2022年通风安全学考试试卷 .pdf

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1、矿井通风安全学考试试卷参考答案和评分标准一、简述题(每题 3 分，共 18 分)1、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。（2 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%。（1分)2、抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器？扩散器安装有效的条件是什么？答：安装扩散器回收动能（1分)。就是在风流出口加设

2、一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否有效，可用回收的动能值(hv)与扩散器自身的通风阻力(hRd)相比较来确定，即：hv=hvexhvex hRd有效；hv=hvexhvex hRd无效（2分)3、简述降低矿井井巷摩擦阻力的措施？答：减小摩擦阻力系数。保证有足够大的井巷断面。在其它参数不变时，井巷断面扩大 33%，Rf值可减少 50%。选用周长较小的井巷。在井巷断面相同的条件下，圆形断面的周长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。减少巷道长度。避免巷道内风量过于集中。（前四条每个 0.5 分，最后一个 1分)4、矿井总风量调节的方法

3、有哪些？答：改变主通风机工作特性；改变矿井总风阻值，包括风硐闸门调节法、降低矿井总风阻。（每个 1分)5、掘进通风安全装备系列化包括哪些内容?并有何安全作用?名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 8 页 -答：保证局部通风机稳定可靠运转；加强瓦斯检查和监测；综合防尘措施；防火防爆安全措施；隔爆与自救措施。（每个 0.5 分)作用：提高了矿井防灾和抗灾能力，降低了矿尘浓度与噪声，改善了掘进工作面的作业环境。尤其是煤巷掘进工作面的安全性得到了很大提高。（0.5 分)6、瓦斯爆炸的基本条件有哪些？瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为56，上限为 1416；氧气浓度大

4、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。(3分)二、计算题(1 题 10分、2 题 25 分、3 题 15 分，共 50 分)1、(10 分)如图 1 所示，已知、号水柱计的读数分别为196Pa、980Pa，请问：(1)判断图 1 的通风方式，标出(2)、号水柱计测得是何压力？求出号水柱计读数，并在图中标出液面位置？196980图 1 答：(1)图 1 的通风方式为抽出式通风(1 分)；风机位置(1分)、风流方向(1分)、皮托管正负端(1分)、液面位置(1分)如下图所示名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 8 页 -980Pa196Pa1176

5、Pa(2)、号水柱计分别测相对静压(1分)；动压(1 分)；相对全压(1分)。号水柱计读数=-980Pa-196Pa=-1176Pa(2 分)2、(25 分)某抽出式通风矿井如图2 所示，已知 Z0=70m，Z12=530m。地面空气平均密度 0=1.2Kg/m3，进 风 井 空 气 平 均 密 度 12=1.18Kg/m3，回 风 井 空 气 平 均 密 度 34=1.17Kg/m3，风峒中断面4 空气的密度 4=1.15Kg/m3。风峒断面积7.5m2，通过的风量94m3/s，通风机房水柱计的读数为1600Pa。求：(1)矿井自然风压 HN。说明是帮助还是阻碍主要通风机通风？(2)矿井的通

6、风阻力 hR14；(3)通风机的静压Hs；设扩散器阻力HRd=30Pa，扩散器出口动压Hvd=45Pa、通风机的全压 Ht 是多少？(4)矿井的等积孔 A。(5)主要通风机静压输出功率。1600Z00Z1212341234图 2 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 8 页 -答：(1)矿井自然风压0012123434NHZ gZgZg=709.81.2+5309.81.186009.81.17=72.52 Pa 由题意得，矿井自然风压帮助主要通风机通风。(计算正确 4 分，说明帮助还是阻碍1分)(2)通风机的静压224441.159416001509.7227.5av

