中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦井通風(fēng)與安全課后題答案.doc

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礦井通風(fēng)與安全課后習(xí)題解答 1-1 地面空氣的主要成分是什么?礦井空氣與地面空氣有何區(qū)別？ 地面空氣進(jìn)入井下后，因發(fā)生物理和化學(xué)兩種變化，使其成分種類增多，各種成分濃度改變 1-2 氧氣有哪些性質(zhì)?造成礦井空氣中氧濃度減少的主要原因有哪些？ 主要原因：煤、巖、坑木等緩慢氧化耗氧，煤層自燃，人員呼吸，爆破 1-3 礦井空氣中常見(jiàn)的有害氣體有哪些?《規(guī)程》對(duì)礦井空氣中有害氣體的最高容許濃度有哪些具體現(xiàn)定？ 有害氣體：CH4、CO2、CO、NO2、SO2、H2S、NH3、H2、N2 體積濃度：CH4 ≤ 0.5% CO2 ≤ 0.5% CO ≤ 0.0024% NO2 ≤ 0.00025% SO2 ≤ 0.0005% H2S ≤ 0.00066% NH3 ≤ 0.004% 1-4 CO有哪些性質(zhì)?試說(shuō)明CO對(duì)人體的危害以及礦井空氣中CO的主要來(lái)源。 CO是無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味的有毒有害氣體，比重為0.967，比空氣輕，不易溶于水，當(dāng)濃度在13~75%時(shí)可發(fā)生爆炸 CO比O2與血色素親和力大250~300倍，它能夠驅(qū)逐人體血液中的氧氣使血液缺氧致命 井下爆炸工作、火區(qū)氧化、機(jī)械潤(rùn)滑油高溫分解等都能產(chǎn)生CO 1-5 什么是礦井氣候?簡(jiǎn)述井下空氣溫度的變化規(guī)律。 礦井氣候指井內(nèi)的溫度、濕度、風(fēng)速等條件 在金進(jìn)風(fēng)路線上：冬季，冷空氣進(jìn)入井下，冷氣溫與地溫進(jìn)行熱交換，風(fēng)流吸熱，地溫散熱，因地溫隨深度增加且風(fēng)流下行受壓縮，故沿線氣溫逐漸升高；夏季，與冬季情況相反，沿線氣溫逐漸降低 在采掘工作面內(nèi)：由于物質(zhì)氧化程度大，機(jī)電設(shè)備多，人員多以及爆破工作等，致使產(chǎn)生較大熱量，對(duì)風(fēng)流起著加熱的作用，氣溫逐漸上升，而且常年變化不大 1-6 簡(jiǎn)述風(fēng)速對(duì)礦內(nèi)氣候的影響。 礦井溫度越高，所需風(fēng)量就越多，風(fēng)速也越大；風(fēng)速越大，蒸發(fā)水分越快，井內(nèi)濕度也越大，礦井溫度、濕度、風(fēng)速間有著直接的聯(lián)系 1-7 簡(jiǎn)述濕度的表示方式以及礦內(nèi)濕度的變化規(guī)律。 絕對(duì)濕度 —單位容積或質(zhì)量的濕空氣中所含水蒸氣質(zhì)量的絕對(duì)值（g/m或g/k） 絕對(duì)飽和濕度 —單位容積或質(zhì)量濕空氣所含飽和水蒸氣質(zhì)量的絕對(duì)值（g/m或g/kg） 相對(duì)濕度 —在同溫同壓下空氣中的絕對(duì)濕度和絕對(duì)飽和濕度的百分比，即 礦井進(jìn)風(fēng)路線上冬干下濕；在采掘工作面和回風(fēng)路線上，因氣溫常年幾乎不變，故其濕度亦幾乎不變，而且其相對(duì)濕度都接近100%。 2-1 何謂空氣的靜壓，它是怎樣產(chǎn)生的？說(shuō)明其物理意義和單位。 絕對(duì)靜壓：?jiǎn)挝蝗莘e風(fēng)流的壓能 絕對(duì)靜壓：它是指管道內(nèi)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓與管道外和測(cè)點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓力之和，靜壓是油空氣分之熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，反映了分子運(yùn)動(dòng)的劇烈程，單位Pa 2-2 何謂空氣的重力位能？說(shuō)明其物理意義和單位。 能量變化方程中任一斷面上單位體積風(fēng)流對(duì)某基準(zhǔn)面的位能，是指風(fēng)流受地球引力作用對(duì)該基準(zhǔn)面產(chǎn)生的重力位能，習(xí)慣叫做位壓 物理意義：某一端面到基準(zhǔn)面的空氣柱的重量 單位：Pa 2-3 簡(jiǎn)述絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力的概念。為什么在正壓通風(fēng)中斷面上某點(diǎn)的相對(duì)全壓大于相對(duì)靜壓，而在負(fù)壓通風(fēng)中斷面某點(diǎn)的相對(duì)全壓小于相對(duì)靜壓？ 絕對(duì)壓力：?jiǎn)挝蝗莘e風(fēng)流的壓能 相對(duì)壓力：管道內(nèi)測(cè)點(diǎn)的絕對(duì)靜壓與管道外和測(cè)點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓力之差 正壓通風(fēng)時(shí)，風(fēng)流在風(fēng)壓測(cè)任一點(diǎn)的相對(duì)靜壓是正值，ht=hs+hv，故ht>hs 負(fù)壓通風(fēng)時(shí)，風(fēng)流在抽風(fēng)測(cè)任一點(diǎn)的相對(duì)靜壓是負(fù)值，ht=hs-hv，故ht100000時(shí)，紊流 3-2 通風(fēng)阻力和風(fēng)壓損失在概念上是否相同？它們之間有什么關(guān)系? 不相同；通風(fēng)阻力的大小等于風(fēng)壓損失量； 通風(fēng)阻力分為摩擦阻力和局部阻力兩類，它們與風(fēng)流的流動(dòng)狀態(tài)有關(guān)； 風(fēng)壓損失指風(fēng)流的靜壓、動(dòng)壓、位壓損失之和 3-3 通風(fēng)阻力有幾種形式？產(chǎn)生阻力的物理原因是什么? 兩種形式：?摩擦阻力是風(fēng)流在井巷中作均勻流動(dòng)時(shí)，沿程受到井巷固定壁面的限制，引起內(nèi)外摩擦因而產(chǎn)生阻力；?局部阻力是風(fēng)流再井巷的局部地點(diǎn)，由于速度或方向突然發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈沖擊，形成極為紊亂的渦流，因而在該局部地點(diǎn)產(chǎn)生一種附加的阻力 3-4 通風(fēng)阻力與井巷風(fēng)阻有什么不同？ 通風(fēng)阻力是風(fēng)流在巷道中流動(dòng)所產(chǎn)生的局部阻力和摩擦阻力，而井巷風(fēng)阻是反映井巷特征的物理量，它只受l、u、s和a的影響，二者的關(guān)系為： 3-6 降低通風(fēng)阻力有什么意義?降低摩擦阻力和局部阻力可以采用的措施有哪些？ 降低礦井通風(fēng)阻力，對(duì)管理自然發(fā)火和瓦斯，減少通風(fēng)電費(fèi)方面都有重要意義 降低摩擦阻力的措施： 降低局部阻力損失的措施：在巷道內(nèi)盡可能避免巷道斷面的突然擴(kuò)大或突然縮小，盡可能避免轉(zhuǎn)90度的彎，在拐彎處的內(nèi)側(cè)或外側(cè)要做成斜面或圓弧形，拐彎的彎曲半徑盡可能加大，還可以設(shè)置導(dǎo)風(fēng)板等。 4-1 自然風(fēng)壓是怎樣產(chǎn)生的？進(jìn)、排風(fēng)井井口標(biāo)高相同的井巷系統(tǒng)內(nèi)是否會(huì)產(chǎn)生自然風(fēng)壓？ 