矿井通风与安全复习资料

一、名词解释1、绝对湿度：指单位体积或单位质量湿空气中含有水蒸气的质量。2、相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量与同温度下的饱和湿度之比的百分数。3、通风机工况点：以同样的比例把矿井总通风阻曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，矿井总风阻R曲线与风压曲线交于一点，此点就是通风机的工况点。4、通风机个体特性曲线：主要通风机的风压、功率和效率随风量变化而变化的关系分别用曲线表示出来5、负压通风：用引风机压头克服烟、风道阻力使炉膛内保持负压的通风方式6、矿井的有效风量：送到采掘工作面、硐室和其他用风地点的风量之总和7、上行风：当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷水平时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动。8、下行风：当采煤工作面进风巷道水平高于回风巷水平时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动9、通风局部阻力：风流在井巷的局部地点由于风流速度或方向突然发生变化,导致风流剧烈冲击形成紊乱的涡流，而在这一局部地带产生的一种附加的阻力10、通风摩擦阻力：风流在井巷中作均匀流动时，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起内外摩擦而产生的阻力。11、煤层瓦斯含量：指单位质量或体积的煤岩中在一定温度和压力条件下所含有的瓦斯量，即游离瓦斯和吸附瓦斯的总和。12、煤层瓦斯压力：指煤孔隙中所含游离瓦斯的气体压力，即气体作用于孔隙壁的压力。13、“四位一体”综合防突措施：①突出危险性预测；②采取防突措施；③防突措施的效果检验；④采取安全保护措施。14、瓦斯的引火延迟性：瓦斯与高温热源接触后，不是立即燃烧或爆炸，而是要经过一个很短的间隔时间，这种现象叫引火延迟性15、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。16、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所需的时间。17、均压防灭火：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。18、矿尘的浓度：每立方米空气中含有的矿尘重量19、矿尘的分散度：在全部矿尘中各种粒径的尘粒所占的的百分比20、矿井突水：大量地下水突然集中涌入井巷的现象21、矿井涌水量：单位时间内流入矿井的水量四、简答题1、降低通风阻力（1）降低井巷摩擦阻力措施1.减小摩擦阻力系数α。2.扩大巷道断面3.选用周界较小的井巷。4.缩短风路的长度。5.避免巷道内风量过大（2）降低局部阻力措施局部阻力与ξ值成正比，与断面的平方成反比。因此，为降低局部阻力，应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小，断面大小悬殊的井巷，其连接处断面应逐渐变化。尽可能避免井巷直角转弯或大于90°的转弯，主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等。要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理2、主要通风机附属装置有哪些，各有什么作用？通风机的附属装置包括反风装置、防爆门、风峒、扩散器和消音装置等。①反风装置反风就是使正常风流反向。当进风井筒附近和井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆炸时，会产生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害气体。为了避免灾害扩大，就得利用主要通风机的反风装置迅速将风流方向反转过来。《规程》规定：要求在10min内能把矿井风流方向反转过来，而且要求反风后的风量不小于正常风量的40%。②防爆门《规程》规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。③风峒风峒是主扇和出风井之间的一段联络巷道。由于通过风峒的风量很大，内外的压力差较大，因此应特别注意降低风峒阻力和减少漏风。④扩散器在通风机出风口外，联接一段断面逐渐扩大的风道称为扩散器。其作用是减少出风口的速压损失，以提高通风机的静压。⑤消音装置通风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴流式通风机的噪音更大，以致影响工业场地和居民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我国规定通风机的噪音不得超过90dB。3、轴流式和离心式通风机风压和功率曲线各有什么特点，在启动时应注意什么问题？离心式通风机的风压曲线比较平缓，当风量变化时，风压变化不大；离心式通风机的功率曲线，在其稳定工作区内，功率随风量的增加而增加，为避免启动负荷大引起的电流过大烧毁电动机，所以离心式通风机启动时，应将闸门关闭，待通风机启动正常后再逐渐打开闸门。轴流式通风机的风压曲线比较陡，并有一个类似“马鞍形”的驼峰区，当风量变化时，风压变化较大。轴流式通风机的功率曲线，在其稳定工作区内，功率随着风量的增加而减少，为减少启动负荷，故轴流式通风机启动时，不能关闭闸门4、压入式通风与抽出式通风优缺点比较（课本99页5条）(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)抽出式通风有效吸程小，排出工作面炮烟的能力较差：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。(3)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。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。(4)抽出式通风只能使用刚性风筒或带刚性圈的柔性风筒，压入式通风可以使用柔性风筒。5、瓦斯爆炸条件？如何根据瓦斯爆炸条件防止爆炸？