7、HshP矿井的通风阻力1472.521509.71582.22RNhHHsPa(5 分)(3)通风机的全压1509.730451584.7tRdvdaHHshhP(5 分)(4)矿井总风阻2814221582.220.179/94RmhRNsmQ矿井的等积孔21.192.80.179Am(5 分)(5)主要通风机静压输出功率：33101509.79410141.9ssNH Qkw(5 分)3、(15 分)如图 3 所示各风路的阻力分别为h1=120，h2=90，h3=100，h4=h5=70，h6=160，h7=70，单位为 Pa，通风网络 Q=20m3/s，。计算：(1)该网络的通风阻力及其

8、风阻？(2)在图中标注出通风构筑物的位置？1235467图 3 答：由题意得，h1=120Pa，h2=90，h1与 h2是并联，因此取阻力相对比较大的h1=120Pa，为使阻力相等，在支路2 上加通风构筑物。因此，左边支路总阻力为h 左=h1+h6=120+160=280 Pa；同理，右边支路总阻力为h 右=h3+h4+h7=100+70+70=240 Pa。(1)由于左右两边支路并联，整个通风网络的阻力为280 Pa，(7 分)名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 8 页 -由 h=RQ2得，28222800.7/20hRNsmQ(3 分)(2)并且在右边支路上加通风

9、构筑物。具体位置如图4 或者图 5 所示(5 分)图 4 三、论述题(1 题 10分，2 题 10 分，3 题 12 分，共 32 分)1、叙述矿井煤与瓦斯突出定义、危害及其预防煤与瓦斯突出的主要技术措施。答：矿井煤与瓦斯突出定义：煤矿地下采掘工程中，在极短的时间内(几秒到几分钟内)，从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤(岩)和瓦斯(CH4、CO2)的现象，称为煤与瓦斯突出。(3 分)危害：它所产生的高速瓦斯流(含煤粉或岩粉)能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；喷出的瓦斯由几百到几万m3，能使井巷充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能

10、够造成煤流埋人；猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。(3 分)预防煤与瓦斯突出的主要技术措施：包括区域性防突措施以及局部防突措施。(4 分)区域性防突措施实施以后可使较大范围煤层消除突出危险性的措施，称为区域性防突措施，主要有开采保护层和预抽煤层瓦斯两种；局部防突措施实施以后可使局部区域(如掘进工作面)消除突出危险性的措施称为局部防突措施；主要有预抽煤层瓦斯、超前卸压钻孔、深孔松动爆破、卸压槽、煤层注水等局部性技术措施。2、煤炭自然预报的指标气体应具备什么条件？常用的指标气体有哪些？答：1)能反映煤炭自热或可燃物燃烧初期阶段特征的、并可用来作为火灾早期预报的名师资料总结-精品资料欢迎下

11、载-名师精心整理-第 5 页，共 8 页 -气体叫指标气体。指标气体必须具备如下条件：灵敏性，即正常大气中不含有，或虽含有但数量很少且比较稳定，一旦发生煤炭自热或可燃物燃烧，则该种气体浓度就会发生较明显的变化。规律性，即生成量或变化趋势与自热温度之间呈现一定的规律和对应关系。可测性，可利用现有的仪器进行检测。(每个条件 2分)2)常用的指标气体(每个1分)(1)一氧化碳(CO)，一氧化碳生成温度低，生成量大，其生成量随温度升高按指数规律增加，是预报煤炭自燃火灾的较灵敏的指标之一。在正常时若大气中含有CO，则采用CO作为指标气体时，要确定预报的临界值。确定临界值时一般要考虑下列因素：各采样地点在

12、正常时风流中 CO的本底浓度；临界值时所对应的煤温适当，即留有充分的时间寻找和处理自热源。应该指出的是，应用作为指标气体预报自然发火时，要同时满足以下两点：CO的浓度或绝对值要大于临界值；CO的浓度或绝对值要有稳定增加的趋势。(2)Graham系数COJ.J Graham提出了用流经火源或自热源风流中的CO浓度增加量与氧浓度减少量之比作为自然发火的早期预报指标。其计算式如下：ICOCONOCO100100026522O2.(3)乙烯，实验发现，煤温升高到80120后，会解析出乙烯、丙烯等烯烃类气体产物，而这些气体的生成量与煤温成指数关系。一般矿井的大气中是不含有乙烯的，因此，只要井下空气中检测

