图 6-14）气动式自动风门水压自动风门电动式自动风门控制触发方式：辅助架线集电弓触发式轨道开关接点触发器（按钮式开关）轨道荷重传感器光控触发器超声波触发器红外线传感器微波传感器电磁滤应器触发第四节 减少漏风 保证采区供风一、漏风的分类1外部漏风，地面主扇附近的井口防爆盖，调节闸门等
19、处的漏风。2内部漏风，井下各种通风构筑物的漏风，采空压及碎裂煤柱。按漏风分布的性质可以分为连续分布的漏风（巷道壁漏风，沿空巷道的漏风，掘进风筒漏风）局部漏风（通风构筑物的漏风）二、漏风阻力定律漏风有属紊流态，服从紊流阻力定律。 2LhRQ漏风有属过渡流态，服务紊流阻力定律。 12nL漏风有沿程连续分布漏风，服从 2Lh三、衡量矿井漏风程度的参数101矿井内部有效风量率各用风地点总风量之和与矿井总风量之比% 10%QP有 效有 效 风 量 率 扇 风 机（一般不能80%）2矿井内部漏风率 10PQ内 部 漏 风 量内 部 扇 风 机（一般不能20% ）3矿井外部漏风率 0 10%fLP漏扇 风
20、机（一般不能15%）四、控制漏风，提高有效风量1矿井主要进回风进，压差大，布置上尽量拉开距离。对角式联络巷中尽可能要设置高质量的正、反风门。2矿井、采区、工作面进回风平巷间距不直过小。3服务年限长的进、回风巷道应布置在岩石中。4要正确选择通风构筑扬的安设位置。5采空区注浆，洒水、可提高压实程度，减少漏风量。6尽可能降低并联的漏风通道两端压差，降低漏风量。7压入式通风的箕斗井回风时，井底煤仓必须留足够的煤量，防止漏风。8风门、风桥规格化，保证构筑质量。9地表小煤窑必须查明，漏风通道，严防漏风漏水。第七章 掘进通风无论在新建矿、扩建矿还是生产矿井都要经常进行大量的井巷工程，为生产作准备，掘进时必须要对独头掘进面进行通风，这种通风称为掘进通风或局部通风。第一节 掘进通风方法一、总风压通风矿井主扇造成的风压称为总风压总风压通风利用纵向风墙导风（图 7-1）利用风筒导风利用平行巷道导风利用钻孔通风二、使用局部动力设施的通风法按动力源分为引射器通风和局扇通风。