由于空氣進(jìn)入井下后必與各種熱源進(jìn)行熱交換，致使井下各段空氣密度不斷發(fā)生變化，造成進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的重力不平衡，因而產(chǎn)生能量差，推動(dòng)風(fēng)流沿井巷流動(dòng)，形成自然風(fēng)壓會(huì)產(chǎn)生自然風(fēng)壓，因?yàn)檫M(jìn)排風(fēng)井內(nèi)密度不同致使兩端空氣柱重量不同 4-2 影響自然風(fēng)壓大小和方向的主要因素是什么？能否用人為的方法產(chǎn)生或增加自然風(fēng)壓？ 主要因素：礦井進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)兩側(cè)空氣柱的高度和平均密度 可以，如把回風(fēng)井井口安置在高處，把進(jìn)風(fēng)井井口或平峒口安置在低處；在回風(fēng)井口修建風(fēng)塔；多掘和高地表相同的回風(fēng)井；在回風(fēng)井和風(fēng)塔內(nèi)安裝暖氣管道等 4-3 什么叫通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)？通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)就是通風(fēng)機(jī)實(shí)際工作點(diǎn) 4-4 試述通風(fēng)機(jī)串聯(lián)或并聯(lián)工作的目的及適用條件。 通風(fēng)機(jī)串聯(lián)的目的是增加風(fēng)壓，保持風(fēng)量不變；適用于風(fēng)網(wǎng)阻力較大的情況； 通風(fēng)機(jī)并聯(lián)的目的是保持風(fēng)壓不變，提高風(fēng)量；適用于風(fēng)網(wǎng)阻力較小的情況 4-5 描述主要通風(fēng)機(jī)特性主要參數(shù)有哪些？物理意義是什么？ 風(fēng)壓：是風(fēng)流在起點(diǎn)終點(diǎn)間的能量差，是礦井通風(fēng)的動(dòng)力 風(fēng)量：是單位的時(shí)間內(nèi)通過(guò)某斷面上的風(fēng)的容積 功率：輸入功率（單位時(shí)間內(nèi)輸給通風(fēng)機(jī)的電能） 輸出功率（單位時(shí)間內(nèi)通風(fēng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為風(fēng)流壓能的大?。? 效率：通風(fēng)機(jī)輸出功率與輸入功率之比，反映了通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作質(zhì)量 4-6 軸流式通風(fēng)機(jī)和離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和功率特性曲線各有什么特點(diǎn)？在啟動(dòng)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 離心式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓隨著風(fēng)量的增加而增加，而下降較慢，使功率隨風(fēng)量的增加而增加，即礦用離心式通風(fēng)機(jī)的個(gè)體功率特性曲線是逐漸上升的，在啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)時(shí)，為避免啟動(dòng)電流過(guò)大而燒毀電機(jī)，離心式通風(fēng)機(jī)應(yīng)關(guān)閉閘門(mén)在風(fēng)量最小時(shí)啟動(dòng)，啟動(dòng)后再打開(kāi)閘門(mén)； 軸流式通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線和功率特性曲線都是先減小后增大，最后又減小，在特性曲線的實(shí)用階段，風(fēng)壓隨風(fēng)量的增加而較大地下降，使功率隨著風(fēng)量的增加而減少，即軸流式通風(fēng)機(jī)的個(gè)體功率特性曲線的實(shí)用段是逐漸下降的，在啟動(dòng)通風(fēng)機(jī)時(shí)，應(yīng)打開(kāi)閘門(mén)在風(fēng)量最大時(shí)啟動(dòng) 4-7 主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置各有什么作用？設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)符合哪些要求？ 反風(fēng)裝置：使正常風(fēng)流反向，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)和瓦斯爆炸時(shí)使用；要求在10min內(nèi)能把礦井風(fēng)流方向反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，而且要求反風(fēng)后的風(fēng)量不小于正常風(fēng)量的60% 防爆門(mén)：當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)，爆炸氣浪將防爆門(mén)掀起，從而起到保護(hù)主扇的作用；要求防爆門(mén)不得小于出風(fēng)井口的斷面面積，并正對(duì)出風(fēng)口的風(fēng)流方向 風(fēng)峒:礦井主扇和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道；①風(fēng)峒斷面不宜太小，其風(fēng)速以10m/s為宜，最大不應(yīng)超過(guò)15m/s②風(fēng)峒的風(fēng)阻應(yīng)不大于0.0196Ns/m，風(fēng)峒的阻力不大于100～200Pa③風(fēng)峒及其閘門(mén)等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，以防止大量漏風(fēng)④風(fēng)峒內(nèi)應(yīng)安設(shè)測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)流壓力的裝置 擴(kuò)散器：將通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口的速壓大部分轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓，以減少通風(fēng)機(jī)出口的速壓損失，提高通風(fēng)機(jī)的靜壓 消音裝置：為了保護(hù)環(huán)境，降低噪音；通風(fēng)機(jī)的噪音不得超過(guò)90dB。 5-1 全風(fēng)壓通風(fēng)有哪些布置方式？試簡(jiǎn)述其優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。 總風(fēng)壓通風(fēng)方法：利用縱向風(fēng)墻導(dǎo)風(fēng)，利用風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)，利用平行巷道通風(fēng) 缺點(diǎn)及適用條件：總風(fēng)壓通風(fēng)法的最大優(yōu)點(diǎn)是安全可靠，管理方便，但要有足夠的總風(fēng)壓，以克服導(dǎo)風(fēng)設(shè)施的阻力，否則不能采用 5-2 簡(jiǎn)述引射器通風(fēng)的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。 引射器通風(fēng)原理：利用壓力水力或壓縮空氣經(jīng)噴咀高速射出產(chǎn)生射流，周?chē)目諝獗痪砦缴淞髦校瑸榱藴p少射流與卷吸空氣間沖擊損失，在混合管內(nèi)摻混，整流后共同向前運(yùn)動(dòng)，使風(fēng)筒內(nèi)有風(fēng)流不斷流過(guò) 引射器通風(fēng)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、安全，水引射器有利于除塵和降溫的優(yōu)點(diǎn)。