13、出乙烯，则说明已有煤炭在自燃了。同时根据乙烯和丙烯出现的时间还可推测出煤的自热温度。(4)其它指标气体，国外有的煤矿采用烯炔比(乙烯和乙炔(C2H2)之比)和链烷比(C2H6/CH4)来预测煤的自热与自燃。3、煤尘爆炸的条件，特征？瓦斯、煤尘爆炸有何不同？限制煤尘爆炸范围扩大的措施有哪些？答：煤尘爆炸必须同时具备三个条件：煤尘本身具有爆炸性；煤尘必须悬浮于空气中，并达到一定的浓度；存在能引燃煤尘爆炸的高温热源。(3 分)1)煤尘的爆炸性煤尘具有爆炸性是煤尘爆炸的必要条件。煤尘爆炸危险性必须经过试验确定。2)悬浮煤尘的浓度井下空气中只有悬浮的煤尘达到一定浓度时，才可能引起爆炸，单位体积中能够发生

14、煤尘爆炸的最低和最高煤尘量称为下限和上限浓度。低于下限浓度或高于上限浓度的煤尘名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 8 页 -都不会发生爆炸。煤尘爆炸的浓度范围与煤的成分、粒度、引火源的种类和温度及试验条件等有关。一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为3050g/m3，上限浓度为 10002000g/m3。其中爆炸力最强的浓度范围为300500g/m3。3)引燃煤尘爆炸的高温热源煤尘的引燃温度变化范围较大，它随着煤尘性质、浓度及试验条件的不同而变化。我国煤尘爆炸的引燃温度在6101050之间，一般为 700800。煤尘爆炸的最小点火能为 4.540mj。这样的温度条件，几乎一切

15、火源均可达到，特征：(1)16001900，爆源的温度达到2000论压力为 736Pa，但爆炸压力随着离开爆源距离的延长而跳跃式增大。爆炸过程中如遇障碍物，压力将进一步增加，尤其是连续爆炸时，后一次爆炸的理论压力将是前一次的57 倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/，冲击波速度为2340m/。(1 分)(2)(1分)(3)煤尘爆炸的感应期可燃气体形成爆炸所需的时间。根据试验，煤尘爆炸的感应期主要决定于煤的挥发分含量，一般为 40280m(1 分)(4)挥发分减少或形成“粘焦”的 40%70，致使煤尘挥发分减少。(1 分)(5)产生大量的 COCO，在灾区气体中的浓度可达23，甚至高达 8

16、左右。爆炸事故中受害者的大多数(70%80)是由于 CO 中毒造成的。(1 分)不同：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。(1.5 分)限制煤尘爆炸的措施：(每个 0.5 分)(1)清除落尘炸由于得不到煤尘补充而逐渐熄灭。(2)撒布岩粉(3)设置水棚水棚包括水槽棚和水袋棚两种名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 8 页 -(4)设置岩粉棚将台板震倒，岩粉即弥漫于巷道中，火焰到达时，岩粉从燃烧的煤尘中吸收热量，使火焰传播速度迅速下降，直至熄灭。(5)设置自动隔爆棚附录：已知矿井总阻力为1440Pa，风量为 60m3/s，试求该矿井的风阻与等积孔?如生产上要求将风量提高到70m3/s，问风阻与等积孔之值是否改变?阻力增加到多少?解：当井巷的规格尺寸与连接形式没有改变及采掘工作面没有移动时，则风量的增加并不改变等积孔与风阻之值。由于风量增加到70m3/s，故阻力增加到：hRQ20.4 7021960 Pa 2601.19171.19171.8841440QAmh282214400.460hRN smQ名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 8 页 -