第三篇__矿井通风与灾害防治_试题.doc

矿井通风与灾害防治习题（参考答案）
一、填空题
（1）矿井漏风按其地点可分为：（内部漏风）和（外部漏风）。
（2）《规程》规定：矿井的外部漏风率在无提升设备时，不得超过（5%），有提升设备时不得超过（15%）。
（3）矿井主通风机对矿井供风的工作方式又称（通风方法），进、出风井的布置方式又称（通风方式）。
（4）井下隔断、引导和控制风流的设施和装置统称为（通风构筑物），风流流经井巷的联接形式有（串联、并联、角联或复杂联接）等形式。
（5）永久风门的门扇与门框要向（关门）方向倾斜（80°~85°）。
（6）掘进工作面恢复通风前，必须由专职瓦斯检查员检查瓦斯，只有在局部通风机及其开关附近（10）m以内风流中的瓦斯浓度都不超过（0.5%）时，方可由指定人员开启局部通风机。
（7）风桥通风断面不小于原巷道断面的（4/5），成流线型，坡度小于（30°）。
（8）常见条件下，瓦斯存在于煤体内为（游离）状态和（吸附）状态。
（9）水分的增加，使煤的瓦斯吸附能力（降低），游离瓦斯含量（减少）。
（10）压应力越高，渗透容积缩小越多，即孔隙率减小（越多）；张应力越高，渗透容积增长越多，即孔隙率增加（越多）。
（11）突出的发展过程一般可划分为（准备）、（激发）、（抛出）和（终止）4个阶段。
（12）发生突出的3个因素是（地应力）、（瓦斯压力）和（煤的结构）。
（13）在瓦斯突出中，煤体破碎能主要是（地应力）能，煤的抛出和破碎过程中所消耗的能主要是（瓦斯内能）。
（14）煤壁或巷道壁“挂红”、酸度大，水味发涩和有臭鸡蛋味，这是（老空）水的特点；断层附近岩层较破碎，一般工作面出现来压，淋水增大，有时在岩缝中见到淤泥。底部出现射流，水呈黄色等，但很少出现“挂红”，水无涩味，这是（断层）水。
（15）一般探水钻孔的开孔口径不宜过大，以（42~75）mm为宜；探水钻孔数目可与所探断层位置和构造结合，一般不少于（3）个。
（16）按发火原因不同，矿井火灾可分为（内因）火灾和（外因）火灾。
（17）煤的自燃过程按其温度和物理化学变化特征，大致可分为3个阶段，即（潜伏）阶段，（自热）阶段，（燃烧）阶段。
（18）煤炭自燃预防性灌浆，按其与回采的关系分，灌浆方法有：（采前灌浆）、（随采随灌）和（采后灌浆）3种类型。
（19）一般认为煤的炭化程度越高，挥发分含量越低，灰分越大，其自燃倾向性（越弱）；《规程》规定，煤的自燃倾向性分为（容易自燃、自燃、不易自燃）三类。
（20）煤层瓦斯抽采的难易程度用（钻孔流量衰减系数）和（煤层透气系数）来评价。
二、选择题（单选）
（1）我省煤矿采煤工作面的通风系统，大多数采用（B）通风系统。
A.U型前进式； B.U型后退式； C.Z型前进式； D.Z型后退式。
（2）生产矿井主要通风机必须装有反风装置，并能在（C）min内改变巷道中的风流方向。
A.20； B.15； C.10； D.8。
（3）矿井需风量计算的每人每分钟供风标准是（D）m3。
A.1； B.2； C.3； D.4。
（4）中央边界式通风，是矿井（B）。
A.通风方法； B.通风方式； C.通风系统； D.通风形式。
（5）从统计的突出次数来说，突出主要发生在（B）中。
A.岩巷掘进； B.煤巷掘进； C.石门揭煤； D.采煤工作面。
（6）在煤层中施工的顺层钻孔，无论抽放或排放，钻孔直径都不得超过（C），如果需要超过，则必须制定安全技术措施，经煤业公司总工程师批准。
A.110mm； B.115mm； C.120mm； D.125mm。
