篇一：2013年中国矿业大学矿井通风与安全考研试题
2013年中国矿业大学矿井通风与安全考研试题
一填空题
保护层保护范围划分
人体散热的三种方式
四位一体综合防突措施
矿井热量来源，围岩，空气，煤自燃，机电设备散热，，，，等
面积相同的巷道摩擦阻力最小的
进回风巷道交汇处建立，风桥
二、选择题
最低煤尘浓度标准
NO2浓度标准
氧气浓度降低时，瓦斯爆炸上限明显下降，下限机会不变
煤自热期出现气体
三、名词解释
自然通风、最低排尘风速、等积孔、
三、问答题
矿井通风目的和任务
瓦斯爆炸和煤尘爆炸同异点
瓦斯突出过程
四、计算题
一是简单计算风量 风阻 网格
二是计算摩擦阻力系数
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五、论述题
给了一个矿井有1 2 3号煤层 均有突出危险， 问给首采工作面制定矿井防突和瓦斯抽采综合治理措施
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篇二：中国矿业大学矿井通风与安全真题08
《矿井通风与安全》试卷及答案
一、名词解释（每题3分，共18分）
1、绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量。（3分）
2、局部阻力：风流在井巷的局部地点，由于速度或方向突然发生变化，导致风流本身产生剧烈的冲 击，形成极为紊乱的涡流，因而在该局部地带产生一种附加的阻力，称为局部阻力。（3分）
3、通风机工况点：以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点3分）
4、呼吸性粉尘：呼吸性粉尘是指能在人体肺泡内沉积的，粒径在5~7μm以下的粉尘，特别是2μm以下的粉尘。（3分）
5、煤与瓦斯突出：煤矿地下采掘过程中，在很短时间(数分钟)内，从煤(岩)壁内部向采掘工作空间突然喷出煤(岩)和瓦斯的动力现象，人们称为煤(岩)与瓦斯突出，简称瓦斯突出或突出。（3分）
6、均压防灭火：均压防灭火就是采用风窗、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。（3分）
二、简述题（每题7分，共35分）
7、煤炭自燃的发展过程大致可分为哪几个阶段，各阶段有何特征?
答：煤炭自燃过程大体分为3个阶段：①潜伏期；②自热期；②燃烧期 （1分） 自燃潜伏期煤体温度的变化不明显，煤的氧化进程十分平稳缓慢，然而它确实在发生变化，不仅煤的重量略有增加，着火点温度降低，而且氧化性被活化。它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。（2分）
经过这个潜伏期之后，煤的氧化速度增加，不稳定的氧化物分解成水(H20)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)。氧化产生的热量使煤温继续升高，超过自热的临界温度(60～80℃)，煤温上升急剧加速，氧化进程加快，开始出现煤的干馏，产生芳香族的碳氢化合物(CxHy)、氢(H2)、更多的一氧化碳(CO)等可燃气体，这个阶段为自热期。（2分）
临界温度也称自热温度（Self-heating temperature，SHT），是能使煤自发燃烧的最低温度。一旦达到了该温度点，煤氧化的产热与煤所在环境的散热就失去了平衡，即产热量将高于散热量，就会导致煤与环境温度的上升，从而又加速了煤的氧化速度并又产生更多的热量，直至煤自燃起来，即进入燃烧阶段。（2分）
8、试推演压入式通风矿井的风机房中水柱计测值与矿井自然风压、矿井通风阻
力的关系。
9、如何判定一个瓦斯矿井采用瓦斯抽放的必要性？简述矿井瓦斯抽放方法有哪些？
答：衡量一个矿井是否有必要抽放，可以根据以下几点：对于生产矿井，由于矿井的通风能力已经确定，所以矿井瓦斯用处量超过通风所能稀释瓦斯量时，即应考虑抽放瓦斯；对于新建矿井，当采煤工作面瓦斯涌出量>5m3/min，掘进工作面瓦斯涌出量>3m3/min，采用通风方法解决瓦斯问题不合理时，应该抽放瓦斯。对于全矿井，一般认为，绝对瓦斯涌出量>30m3/min，相对瓦斯涌出量>15~25m3/t时应抽放瓦斯；开采保护层应考虑抽放瓦斯。（3分）
开采层瓦斯抽放方法：（1）岩巷揭煤、煤巷掘进预抽：由岩巷向煤巷打穿层钻孔，煤巷工作面打超前钻孔。（2）采空区大面积预抽：由开采层机巷、风巷或煤门打上向、下向顺层钻孔；由石门、岩巷或临近层煤巷向开采层打穿层钻孔；地面钻孔；密闭开采巷道。（3）边掘边抽：由煤巷两侧或岩巷向煤层周围打防护钻孔。（4）边材边抽：由开采层机巷、风巷等向工作面前方卸压区打钻；由岩巷、煤门等向开采分层的上部或下部未开采分层打穿层或顺层钻孔。（1分） 邻近层瓦斯抽放方法：（1）开采工作面推过后抽放上下邻近煤层：由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷向邻近层打钻；由开采层机巷、风巷、中巷或岩巷向采空区方向打斜交钻孔；由煤门打沿邻近层钻孔；地面钻孔；在邻近层掘汇集瓦斯巷道；（1分）