但產(chǎn)生的風(fēng)壓低、送風(fēng)量小、效率低、費(fèi)用高，只有在用水砂充填采煤法德礦井中，才可以順便使用水風(fēng)扇，為滿足掘進(jìn)通風(fēng)的風(fēng)壓與風(fēng)量要求，可用多噴咀進(jìn)行串聯(lián)通風(fēng) 5-3 簡(jiǎn)述壓入式通風(fēng)的排煙過(guò)程及其技術(shù)要求。 工作面爆破后，煙、塵充滿迎頭，形成一個(gè)炮煙拋擲區(qū)，風(fēng)流由風(fēng)筒射出后按紊動(dòng)射流的特性使炮煙被卷吸到射出的風(fēng)流中，二者摻混共同先前移動(dòng) 為了能有效地排出炮煙，風(fēng)筒出口與工作面的距離不能超過(guò)有效射柱，否則會(huì)在工作面附近出現(xiàn)煙流停滯區(qū)，壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口到工作面的距離約為 ≤ lj=（4～5） ，lj–有效射程 ，s–掘進(jìn)巷道凈斷面面積， 5-4 試述壓入式、抽出式通風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件。 優(yōu)缺點(diǎn)：對(duì)于壓入式通風(fēng)，由于局扇和啟動(dòng)裝置都位于新鮮風(fēng)流中，在瓦斯礦井運(yùn)轉(zhuǎn)安全；風(fēng)筒出口風(fēng)流的有效射程長(zhǎng)，排煙能力強(qiáng)，工作面的通風(fēng)時(shí)間短，而且可用柔性風(fēng)筒。但污風(fēng)沿巷道排出，污染范圍廣，巷道的通風(fēng)時(shí)間長(zhǎng)。抽出式的優(yōu)缺點(diǎn)恰遇上述相反 適用于斷面不大，要求風(fēng)量不大的巷道中掘進(jìn) 5-5 試述混合式通風(fēng)的特點(diǎn)與要求？ 長(zhǎng)壓斷抽式： 特點(diǎn)：主要適用于柔性風(fēng)筒，成本低，除塵器常移動(dòng)且增大抽出式通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)阻力，除塵效果差時(shí)，可使巷道承受一定程度的污染 要求：以壓入式通風(fēng)為主，靠近工作面一段用抽出式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)要配備除塵裝置，風(fēng)筒重疊段風(fēng)速V>0.5m/s（排瓦斯）；或V>0.15m/s（除塵） 長(zhǎng)抽斷壓式： ①前壓后抽式： 特點(diǎn)：不需配備除塵裝置，不會(huì)增加通風(fēng)阻力，能解決巷道污染問(wèn)題，整個(gè)巷道通風(fēng)狀況較好，抽出式風(fēng)筒要用帶剛性骨架的柔性風(fēng)筒或硬質(zhì)風(fēng)筒，成本高 要求：以抽出式為主，靠工作面設(shè)一段用壓入式通風(fēng)，壓入風(fēng)筒靠近工作面，抽出風(fēng)筒口在壓入風(fēng)筒的后面，不需配備除塵裝置 ②前抽后壓式： 特點(diǎn)：工作面污染范圍短，但清洗工作面炮煙的能力差，其他特點(diǎn)同前壓后抽式 要求：以抽出式為主，抽出風(fēng)筒口靠近工作面，巷道中設(shè)一段壓入式風(fēng)筒，該風(fēng)筒出風(fēng)口在抽出的后面壓入式風(fēng)筒口與工作面的距離，炮掘進(jìn)時(shí)按lp≤ lj=（4～5）估算；機(jī)掘時(shí)應(yīng)該在機(jī)組轉(zhuǎn)載點(diǎn)后面一定的距離，吸入式風(fēng)筒吸口應(yīng)靠近工作面5米左右。 6-1 什么是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)？其主要構(gòu)成元素是什么？ 由若干個(gè)風(fēng)道和交匯點(diǎn)構(gòu)成的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)稱風(fēng)網(wǎng) 構(gòu)成元素：風(fēng)道和和交匯點(diǎn)（分支和節(jié)點(diǎn)） 6-2 如何繪制通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖？對(duì)于給定礦井其形狀是否固定不變？ 首先在通風(fēng)系統(tǒng)圖上，沿著風(fēng)流方向?qū)γ總€(gè)節(jié)點(diǎn)依次編號(hào)，作為確定風(fēng)網(wǎng)圖上每個(gè)節(jié)點(diǎn)順序號(hào)的根據(jù)，然后根據(jù)編號(hào)繪制 不是 6-3 簡(jiǎn)述節(jié)點(diǎn)、路、回路、網(wǎng)孔、生成樹(shù)、余樹(shù)的基本概念的含義。 節(jié)點(diǎn)：指三條或三條以上風(fēng)道的交點(diǎn)；斷面或支護(hù)方式不同的兩條風(fēng)道，其分界點(diǎn)有時(shí)也可稱為節(jié)點(diǎn) 路：是由若干方向相同的分支首尾相接而成的線路，即某一分支的末節(jié)點(diǎn)是下一分支的始節(jié)點(diǎn) 回路和網(wǎng)孔：是由若干方向并不都相同的分支所構(gòu)成的閉合線路，其中有分支者叫回路，無(wú)分支者叫網(wǎng)孔 生成樹(shù)：它包含風(fēng)網(wǎng)中全部節(jié)點(diǎn)和不構(gòu)成回路或網(wǎng)孔的一部分分支（M—1個(gè)） 余樹(shù)：在任一風(fēng)網(wǎng)的每棵樹(shù)中，每增加一個(gè)分支就構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立回路或網(wǎng)孔，這種分支叫做余樹(shù)弦（弦）（N—M+1個(gè)） 6-4 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)流流動(dòng)的基本規(guī)律有哪幾個(gè)？寫(xiě)出其數(shù)學(xué)表達(dá)式。 風(fēng)量平衡定律：風(fēng)壓平衡定律：通風(fēng)阻力定律： 6-5 比較串聯(lián)風(fēng)路與并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的特點(diǎn)。 串聯(lián)風(fēng)路特點(diǎn) 風(fēng)量：Q串=Q1=Q2=…=Qn ， m/s風(fēng)壓：h串=h1+h2+…+hn= ， Pa 風(fēng)阻：R串=R1+R2+…+Rn= ， Ns/m等積孔：A串= 并聯(lián)風(fēng)路特點(diǎn) 風(fēng)量：Q并=Q1+Q2…+Qn= ， m/s 風(fēng)壓：h并=h1=h2=…=hn ，Pa 風(fēng)阻：R并= 等積孔：A并=A1+A2+…+An= 自然分配風(fēng)量：Qm= 6-6 寫(xiě)出角聯(lián)分支的風(fēng)向判別式，分析影響角聯(lián)分支風(fēng)向的因素。 當(dāng) 時(shí)Q5由b→c；當(dāng) 時(shí)Q5由c→b； 風(fēng)流的方向只取決于本風(fēng)路起末兩點(diǎn)風(fēng)流的能量之差，而這項(xiàng)能量差與R5無(wú)關(guān) 6-7 礦井風(fēng)量調(diào)節(jié)的措施可分為哪幾類？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。 （1）增加風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法、降低風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法、增加風(fēng)壓的調(diào)節(jié)法，以上三種是局部風(fēng)量的調(diào)節(jié)法 ①增加風(fēng)阻調(diào)節(jié)法具有簡(jiǎn)便、易行的優(yōu)點(diǎn)，它是采區(qū)內(nèi)巷道間的主要調(diào)節(jié)措施，但這種調(diào)節(jié)法使礦井的總風(fēng)阻增加，如果主風(fēng)扇的風(fēng)壓曲線不變，勢(shì)必造成總風(fēng)量下降，要想保持總風(fēng)量不變，就得改變風(fēng)壓曲線，提高風(fēng)壓，增加通風(fēng)電力費(fèi) ②降阻調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是使礦井總風(fēng)阻減少，若主風(fēng)扇風(fēng)壓曲線不變，采用降阻調(diào)節(jié)后，礦井總風(fēng)量增加，但這種調(diào)節(jié)法工程量較大，投資較多，施工時(shí)間也較長(zhǎng) ③增壓調(diào)節(jié)法和降阻調(diào)節(jié)閥比較：由于前者在阻力較大的風(fēng)路中安裝輔扇，故可不必提高主扇作用于這條風(fēng)路上的風(fēng)壓，而相當(dāng)于主扇對(duì)于這條風(fēng)路的風(fēng)阻下降，這和降阻調(diào)節(jié)法類似；它比降阻調(diào)節(jié)法施工快，施工也比較方便，但工程管理較復(fù)雜，安全性比較差；通常，前者經(jīng)濟(jì)性較好； ④增壓調(diào)解法和増阻調(diào)節(jié)法比較：雖然增壓調(diào)節(jié)法增加輔扇的構(gòu)置費(fèi)、安裝費(fèi)、電力費(fèi)和繞道的開(kāi)掘費(fèi)等，但它若能使主扇的電力費(fèi)降低很多服務(wù)時(shí)間又長(zhǎng)時(shí)還是比較經(jīng)濟(jì)的，缺點(diǎn)是管理工作比較復(fù)雜，安全性較差，施工比較困難 礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié)： 改變主扇特性曲線的調(diào)節(jié)法：①改變軸流式通風(fēng)機(jī)動(dòng)輪葉片的安裝角 ②改變通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 改變主扇工作風(fēng)阻的調(diào)節(jié)法。 7.1、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)包括哪些部分？ 采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)是采區(qū)生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它包括采區(qū)進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)和工作面進(jìn)、回風(fēng)道的布置方式，采區(qū)通風(fēng)路線的連接形式，以及采區(qū)內(nèi)的通風(fēng)設(shè)備和設(shè)施等基本內(nèi)容。 7.2、試比較運(yùn)輸機(jī)上山和軌道上山進(jìn)風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件。 采用輸送機(jī)上山進(jìn)風(fēng)，軌道上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，容易引起煤塵飛揚(yáng)，使進(jìn)風(fēng)流的煤塵濃度增大；煤炭在運(yùn)輸過(guò)程中所涌出的瓦斯，可使進(jìn)風(fēng)流的瓦斯?jié)舛仍龈?，影響工作面的安全衛(wèi)生條件，輸送機(jī)設(shè)備所散發(fā)的熱量，使進(jìn)風(fēng)流溫度升高。 采用軌道上山進(jìn)風(fēng)、輸送機(jī)上山回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)，雖能避免上述的缺點(diǎn)，但輸送機(jī)設(shè)備處于回風(fēng)流中，軌道上山的上部和中部甩車(chē)場(chǎng)都要安裝風(fēng)門(mén)，風(fēng)門(mén)數(shù)目較多。 3、何謂下行風(fēng)？試從防止瓦斯積聚、防塵及降溫角度分析上行風(fēng)與下行風(fēng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 上行風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： (1) 瓦斯比空氣輕，有一定的上浮力，其自然流動(dòng)的方向和上行風(fēng)流的方向一致利于帶走瓦斯，在正常風(fēng)速(大于0.5～0.8m/s)下，瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的可能性較小。 (2) 采用上行風(fēng)時(shí)，工作面運(yùn)輸平巷中的運(yùn)輸設(shè)備位于新鮮風(fēng)流中，安全性較好。 (3) 工作面發(fā)生火災(zāi)時(shí)，采用上行風(fēng)在起火地點(diǎn)發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風(fēng)要小些。 (4) 除淺礦井的夏季之外，采用上行風(fēng)時(shí)，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相同，對(duì)通風(fēng)有利。 上行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是： (1) 上行風(fēng)流方向與運(yùn)煤方向相反，易引起煤塵飛揚(yáng)，使采煤工作面進(jìn)風(fēng)流及工作面風(fēng)流中的煤塵濃度增大。 (2) 煤炭運(yùn)輸過(guò)程中放出的瓦斯進(jìn)入工作面，使進(jìn)風(fēng)流和工作面風(fēng)流瓦斯?jié)舛壬?，影響了工作面衛(wèi)生條件。 (3) 采用上行鳳時(shí)，進(jìn)風(fēng)風(fēng)流流經(jīng)的路線較長(zhǎng)，且上行風(fēng)比下行風(fēng)工作面的氣溫要高些。 下行風(fēng)的主要優(yōu)點(diǎn)是： (1) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬?duì)較小些。 (2) 采煤工作面及其進(jìn)風(fēng)流中的空氣被加熱的程度較小。 (3) 下行風(fēng)流方向與瓦斯自然流向相反，不易出現(xiàn)瓦斯分層流動(dòng)和局部積聚的現(xiàn)象。 下行風(fēng)的主要缺點(diǎn)是： (1) 運(yùn)輸設(shè)備在回風(fēng)巷道中運(yùn)轉(zhuǎn)，安全性較差。 (2) 工作面一旦起火，產(chǎn)生的火風(fēng)壓和下行風(fēng)工作面的機(jī)械風(fēng)壓作用方向相反，使工作面風(fēng)量減少，瓦斯?jié)舛壬?，下行風(fēng)在起火地點(diǎn)引起瓦斯爆炸的可能性比上行風(fēng)要大些，滅火工作困難一些。 (3) 除淺礦井的夏季之外，采區(qū)進(jìn)風(fēng)流和回風(fēng)流之間產(chǎn)生的自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓的作用方向相反，降低了礦井通風(fēng)能力，而且一旦主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，工作面的下行風(fēng)流就有停風(fēng)或反風(fēng)(或逆轉(zhuǎn))的可能。 