（7）当积水界限不能确定或掘进巷道附近有断层和陷落柱时，探水线至推断的积水界线的最小距离不得小于（A）。
A.60m； B.65m； C.70m； D.80m。
（8）探水钻孔与巷道掘进一般是交替进行，为使探水钻孔超前采掘工作面，钻孔深度一般在（C）左右。
A.20m； B.30m； C.40m； D.50m。
（9）如果在井下人们能嗅到煤油、汽油、松节油和焦油气味，表明此处或风流上方某地点煤炭自燃已经发展到（C）。
A.潜伏后期； B.自热前期； C.自热后期； D.燃烧期
（10）扑灭井下油料和电气设备火灾，常用（A）进行直接灭火。
A.砂子或岩粉； B.灭火手雷； C.泡沫； D.灌浆
三、判断题
（1）在并联风网中，相并联的分支越多，风网的总风阻越小；在主通风机性能不变的条件下，流入并联风网的总风量也越多。（P）
（2）工作面下行风比上行风时气温要高，所需要的机械风压要大。（Í）
（3）通过改变角联分支的风阻就可以改变角联分支的风向。（Í）
（4）同一煤层，突出次数随开采深度增加而增加，突出强度随开采深度增加而增大。（P）
（5）在相同瓦斯压力条件下，煤温越高，煤的吸附瓦斯量越小。（P）
（6）突出并不直接发生在煤层断裂破坏处，而只是发生在断裂破坏处的两翼。（P）
（7）打探水钻时，如发现岩壁松动或钻杆向外流水超过正常打钻供水时，应立即拔出钻杆，撤出所有受水威胁地区的人员，然后采取措施进行处理。（Í）
（8）注浆堵水中，凡是水泥浆能解决问题的尽量不用化学浆，化学浆用于解决一些水泥浆难以解决的问题。（P）
（9）煤的炭化程度是决定煤的自燃倾向性的唯一因素，炭化程度越高的煤，自燃倾向性越弱，所以无烟煤不自燃。（Í）
（10）当进风井井底车场和毗连硐室发生火灾时，应保持正常风向，可减少流入火区的风量。（Í）
四、简答题
1. 现场掘进为什么大多采用压入式通风？在哪些条件下还必须配备安装同等能力的备用局部通风机？
（答：（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，若局部通风机不具备防爆性能，则是非常危险的。
（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。然而，抽出式通风有吸射程小，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，当掘进巷道越长，排污风速度越慢，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。而混合式通风管理复杂，所以采用压入式通风。
在高瓦斯矿井、煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出矿井、低瓦斯矿井中高瓦斯区的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出的岩巷掘进工作面正常工作的局部通风机必须配备安装同等能力的备用局部通风机，并能自动切换。）
2. 为什么要坚持“先抽后采”原则？你矿在进行此项工作时遇有何困难？
（答：在煤体中预抽煤层瓦斯既能降低煤层瓦斯压力，减少煤层瓦斯含量，同时又能提高煤层的机械强度，增大煤层阻碍突出的力量，从而消除煤与瓦斯突出，杜绝采掘过程中的瓦斯超限。所以预抽煤层瓦斯是防治煤与瓦斯突出，减少采场瓦斯涌出量，防止采掘活动瓦斯超限的主要措施。
在进行此项工作时我矿目前遇有的困难有：……。）
3. 为什么突出多发生在地质构造带？