采空区瓦斯抽放：密封采空区插管、打钻和预埋管抽放。（1分）
围岩瓦斯抽放：由岩巷两侧或正前向裂隙带打钻、密闭岩巷进行抽放等措施。（1分）
10、发生风流逆转和逆退的原因是什么？如何防止风流逆转和逆退？
答：1)上行风路产生火风压。发生风流逆转的原因主要是：①因火风压的作用使高温烟流流经巷道各点的压能增大：②因巷道冒顶等原因造成火源下风副风阻增大，导致主干风路火源上风侧风量减小．沿程各节点压能降低。为了防止旁侧风路风流逆转，主要措施有：①降低火风压；②保持主要通风机正常运转；⑧采用打开风门、增加排烟通路等措施减小排烟路线上的风阻。（2分）
2)下行风路产生火风压。在下行风路中产生火风压，其作用方向与主要通风机作用风压方向相反。当火风压等于主要通风机分配到该分支压力时，该分支的风流就会停滞；当火风压大于该分支的压力时，该分支的风流就会反向。主干风路风阻及其产生的火风压一定时，风量越小，越容易反向。防止下行风风路风流
逆转的途径有：减小火势，降低火风压；增大主要通风机分配到该分支上的压力。 （2分）
3）发生风流逆退的原因是：烟气增量过大，主通风机风压作用于主干风路的风压小。防止逆退措施是：减小主干风路排烟区段的风阻；在火源的下风侧使烟流短路排至总回风；在火源的上风侧、巷道的下半部构筑挡风墙，迫使风流向上流，并增加风流的速度。挡风墙距火源5m左右；也可在巷道中安带调节风窗的风障，以增加风速。（3分）
11、比较掘进工作面压入式和抽出式通风方式的优、缺点。
答：掘进工作面压入式和抽出式通风方式均具有自己的优、缺点，现分析比较如下：
（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，若局部通风机防爆性能出现问题，则非常危险。（2分）
（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。而抽出式通风有效吸程小，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。（2分）
（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。（1分）
（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，掘进巷道越长，排污风速越慢，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。（1分）
（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。（1分）
基于上述分析，当以排除瓦斯为主的煤巷、半煤岩巷掘进时应采用压入式通风，而当以排除粉尘为主的井巷掘进时，宜采用抽出式通风。
三、计算题（12-13每题10分，14题12分，15题15分，共47分）
12、如图所示，已知II . III号水柱计的读数分别为196Pa， 980Pa，请问：
（1）判断如图所示通风方式，标出风流方向、皮托管正负端；
（2） I、II、 III号水柱计测得是何压力?求出I号水柱计读数? （10分）
解：（1）管道通风方式为抽出式（2分），风流方向为从左向右（1分），皮托管正（右）、负（左）端（2分），
（2）I号测的是相对静压， II号测的是动压， III号测的是相对全压（3分） 由|hti|=|hi| -hvi，可以得出I号管的读数为196+980=1176Pa（2分）
13、已知某矿井总回风量为4500 m3/min，瓦斯浓度为0.6%，日产量为4000 t，试求该矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。并确定该矿瓦斯等级（该矿无煤与瓦斯突出现象）。（10分）
解：绝对瓦斯涌出量：Qg=4500×0.6%=27m3/min（3分）
相对瓦斯涌出量： qg=（4500×60×24×0.6%）/4000=9.72m3/t（4分） 因为：Qg<40m3/min，但qg<10m3/t，故此矿为低瓦斯矿井（3分）
14、如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.18，R2＝0.58 N?s2/m8，总风量Q＝48 m3/s，巷道断面的面积均为5 m2，求：
（1）分支1和2中的自然分配风量Q1和Q2；（2）若分支1需风量为15 m3/s，分支2需风量为33 m3/s，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。（12分）
15、某矿通风系统如图所示，各进风井口标高相同，每条井巷的风阻分别为，R1=0.33，R2=0.2 ，R3=0.1，R4=0.12， R5=0.1，单位为N2S/m8。矿井进风量为100 m3/s：（15分）