4、試述長(zhǎng)壁工作面通風(fēng)系統(tǒng)有哪些類型？并闡述其各自的特點(diǎn)和適用性。 隔熱疏導(dǎo)就是采取各種有效措施將礦井熱源與風(fēng)流隔離開(kāi)來(lái)，或?qū)崃髦苯右氲V井回風(fēng)流中，避免礦井熱源對(duì)風(fēng)流的直接加熱，從而達(dá)到礦井降溫的目的。隔熱疏導(dǎo)的措施主要有： 1） 巷道隔熱2）管道和水溝隔熱3）井下發(fā)熱量大的大型機(jī)電硐室應(yīng)獨(dú)立回風(fēng)。 9-1 通風(fēng)系統(tǒng)包括哪些部分？ 礦井通風(fēng)系統(tǒng)包括：通風(fēng)方式（進(jìn)、出風(fēng)井的布置方式）；通風(fēng)方法（礦井主通風(fēng)機(jī)的工作方法）；通風(fēng)網(wǎng)路。 9-2 簡(jiǎn)述擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的原則和要求。P203 擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格遵循安全可靠、投產(chǎn)較快、出煤較多，通風(fēng)基建費(fèi)用和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用之總合最低以及便于管理的原則。 擬定通風(fēng)系統(tǒng)的具體要求有： (1) 每個(gè)礦井和階段水平之間都必須有兩個(gè)安全出口； (2) 進(jìn)風(fēng)井巷與采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流的粉塵濃度不得大與0.5mg/m3； (3) 新設(shè)計(jì)的箕斗井和混合井禁止作進(jìn)風(fēng)井，已作進(jìn)風(fēng)井的箕斗井和混合井必須采取凈化措施，使進(jìn)風(fēng)流的含塵量達(dá)到上述要求； (4) 主要回風(fēng)井巷不得作人行道，井口進(jìn)風(fēng)不得受礦塵和有毒有害氣體污染，井口排風(fēng)不得造成公害； (5) 礦井有效風(fēng)量率應(yīng)在60％以上； (6) 采場(chǎng)、二次破碎巷道和電耙道，應(yīng)利用貫穿風(fēng)流通風(fēng)，電耙司機(jī)應(yīng)位于風(fēng)流的上風(fēng)側(cè)，有污風(fēng)串聯(lián)時(shí)，應(yīng)禁止人員作業(yè)； (7) 井下破碎硐室和炸藥庫(kù)，必須設(shè)獨(dú)立的回風(fēng)道； (8) 主要通風(fēng)機(jī)一般應(yīng)設(shè)反風(fēng)裝置，要求10 min內(nèi)實(shí)現(xiàn)反風(fēng)，反風(fēng)量大于40％。 選擇通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦體賦存條件和開(kāi)采特點(diǎn)，擬定幾個(gè)可行方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，擇優(yōu)選出。 9-3（壓入式與抽出式優(yōu)缺點(diǎn)比較）P202 9-4 簡(jiǎn)述礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)的步驟。 （1）擬定礦井通風(fēng)系統(tǒng)，繪制通風(fēng)系統(tǒng)圖。（2）礦井總風(fēng)量的計(jì)算與分配。 （3）計(jì)算礦井通風(fēng)系統(tǒng)總阻力。（4）選擇礦井通風(fēng)設(shè)備（5）礦井通風(fēng)費(fèi)用概算 9-5 礦井通風(fēng)系統(tǒng)主要有哪幾種類型？說(shuō)明其特點(diǎn)及適用條件。 中央式通風(fēng)系統(tǒng)可細(xì)分為： 中央并列抽出式；在地形條件許可時(shí)，進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井大致并列在井田走向的中央，二井底都開(kāi)掘到第一水平，主要通風(fēng)機(jī)設(shè)在出風(fēng)井的井口附近，將污風(fēng)抽到地表。 中央并列壓入式，中央并列壓入式：將壓入式主要通風(fēng)機(jī)設(shè)置在進(jìn)風(fēng)井的井口附近，新風(fēng)自地表壓入井下。 中央邊界抽出式；進(jìn)風(fēng)井大致位于井田走向的中央，出風(fēng)井大致位于井田淺部邊界沿走向的中央。 中央邊界壓入式；主要通風(fēng)機(jī)安設(shè)在進(jìn)風(fēng)井口(副井口)附近，井口房須密閉，主井底和總進(jìn)風(fēng)須隔開(kāi)。 對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)可細(xì)分為：兩翼對(duì)角式：兩翼對(duì)角抽出式 ；兩翼對(duì)角壓入式 分區(qū)對(duì)角式： 分區(qū)對(duì)角抽出式；分區(qū)對(duì)角壓入式 9-6 試述礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)的目的和作用。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性評(píng)價(jià)的目的：即使發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問(wèn)題和安全隱患，調(diào)整和改造系統(tǒng)，優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)確編制事故預(yù)防與處理方案，同時(shí)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)安全管理。 10-11章 1） 什么是礦井瓦斯？瓦斯是指井下煤巖涌出的各種氣體的總稱，其主要成分是指以甲烷為主的烴類氣體，有時(shí)也專指甲烷，瓦斯的物理化學(xué)性質(zhì)一般都是針對(duì)甲烷而言的。 2） 簡(jiǎn)述瓦斯的主要物理及化學(xué)性質(zhì)？了解這些性質(zhì)對(duì)于預(yù)防處理瓦斯危害有何意義？物理性質(zhì)：甲烷是無(wú)色無(wú)味可以燃燒或爆炸的氣體。它對(duì)呼吸的影響和氮?dú)庀嗨瓶梢允谷酥舷?。自然條件下由于瓦斯的強(qiáng)擴(kuò)散性，它一經(jīng)與空氣均勻混合，就不會(huì)因密度小而上浮、積聚，所以當(dāng)無(wú)瓦斯涌出時(shí)，巷道斷面的甲烷濃度時(shí)均勻分布的，當(dāng)有瓦斯涌出時(shí)，甲烷濃度呈不規(guī)則分布?；瘜W(xué)性質(zhì)：甲烷的化學(xué)性質(zhì)不活潑，微溶于水，對(duì)水的溶解度和溫度壓力有關(guān)。瓦斯與氧氣適當(dāng)混合具有燃燒和爆炸性，當(dāng)空氣中的甲烷濃度為5%-16%時(shí)，遇高溫能發(fā)生爆炸。瓦斯還是一種溫室氣體，同比產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍。甲烷還是一種優(yōu)質(zhì)能源。 3） 瓦斯是如何生成的？煤層中甲烷的生成大致分兩個(gè)階段，第一階段是生物化學(xué)造氣時(shí)期，在植物沉積成煤初期的泥炭化過(guò)程中，有機(jī)物在隔絕外部氧氣進(jìn)入和溫度不超過(guò)65度的條件下，被厭氧微生物分解為CH4，CO2,和H2O。