（答：煤与瓦斯突出之所以多发生在地质构造带，是由于煤层结构遭到破坏，抵抗突出的强度降低，同时，在构造带煤层储存瓦斯和排放瓦斯的条件发生了变化，加上较高的地应力，使煤层透性能降低，一旦采掘活动破坏了瓦斯储存的平衡条件，将会加速煤层瓦斯解吸，并触发工作面前方应力突变，从而导致突出发生。）
4. 防止煤炭自燃的开采技术措施有哪些？
（答：1.合理地进行巷道布置；2.选择合理的采煤方法；3.选择合理的通风系统；4.要坚持自上而下的开采顺序；5.近距离相邻煤层（下煤层顶板冒落高度大于层间距）和厚煤层分层同采时，合理确定两工作面之间的错距，防止上、下采层之间采空区连通。）
五、论述题
1. 按《规程》等有关要求，试述你矿局部通风在以下主要方面尚存的差距。
（1）局部通风机的安设
（2）风筒的连接、修补与吊挂
（3）瓦斯检查监测监控和放炮安全制度的执行
（4）日常管理
2. 简述地应力和瓦斯在突出过程中所起的作用。
（1）地应力在突出过程中的作用
j激发突出。
k在发展过程中与瓦斯压力梯度联合作用对煤体进行剥离、破碎。
l影响煤体内部裂隙系统的闭合程度和生成新的裂隙、控制着瓦斯的流动、卸压瓦斯流和瓦斯解吸过程。当煤体突然破坏时，伴随着卸压过程、新旧裂隙系统连通起来并处于开放状态，顿时显现卸压流动效应，形成可以携带破碎煤的有压头的膨胀瓦斯风暴。
（2）瓦斯在突出过程中的作用
j高压力梯度的瓦斯可以独立激发突出。
k瓦斯压力与地应力配合连续地剥离破碎煤体使突出向深部传播。
l膨胀着的瓦斯把破碎的煤运走加以粉碎，并使新暴露的突出孔壁附近保持着较高的地应力梯度与瓦斯压力梯度，为连续剥离煤体准备好必要条件。
3. 井下探水钻孔的布置方式与巷道类型、积水压力、煤层厚度和产状有关。简述下列煤层条件下的钻孔布置：
（1）缓倾斜薄煤层巷道里打探水钻孔
主要是预防积水从掘进工作面前方或两帮突然涌出。为此，探水钻孔呈扇形布置在巷道断面中部。
（2）积水区肯定在巷道一侧和厚煤层时
钻孔布置呈半扇形，钻孔方向位于积水区和厚煤层一侧。
（3）探测老窑积水时
因为旧巷极不规则，除保证钻孔深度与超前距离外，探水钻孔还须要有足够的密度。
4. 试述矿井火灾初期如何采取措施防止风流逆转。
（1）积极灭火，控制火势。主要方法是封闭火源进风侧或使风流短路，尽量减少火风压。
（2）保持主通风机正常运转。
（3）采用局部反风系统，把下行风流变为上行风流。
（4）加大火风压所在旁侧风路的风阻，尽量减少回风风路的风阻。
当采用一种措施达不到目的时，应采用联合的方法。
六、案例分析题
1. 瓦斯爆炸事故案例
1）矿井概况
1974年8月25日17时20分，湖南省白沙矿务局马田煤矿高仓井242采区绞车房因主扇停风后盲目送电，信号线产生火花引起瓦斯爆炸，死亡29人，伤18人，破坏巷道500m以上。直接经济损失数十万元。
该井1958年10月1日投产，设计能力15万t/a。采用斜井阶段石门开拓。主采5号煤，瓦斯相对涌出量57m3/t。对角式通风。北风井安装18号轴流式风机一台，排风量为1620m3/min，负压143mm水柱，矿井等积孔为0.86m2，有效风量率74%，通常，采区回风道瓦斯为0.7%左右，总回风道瓦斯为0.5%。
242采区绞车房，由+110变电所供电，380V电压，经该绞车房127V干式变压器供信号、照明之用。其信号线是由矿灯线、2芯、4芯线混合接成，“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头多达27处。
2）事故经过