条件：（1）一定的瓦斯浓度。瓦斯浓度在5%-16%之间。（2）一定的引火温度。点燃瓦斯的最低温度在650-750℃之间，且存在时间必须大于瓦斯爆炸的感应期。（3）充足的氧气含量。氧气浓度不得低于12%。预防：1、防止瓦斯积聚的措施所谓瓦斯积聚是指局部瓦斯浓度超过2％，其体积超过0.5m3的现象。a.搞好通风b.及时安全地处理积聚瓦斯c.分源治理瓦斯d.严格井下瓦斯浓度的检查与检测2、防止瓦斯引燃措施防止瓦斯引燃的措施是严禁和杜绝一切火源，严格管理和控制生产中可能发生的火、热源，防止它的产生或限制其引燃瓦斯的能力3、防止瓦斯爆炸灾害事故扩大的措施a.编制预防和处理瓦斯爆炸事故计划。使矿工熟悉这个计划，掌握预防瓦斯的基本知识和有关的规章制度。b.实行分区通风。各水平、各采区都必须布置单独的回风道，回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。这样一条通风系统的破坏将不致影响其它区域。c.通风系统力求简单。入风流与回风流的布置应保证当发生瓦斯爆炸时不会发生短路。不用的巷道都要及时封闭。d.装有主扇的出风井口，应安装防爆门，防止爆炸波冲毁扇风机，影响救灾与恢复通风。e.各回采面、采区，各翼均有隔爆措施。f设立避灾峒室，配带自救器。6、简述矿井粉尘爆炸的条件及防止粉尘爆炸的措施。煤尘爆炸必须具备3个条件：煤尘自身具有爆炸性，悬浮在空气中并具有一定的浓度，有引燃煤尘爆炸的热源。隔绝煤尘爆炸的措施：清除落尘；撒布岩粉；设置水棚；设置岩粉棚7、简述煤炭自燃的影响因素。（1）煤炭自燃的内因：①煤的变质程度；②煤岩成分；③煤的含硫量；④煤的粒度、孔隙特性和破碎程度；⑤煤的瓦斯含量；⑥水分（2）煤炭自燃的外因：①煤层地质赋存条件；②开拓开采条件；③通风条件8、预防性灌浆？泥浆作用有哪些？预防性灌浆：将水和不燃性固体材料（黏土、粉煤灰等）按一定比例制成泥浆，利用矿井的高度差（静压）或者泥浆泵（动压）通过钻孔或管路送至可发生自然的地点，泥浆中的固体物沉淀下来，部分水流到巷道中排出。泥浆作用：1、将碎煤包裹起来，隔绝与空气接触2、固体物充填于浮煤与冒落的岩石缝隙之间形成再生顶板，从而增加严密性，减少漏风，对于厚煤层开采，有利于分层开采3、对于已经自热的煤炭有冷却散热作灌浆的效果及其经济性，在很大程度上决定于泥浆材料的选择、制备、输送和灌浆方法五、计算题1、点压力相互关系计算（看课本27-30计算下题）（1）在压入式通风的风筒中，测得风流中某点i的相对静压hsi＝600Pa，速压hvi＝100Pa，已知风筒外与i点同标高处的压力为100kPa。求：（1）i点的相对全压、绝对全压和绝对静压；（2）将上述压力之间的关系作图表示（压力为纵坐标轴，真空为0点）。（2）在抽出式通风风筒中，测得风流中某点i的相对静压＝1000Pa，速压＝150Pa，风筒外与i点同标高的气压p＝101332.32Pa，求：（1）i点的绝对静压；（2）i点的相对全压；（3）i点的绝对全压。（4）将上述压力之间的关系作图表示（压力为纵坐标轴，真空为0点）。（3）用压差计和皮托管测得风筒内一点的相对全压为300Pa，相对静压为240Pa，已知空气密度为1.2kg/m3，试求A点的风流速度，并判断通风方式。2、摩擦阻力，局部阻力及各自风阻计算[例1]某梯形木支架煤巷，长200米，断面积为4m2，沿断面的周长为8.3m，巷道摩擦阻力系数α通过查表得到的标准值为0.018N·s2/m4，若通过巷通的风量为960m3/min，试求其摩擦阻力?解：答：该巷道的摩擦阻力为119.5Pa。应当注意，巷道的α值随ρ的改变而改变，在高原地区，空气稀薄，当地的α值需进行校正。校正式如下：PaQSLUhfr5.119)60960(43.8200018.02323局部阻力：式中Rer叫做局部风阻。由此得到：her＝RerQ2，Pa井巷风阻与等积孔：h＝RQ2[例]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：h＝RQ2＝0.4×702＝1960Pa3、自然风压，矿井阻力，伯努力方程应用计算等自然风压的计算如图所示矿井通风系统：p为井口的大气压，Pa；Z为井深，m；ρ为空气密度，kg/m3，则自然风压为：4、并联、串联中的风网参数计算1、串联网路1、风量关系式：Q0=Q1=Q2=Q3=·······=Qn上式表明：串联风路的总风量等于各条分支的风量。2、风压关系式：h0=h1+h2+h3+·······+hn表明：串联风路的总风压等于其中各条分支的风压之和。3、风阻关系式：R0=R1+R2+R3+·······+Rn表明：串联风路总风阻等于其中各条分支的风阻之和。2、并联网络1、风量关系式：Q0=Q1+Q2+Q3+·······+Qn上式表明：并联风路的总风量等于各分支的风量之和。2、风压关系式：h0=h1=h2=h3=·······=hn上式表明：并联风路的总风压等于各分支的风压。3、风阻关系式因为：代入并联风路的风量关系式，根据风压关系得式中，m——为1到n条风路中的某一条风路。PaQSQS2vhh121v1er,2222222211182222211,22msNSSRer22221.21.42,2(0.65)hQQPaAA2,1917.1mhQA82224.0601440msNQhR2884.11440601917.11917.1mhQA)(4321210gZpph上式表明，并联风路的总风阻和各条分支的风阻成复杂的繁分数关系。对于简单并联风网(n＝2)，有：4、自然分配风量的计算因h＝hm，即RQ2=RmQm2在简单并联风网中，第一和第二条分支的自然分配风量的计算式分别为：看课本126-130计算6-8如图1所示并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.274，R2＝1.47，R3＝1.078，R4＝1.568，单位为N.s2/m8，总风量Q＝36m3/s。求：（1）并联风网的总风阻；（2）各分支风量。6-9如图2所示角联风网，已知各分支风阻：R1＝3.92，R2＝0.0752，R3＝0.98，R4＝0.4998，单位为Ns2/m8。试判断角联分支5的风流方向。6-10如图3所示并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.186，R2＝0.794，单位为Ns2/m8；总风量Q＝40m3/