第二階段是煤化變質(zhì)作用時(shí)期，地層沉陷，壓力溫度增加，泥炭轉(zhuǎn)化為褐煤并進(jìn)入變質(zhì)作用時(shí)期，有機(jī)物在高溫高壓的作用下，揮發(fā)分減少，固定碳增加，這時(shí)生成的氣體主要是CH4和CO2。 4） 煤層瓦斯含量：指單位質(zhì)量或體積的煤巖中在一定溫度和壓力條件下所含有的瓦斯量，即游離瓦斯和吸附瓦斯的總和。 5） 怎樣確定瓦斯風(fēng)化帶的深度？確定瓦斯風(fēng)化帶的深度有何實(shí)際意義?瓦斯風(fēng)化帶的深度取決于煤層的地質(zhì)條件和賦存狀況，如圍巖性質(zhì)、煤層有無(wú)露頭、斷層發(fā)育情況、煤層傾角、地下水活動(dòng)情況等。圍巖透氣性越大，煤層傾角越大，開(kāi)放性斷，層越發(fā)育，地下水活動(dòng)越劇烈，則風(fēng)化帶下部邊界就越深。有煤層露頭往往比無(wú)煤層露頭的隱伏煤層瓦斯風(fēng)化帶深。位于瓦斯風(fēng)化帶下邊界以下的甲烷帶，煤層的瓦斯壓力、瓦斯含量隨埋藏深度的增加而有規(guī)律地增長(zhǎng)。確定瓦斯風(fēng)化帶深度，是搞好礦井瓦斯涌出量預(yù)測(cè)和日常瓦斯管理工作的基礎(chǔ)。 6） 影響煤層瓦斯含量的因素有哪些？1,煤的變質(zhì)程度越高，生成瓦斯量越多。2，煤層的地質(zhì)歷史是具有決定性的因素。3，煤層和圍巖的透氣性。4.地質(zhì)構(gòu)造（煤層斷層和地質(zhì)破壞對(duì)瓦斯的放散又顯著作用）5.煤層露頭。6，埋藏的深度和地形。7，有地下水的活動(dòng)，瓦斯可以得到流動(dòng)、排放。 7） 測(cè)定煤層瓦斯壓力有何意義？煤層瓦斯壓力是指煤孔隙中所含游離瓦斯的氣體壓力，及氣體作用于孔隙壁的壓力。煤層瓦斯壓力是決定煤層瓦斯含量的一個(gè)主要因素，當(dāng)煤的吸附瓦斯能力相同時(shí)，煤層瓦斯壓力越高，煤中所含的瓦斯量就越大。瓦斯壓力也是造成突出的動(dòng)力。《規(guī)程》規(guī)定，開(kāi)采有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的煤層時(shí)，必須測(cè)定瓦斯壓力。 8） 為什么瓦斯能持續(xù)地持久地從煤中涌出？答：在煤層及其附近進(jìn)行采掘工作時(shí)，煤巖的原始狀態(tài)由于采動(dòng)影像受到破壞，發(fā)生破裂、卸壓膨脹變形、地應(yīng)力重新分布等變化，且部分煤巖的透氣性增加。游離瓦斯在其壓力作用下，經(jīng)由煤層的裂隙通道或暴露面滲透流出并涌向采掘空間。隨著游離瓦斯的流出，媒體的瓦斯壓力下降，從而破壞了原有的動(dòng)平衡，一部分吸附瓦斯將解吸轉(zhuǎn)化為游離瓦斯并涌出。隨著采掘工作的不斷擴(kuò)展，媒體和圍巖受采動(dòng)影像的范圍不斷擴(kuò)大，瓦斯動(dòng)平衡破壞的范圍也不斷擴(kuò)展。所以瓦斯能夠長(zhǎng)時(shí)間的、持續(xù)地從媒體中釋放出來(lái)，這是瓦斯涌出的基本形式，又叫瓦斯的普通涌出。 9） 絕對(duì)瓦斯涌出量：指單位時(shí)間內(nèi)涌出的瓦斯體積量，單位為m3/d或m3/min。相對(duì)瓦斯涌出量：平均產(chǎn)1t煤所涌出的瓦斯量，單位為m3/t。 10 影像瓦斯涌出的因素？答：自然因素1，煤層和圍巖瓦斯含量，2，地面大氣壓變化，地面大氣壓的變化會(huì)引起井下大氣壓的相應(yīng)變化，它對(duì)采空區(qū)或塌冒處瓦斯涌出的影響比較顯著。當(dāng)?shù)孛娲髿鈮和蝗幌陆禃r(shí)，瓦斯積存區(qū)的氣體壓力將高于風(fēng)流的壓力，瓦斯就會(huì)更多地涌入風(fēng)流中，使礦井的瓦斯涌出量增大，反之瓦斯的涌出量減少。3，開(kāi)采規(guī)模（開(kāi)采深度，開(kāi)采范圍和礦井產(chǎn)量），開(kāi)采技術(shù)因素1，開(kāi)采順序與回采方法，2，生產(chǎn)工藝，3，風(fēng)量變化（單一煤層回采時(shí)，瓦斯主要來(lái)自煤壁和采落的煤炭，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛入S風(fēng)量的增加而減少；煤層群開(kāi)采和綜采放頂煤時(shí)，煤巷的冒落孔內(nèi)積存有大量高濃度的瓦斯，風(fēng)量增加時(shí)，起初由于負(fù)壓和采空區(qū)漏風(fēng)的加大，一部分高濃度瓦斯被漏風(fēng)從采空區(qū)帶走，絕對(duì)瓦斯涌出量迅速增加，回風(fēng)流中瓦斯?jié)舛瓤赡芗眲∩仙?。然后，濃度開(kāi)始下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間絕對(duì)瓦斯涌出量回復(fù)或接近原有值）4，采空區(qū)的密閉質(zhì)量。 11) 怎樣從開(kāi)采技術(shù)因素方面降低瓦斯的涌出量和瓦斯涌出的不均勻性？瓦斯涌出不均系數(shù)：在正常生產(chǎn)過(guò)程中，礦井絕對(duì)瓦斯涌出量受各種因素的影響，其數(shù)值在一段時(shí)間內(nèi)圍繞平均值上下波動(dòng)，我們把其峰值與平均值的比值稱為瓦斯涌出不均系數(shù)。 12）地面大氣壓和風(fēng)量變化對(duì)瓦斯涌出的影響如何？（見(jiàn)第10題） 13）礦井瓦斯等級(jí)分幾級(jí)？如何鑒定礦井的瓦斯等級(jí)？瓦斯礦井：一個(gè)礦井中只要又一個(gè)煤（巖）層中發(fā)現(xiàn)瓦斯，該礦井即為瓦斯礦井。礦井瓦斯等級(jí)分為：1,低瓦斯礦井：相對(duì)瓦斯涌出量小于或等于10m3/t且礦井絕對(duì)瓦斯涌出量小于或等于40m3/min。高瓦斯礦井：礦井相對(duì)瓦斯涌出量大于10m3/t或礦井絕對(duì)瓦斯涌出量大于40m3/min。煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出井。煤與瓦斯突出礦井: 礦井在采掘過(guò)程中，只要發(fā)生過(guò)一次煤與瓦斯突出，該礦井即為突出礦井煤層定為突出煤層。《規(guī)程》規(guī)定，每年必須進(jìn)行瓦斯等級(jí)和二氧化碳涌出量的鑒定工作。礦井瓦斯等級(jí)的鑒定工作應(yīng)在正常生產(chǎn)的條件下進(jìn)行。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，選擇礦井絕對(duì)瓦斯涌出量較大的月份，一般為七八月份。在鑒定月的上中下旬中各取一天，分三個(gè)班進(jìn)行測(cè)定工作。所謂正常生產(chǎn)，即被鑒定的礦井煤層或一翼水平或采區(qū)的回采產(chǎn)量應(yīng)達(dá)到該地區(qū)設(shè)計(jì)產(chǎn)量的60%。測(cè)定內(nèi)容為風(fēng)量和風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?。礦井瓦斯等級(jí)以最大的相對(duì)瓦斯涌出量和有、無(wú)煤與瓦斯突出你分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)確定。 14）煤與瓦斯突出有何特點(diǎn)和危害？煤與瓦斯突出：煤礦地下采掘過(guò)程中，在很短的時(shí)間內(nèi)，從煤（巖）壁內(nèi)部向采掘工作空間突然噴出煤（巖）與瓦斯的動(dòng)力現(xiàn)象。危害：煤與瓦斯突出能摧毀井巷設(shè)施、破壞礦井通風(fēng)系統(tǒng)，使井巷充滿瓦斯和煤的拋出物，能造成人員窒息、煤流埋人，甚至可能引起瓦斯爆炸和火災(zāi)事故，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷，踏實(shí)煤礦最嚴(yán)重的災(zāi)害之一。突出的基本特征：(1) 拋出的固體物具有明顯的氣體搬運(yùn)特征。