1974年8月25日10时11分，高仓井的北风井主扇因郴州鲤鱼江电厂突然停电，而使主扇停运。10时27分恢复送电。当主扇开动后，发现主扇电机定子线圈烧坏两根线头，又停风抢修电机。停风后于11时检查，采区进回风巷和各作业地点瓦斯达1.5%~3.5%。停止了工作，人员全部升井。
下午4点班在没有恢复矿井通风的情况下，110人全部入井。16时检查瓦斯，各处均超限（最高达10%）。因而大部分工人分别在2421回风顺槽、242煤上山和242采区绞车房等地，等待恢复通风。
16时左右，井下泵房打电话给调度站，反映水仓水满了，要求送电排水。当时在调度站的主管技术员又打电话汇报给矿调度室，矿调度员同意他提出的在主扇未开动之前，不能送电的意见。当时主管技术员通知压风机房（配电房在一起）司机和工区调度站把好关，不准往井下送电。16时50分，井下水泵房又打来电话，再次要求送电排水。工区掘进主任不顾调度站、压风机司机劝阻，于17时15分下令强行送电。17时20分在扇风机房检修电机的机电人员听到井下一声巨响，防爆门被冲开了，井下发生了瓦斯爆炸。
工区和矿救护队分别于17时20分和18时下井，从+40m北大巷经二轨道上山，进入事故地点进行侦察和抢救。18时10分，主扇电机修好，没有运转，等待井下侦察情况。经过侦察发现巷道、上山及绞车房等处，有毒有害气体充满巷道，加之数处巷道垮塌，破坏严重，抢救困难，没有发现火源。于是决定于20时20分开动主扇风机，排出有毒有害气体，极力进行抢救。于26日3时40分，将遇难人员全部抢救出井。
根据案例，请你试从下述三个方面分析、归纳并整理出意见：
（1）事故原因
（答：①矿井停风长达7h之久，造成整个西翼采区进回风巷和作业地点积聚大量瓦斯，多处达到爆炸限度。
②242采区绞车房电气设备、线路、照明，多处不符合防爆要求，在没有恢复通风、排除瓦斯之前，强行送电，信号线相间短路产生火花引起爆炸。）
（2）存在问题
（答：①这个设计能力15万t/a、开采已十几年的矿井，通风装置竟没有备用主要通风机，致使全矿井停风7h之久。
②在矿井尚未恢复通风时竟有110人入井而无人提出异议或阻止。
③高瓦斯矿井长时间停风在没进行排放瓦斯之前，一个工区掘进主任竟敢无视调度和别人的劝阻而强行送电。
④井下电缆（线）到处是“鸡爪子”、“羊尾巴”、明接头等。
⑤矿领导和通风、机电及安监部门管理干部事业心、责任感很差，管理极为混乱，没有起码的安全技术基本知识。）
（3）吸取教训
（答：①矿井安设备用主要通风机和双回路供电电源是十分重要的、必须的。
②高瓦斯矿井必须加强通风瓦斯管理，停风必须断电、撤人。在未恢复通风和排放瓦斯及全面检查之前，不得盲目送电，人员不准进入。
③机电设备防爆合格率必须达到100%，并定时检查维修和保持完好状态。
④加强干部与职工安全技术培训，使其了解和掌握“一通三防”基本知识，增强其事业心责任感。）
2. 盲巷有害气体处理
某矿井下某采区一条40米长的煤层巷道，因故停工打上栅栏，并挂牌警示：“严禁入内”。三个月后由于生产需要须重新启用该煤巷，为了保证安全，你认为在恢复工作面生产前应如何清除巷内瓦斯或其它有害气体（简要述说清除措施和步骤）？
（答：为了保证安全，至少需做到：①处理前应由救护队检查该巷瓦斯浓度，并估算出瓦斯积存量；②清除该巷内瓦斯或其它有害气体可用局部通风进行，其回风所涉及到的范围内，机电设备应停止运转并切断电源，且不准有人工作；③处理工作至少有二人进行；④局部通风机要距回风口10m之外，排除时要控制风流逐段进行，并检查回风道的瓦斯浓度，防止将高浓度瓦斯一次吹出；⑤开动局部通风机前应检查局部通风机及其开关10m内瓦斯是否超限，开动局部通风机后应检查是否产生循环风。）