在突出現(xiàn)場(chǎng)可以看到突出的煤和巖塊從突出口搬至較遠(yuǎn)的地方，甚至拐了幾個(gè)彎；煤、巖塊的堆積角度小于自然安息角；堆積物中大的顆粒落在近處和下部，小的顆粒飄到遠(yuǎn)處并覆蓋在突出物的上方，這種現(xiàn)象也稱為分選性堆積。(2) 突出物中呈現(xiàn)出明顯的高壓氣體爆炸的特征。軟煤被拋出后，由于其中的高壓氣體迅速膨脹，破碎煤體，因而突出物中含有大量的極細(xì)的粉塵。有時(shí)候突出過(guò)程還對(duì)拋出的軟煤進(jìn)行了重新固結(jié)和搗實(shí)，需要鎬刨才能運(yùn)走。(3) 突出的孔洞具有一些特殊的形狀。有的呈梨形、倒瓶形，口小腔大，孔洞的軸線往往沿煤層傾斜方向延伸或與傾斜方向成一不大的角度，突出孔洞的長(zhǎng)度約為幾米到幾十米。有時(shí)候則看不到突出孔洞，拋出煤體的地方充滿了松散的碎煤。(4) 突出過(guò)程中伴隨有大量的瓦斯涌出。在突出過(guò)程中，拋出的煤量越大，涌出的瓦斯越多。當(dāng)涌出的瓦斯量十分大時(shí)，瓦斯會(huì)逆著礦井的風(fēng)流而行達(dá)到幾十米，甚至幾百米、上千米，嚴(yán)重地破壞礦井的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)施。 15）煤與瓦斯突出的機(jī)理為何？答：突出煤層內(nèi)飽含瓦斯，并受著地質(zhì)構(gòu)造力、地層靜壓力和瓦斯壓力的綜合作用，是煤層處于彈性變形狀態(tài)，積蓄著一定量的彈性潛能。當(dāng)采掘工作接近這些區(qū)域時(shí)，原來(lái)處于平衡狀態(tài)的煤-瓦斯體系即遭到突然破壞，彈性潛能和游離瓦斯突然釋放，煤內(nèi)裂隙大量增加，吸附的瓦斯順勢(shì)大量解吸，使媒體進(jìn)一步破碎、粉化、外移，最后隨高瓦斯流噴向巷道，形成煤與瓦斯突出。 16）突出的一般規(guī)律是什么？答：1，突出與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系，絕大多說(shuō)突出發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶內(nèi)。2,突出與瓦斯的關(guān)系，煤層中瓦斯壓力和瓦斯含量的大小是能否實(shí)現(xiàn)突出的重要因素之一。越大越多越危險(xiǎn)。3.突出與地壓的關(guān)系，地壓愈大，突出危險(xiǎn)性愈大。4.突出與煤層構(gòu)造的關(guān)系，煤的構(gòu)造主要指煤的破壞類型和煤的強(qiáng)度。破壞類型愈高，強(qiáng)度愈小，突出危險(xiǎn)性愈大。5.突出與圍巖性質(zhì)的關(guān)系，在煤層頂?shù)装鍨閳?jiān)硬而致密的巖層，厚度又較大時(shí)，彈性能與集中應(yīng)力都比較大，如果煤層瓦斯含量又比較大，突出的危險(xiǎn)性也就較大，反之較小。6.突出與水文地質(zhì)的關(guān)系，礦井涌水量大則突出的危險(xiǎn)性較小。7.突出具有延期性，震動(dòng)爆破后沒(méi)有立刻發(fā)生突出，而是延緩了一段時(shí)間，這一現(xiàn)象叫延期突出。 18）為什么說(shuō)開(kāi)采保護(hù)層是最有效的預(yù)防突出的措施？怎樣劃定保護(hù)范圍。開(kāi)采保護(hù)層的作用：保護(hù)層開(kāi)采后由于采空區(qū)的頂?shù)装鍘r石冒落、移動(dòng)，引起開(kāi)采煤層周?chē)鷳?yīng)力的重新分布，采空區(qū)上下形成卸壓區(qū)，該區(qū)域內(nèi)的未開(kāi)采煤層將發(fā)生下述變化1.地壓減小，彈性潛能得以緩慢釋放。2.煤層膨脹變形，形成裂隙和孔道，透氣系數(shù)增加，被保護(hù)層內(nèi)的瓦斯能大量排放到保護(hù)層的采空區(qū)內(nèi)，瓦斯含量和壓力都明顯降低。3.煤層瓦斯涌出后，煤的強(qiáng)度增加。所以開(kāi)采保護(hù)層后，不但消除或減少了引起突出的兩個(gè)重要因素——地壓與瓦斯，而且增加了抵御突出的能力因素——煤的機(jī)械強(qiáng)度。這就使得卸壓區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)采被保護(hù)層時(shí)，不再發(fā)生煤與瓦斯突出。保護(hù)層的采煤工作面必須超前于被保護(hù)層的掘進(jìn)工作面，其超前距不得小于兩個(gè)煤層只見(jiàn)垂直距離的3倍，至少不小于100米，以便被保護(hù)層充分卸壓和排出瓦斯。 19）局部防突措施有哪些：一、石門(mén)揭開(kāi)突出危險(xiǎn)煤層時(shí)的預(yù)防措施，1.松動(dòng)爆破:在進(jìn)行普通放炮時(shí)，同時(shí)爆破幾個(gè)7—10m以上的深炮孔，使深部煤體破裂與松動(dòng)，應(yīng)力集中帶和高壓瓦斯帶移向深部，以便在工作面前方造成較長(zhǎng)的卸壓和排放瓦斯區(qū)，從而預(yù)防突出的發(fā)生。2.鉆孔排放瓦斯:石門(mén)揭煤前，由巖巷或煤巷向突出危險(xiǎn)煤層打鉆，將煤層中的瓦斯經(jīng)過(guò)鉆孔自然排放出來(lái)，待瓦斯壓力降到安全壓力以下時(shí)，再進(jìn)行采掘工作。3.水利沖孔:水力沖孔是在安全巖(煤)柱的防護(hù)下，向煤層打鉆后，用高壓水射流在工作面前方煤體內(nèi)沖出一定的孔道，加速瓦斯排放。同時(shí)，由于孔道周?chē)后w的移動(dòng)變形，應(yīng)力重新分布，擴(kuò)大卸壓范圍。4.金屬骨架（超前支架）:多用于有突出危險(xiǎn)的急傾斜煤層、厚煤層的煤層平巷掘進(jìn)時(shí)。二、煤巷掘進(jìn)時(shí)預(yù)防突出的措施5 .超前鉆孔:在煤巷掘進(jìn)工作面前方始終保持一定數(shù)量的排放瓦斯鉆孔。它的作用是排放瓦斯，增加煤的強(qiáng)度，在鉆孔周?chē)纬尚秹簠^(qū)，使集中應(yīng)力區(qū)移向煤體深部。6.卸壓槽:預(yù)先在工作面前方切割出一個(gè)縫槽，以增加工作面前方的卸壓范圍，掘進(jìn)時(shí)保持一定的超前距就可避免突出或沖擊地壓的發(fā)生。7. 震動(dòng)放炮：震動(dòng)放炮是采用增加炮眼數(shù)和裝藥量，一次爆破揭穿煤層并成巷的爆破方法。所以震動(dòng)放炮基本上是一種人為的誘使突出的措施，而不是防止突出的方法。 20）瓦斯爆炸的危害以及影響瓦斯爆炸范圍的因素？答：瓦斯爆炸是以甲烷為主的可燃?xì)怏w和空氣組成的爆炸型混合氣體在火源引發(fā)下發(fā)生的一種劇烈而迅速的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。瓦斯爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生三個(gè)致命的因素：火焰鋒面，沖擊波，有害氣體?；鹧驿h面：在可爆炸甲烷濃度的混合氣體中出現(xiàn)了點(diǎn)火源，則此氣體就會(huì)在火源點(diǎn)被點(diǎn)燃形成最初火焰(人們稱這一點(diǎn)為爆源)，在大氣壓條件下，該火焰厚度非常薄，僅0.1—0.01mm，它是一個(gè)燃燒帶并在烷空氣體中傳播。沖擊波：火焰鋒面后的爆炸產(chǎn)物具有很高的溫度，由于熱量集中而使爆源氣體產(chǎn)生高溫和高壓并急劇膨脹而形成沖擊波。如果巷道頂板附近或冒落孔內(nèi)積存著瓦斯，或者巷道中有沉落的煤塵，在沖擊波的作用下，它們就能均勻分布，形成新的爆炸混合物，使爆炸過(guò)程得以繼續(xù)下去。爆炸時(shí)由于爆源附近氣體高速向外沖擊，在爆源附近形成氣體稀薄的低壓區(qū)，于是產(chǎn)生反向沖擊波，已遭破壞的區(qū)域再一次受到破壞。如果反向沖擊波的空氣中含有足夠的CH4和O2，而火源又未消失，就可以發(fā)生第二次爆炸。瓦斯爆炸時(shí)礦井大氣成分會(huì)發(fā)生下列變化：氧濃度下降，產(chǎn)生有毒有害氣體，形成爆炸性氣體。瓦斯爆炸最大危險(xiǎn)性在于爆炸產(chǎn)生的有害氣體對(duì)人的傷害。 影響瓦斯爆炸范圍的因素：其他可燃?xì)怏w，煤塵，空氣壓力，惰性氣體。 21）引火延遲性（感應(yīng)期）：瓦斯與高溫?zé)嵩唇佑|后，不是立即燃燒或爆炸，而是要經(jīng)過(guò)一個(gè)很短的間隔時(shí)間，這種現(xiàn)象叫引火延遲性。瓦斯爆炸的感應(yīng)期對(duì)安全生產(chǎn)意義重大，井下高溫?zé)嵩词遣豢杀苊獾?，只要控制其存在時(shí)間在感應(yīng)器內(nèi)，就是安全的。 22）簡(jiǎn)述瓦斯爆炸與煤塵爆炸的異同點(diǎn)？煤塵爆炸的氧化反應(yīng)和瓦斯爆炸一樣，主要在氣相條件下進(jìn)行。并且都會(huì)產(chǎn)生高溫，沖擊波，以及產(chǎn)生大量的有害氣體。但煤塵的燃燒速度和爆炸壓力比瓦斯爆炸要小，但燃燒帶的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，表現(xiàn)出顯著的破壞能力。一般來(lái)說(shuō)煤塵爆炸開(kāi)始于局部，產(chǎn)生的沖擊波較小，但卻可擾動(dòng)周?chē)两刀逊e的煤塵并使之飛揚(yáng)，由于熱喝光的傳遞與輻射，進(jìn)而發(fā)生再次爆炸，這就是二次爆炸。如此循環(huán)，還可能形成第三次，第四次爆炸。其爆炸的火焰及爆炸波的傳播速度都將一次比一次加快，爆炸壓力也將一次比一次更高，呈跳躍式發(fā)展。因此沒(méi)塵爆炸具有易產(chǎn)生連續(xù)爆炸，受災(zāi)范圍廣，災(zāi)害程度嚴(yán)重的重要特點(diǎn)。 23）試舉例說(shuō)明瓦斯爆炸的必要條件，并闡述預(yù)防瓦斯爆炸事故的主要安全技術(shù)措施？瓦斯爆炸必須同時(shí)具備三個(gè)條件：1，瓦斯?jié)舛仍诒ǚ秶鷥?nèi)，2，高于點(diǎn)燃能量的熱源存在時(shí)間大于瓦斯的引火感應(yīng)期，3，瓦斯空氣混合氣體中氧濃度大于12%。1、防止瓦斯積聚的措施：所謂瓦斯積聚是指局部瓦斯?jié)舛瘸^(guò)2％，其體積超過(guò)0.5m3的現(xiàn)象。a.搞好通風(fēng)b.及時(shí)安全地處理積聚瓦斯c.分源治理瓦斯 d.嚴(yán)格井下瓦斯?jié)舛鹊臋z查與檢測(cè)。2 、防止瓦斯引燃措施，防止瓦斯引燃的措施是嚴(yán)禁和杜絕一切火源，嚴(yán)格管理和控制生產(chǎn)中可能發(fā)生的火、熱源，止它的產(chǎn)生或限制其引燃瓦斯的能力。3 、防止瓦斯爆炸災(zāi)害事故擴(kuò)大的措施a.編制預(yù)防和處理瓦斯爆炸事故計(jì)劃。使礦工熟悉這個(gè)計(jì)劃，掌握預(yù)防瓦斯的基本知識(shí)和有關(guān)的規(guī)章制度。b.實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。各水平、各采區(qū)都必須布置單獨(dú)的回風(fēng)道，回采工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。這樣一條通風(fēng)系統(tǒng)的破壞將不致影響其它區(qū)域。c.通風(fēng)系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單。入風(fēng)流與回風(fēng)流的布置應(yīng)保證當(dāng)發(fā)生瓦斯爆炸時(shí)不會(huì)發(fā)生短路。不用的巷道都要及時(shí)封閉。d.裝有主扇的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門(mén)，防止爆炸波沖毀扇風(fēng)機(jī)，影響救災(zāi)與恢復(fù)通風(fēng)。e.各回采面、采區(qū)，各翼均有隔爆措施。f 設(shè)立避災(zāi)峒室，配帶自救器。 24）防治突出技術(shù)歸納為“四位一體”的綜合性防突措施：突出危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)；防治突出措施；防突措施的效果檢驗(yàn)；安全防護(hù)措施。 25）礦井抽放瓦斯必要性的衡量？答：《規(guī)程》146條規(guī)定：“一個(gè)回采工作面的瓦斯涌出量大于5m3/min，或一個(gè)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量大于3m3/min，采用通風(fēng)方法解決瓦斯問(wèn)題不合理時(shí)，應(yīng)采取抽放瓦斯措施”。對(duì)于全礦井，一般認(rèn)為全井絕對(duì)瓦斯涌出量大于15m3/min應(yīng)抽放瓦斯。如果屬于煤和瓦斯突出礦井，《規(guī)程》規(guī)定“開(kāi)采保護(hù)層時(shí)，應(yīng)同時(shí)抽放被保護(hù)層的瓦斯”。無(wú)保護(hù)層可采的突出煤層也可以考慮用預(yù)抽瓦斯的方法防止突出。 26）瓦斯抽放的方法：開(kāi)采煤層瓦斯抽放 1、未卸壓的鉆孔抽放（穿層鉆孔：在開(kāi)采煤層的頂?shù)装鍘r巷，每隔一段距離開(kāi)一長(zhǎng)約10米的鉆廠。沿層鉆孔：由運(yùn)輸平巷巖煤層傾斜打鉆或由上下山沿煤層走向打水平孔）2、卸壓區(qū)的鉆孔抽放，卸壓區(qū)內(nèi)煤層膨脹變形，滲透率大大增加，在該區(qū)域打鉆抽放瓦斯，可以提高抽出質(zhì)量，并阻截瓦斯流向工作面空間。（隨掘隨抽和隨采隨抽）3、人工增加滲透率的措施，水力壓裂，水力割縫，深孔爆破，酸液處理，交叉鉆孔。臨近層的瓦斯抽放 臨近層的瓦斯抽放設(shè)置在有瓦斯賦存的臨近層內(nèi)預(yù)先開(kāi)鑿抽放瓦斯的巷道，或預(yù)先從開(kāi)采煤層或圍巖大巷內(nèi)向臨近層打鉆，將鄰近層內(nèi)涌出的瓦斯匯集抽出。前一方法叫巷道法，后一方法稱鉆孔法。采空區(qū)瓦斯抽放1、密閉抽放法2、插管抽放法3、向冒落拱上方打鉆孔抽放法4、在基本頂巖石中打水平鉆孔抽放法5、直接向采空區(qū)打鉆抽放法6、地面垂直鉆孔抽放法。 第十一章 礦井火災(zāi) 1、 礦井火災(zāi)是指發(fā)生在礦井下或地面井口附近、威脅礦井安全生產(chǎn)、形成災(zāi)害的一切非控制燃燒，是煤礦生產(chǎn)中的主要自然災(zāi)害之一。 2、 外因火災(zāi)：是由于外部熱源如明火，瓦斯煤塵爆炸，爆破，機(jī)械沖擊與摩擦，電流短路，靜電，燒焊，吸煙等引燃可燃物造成的火災(zāi)。特點(diǎn)是，發(fā)生突然來(lái)勢(shì)迅猛，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制，往往會(huì)釀成重大事故。 3、 內(nèi)因火災(zāi)：指煤炭接觸空氣后，因煤自身氧化產(chǎn)生熱量，熱量聚集是煤炭自燃發(fā)火而產(chǎn)生的火災(zāi)。特點(diǎn)是沒(méi)有外部熱源，有煤炭自燃引起。內(nèi)因火災(zāi)有一個(gè)孕育過(guò)程，火勢(shì)發(fā)展緩慢，多發(fā)生在采空區(qū)，破裂的每株和煤壁以及集中堆積的浮煤等區(qū)域。 4、 火災(zāi)三要素：可燃物存在，有足夠的氧氣，又足以引起火災(zāi)的熱源。 5、 擴(kuò)散燃燒：是高濃度的可燃?xì)怏w與空氣邊混合便燃燒的燃燒現(xiàn)象。 6、 預(yù)混燃燒：上可燃?xì)怏w與空氣預(yù)先混合好后的燃燒。礦井經(jīng)常發(fā)生的瓦斯爆炸事故就是預(yù)混燃燒引起的。 7、 火風(fēng)壓：礦井發(fā)生火災(zāi)時(shí)，火災(zāi)的熱力作用會(huì)使空氣的溫度增高而發(fā)生膨脹，密度小的熱空氣在又高差的巷道里就會(huì)產(chǎn)生一種浮力，這個(gè)浮力的大小與巷道的高差及火災(zāi)前后的空氣密度差關(guān)。這種浮力效應(yīng)叫火風(fēng)壓。