（1）画出矿井的网络图；
（2）计算每条风路的自然分配风量；
（3）计算矿井的总风阻。
篇三：矿井通风与安全复习计算题
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
二、采区通风的基本要求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/s
5．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，避难峒室和局部反风系统。 三、采区进风上山的选择
轨道上山进风，运输上山回风（优越性）
①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。
②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。
③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。
④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。
。运输机上山进风，轨道回风(优越性
① 风流与煤流方向相反，容易引起煤尘飞扬，使进风流污染。
②煤流中释放瓦斯，使进风流瓦斯浓度增大。
③运输设备散发的热量，使进风流温度升高。
④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，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
1．U形（后退式）
①简单可靠
②采空区漏风小
③但工作面上隔面易积存瓦斯
④工作面进风巷要提前掘出，维护工作量大。
U形（后退式）
①采空区漏风大
②工作面风量容易不足
③超前巷掘进时，独立通风长度短。
④采空区沼气不涌向工作面，而涌向回风巷。
2．Z形（后退式）
①回风巷为沿空留巷，可提高回采率。
②巷道采准工程量较少
③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。
④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）
①回风巷为沿空留巷，或预掘。
②巷道采准工作量较少。
③采区内进风量总长度近似不变，有利用稳定风阻，改善通风。
④上隅角瓦斯浓度大，有积聚。
3．Y型（后退式）
①解决了U型上隅角瓦斯常超限问题。
②工作面上下顺槽都是进风流，改善作业环境。
③实行沿空留巷，可提高采区回采率。
④适用于瓦斯涌出量特大的煤层中。
⑤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费。
4．双Z型（后退式）
①工作面分割成上下行风二段，通风能力大。
②工作面中间，瓦斯浓度大（前进式），沼气进入工作面。
③工作面中间，瓦斯浓度小（后退式），沼气不进入工作面较安全。
④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。
⑤采空区漏风大，易引起遗煤自然发火。
5．W型（称双工作面）
①后退式比前进式优越，是解决综采高沼气工作的重要形式。
②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。
③供风量增加，通风能力大，适用综采。
④高瓦斯矿，中间巷可不直钻孔，抽瓦斯抽放率高。
⑤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、采区所需总风量是采区风备用风地点所需风量之和。
Q采总=
式中 (?Qai??Qbi??Qci??Qdi)?KwzQai——工作面和备用面风量之和m/min 3
Qbi——各掘进工作面所需风量之和m/min 3
Qci——各峒室所需风量之和m/min 3
Qdi——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
①采掘工作面回风道CH4浓度<1%CO2<1.5%
②进风流氧气浓度>20% CH4浓度<0.5% t<28℃
③机电峒室<30℃
二、回采工作面需风量
1．按沼气涌出量计算
kg?QgQw?Cg?Cin
g(m3/min) kg——涌出不均衡系数（k=最大涌出量/平均涌出量）和采1.3～1.45炮采1.35～1.5
Qg——沼气绝对涌出量m/min 3
Cg?
Cg——工作面回风流量高允许浓度
Cin——工作面进风流<0.5%
2．按工作面气温与风速的关系计算 1100
Qai?60?vai?Sai
m/min 3
Sai2(m)?采高?平均控制距 ——工作面平均断面
使用支撑式支架时
掩护式支架时Sa?3.75(M?0.3) Sa?3(M?0.3)
3．按炸药量计算
Qw?500A/C(m3/min)?25A(m3/min)
3m/kg 500——稀释每公斤炸药产生的炮烟风量
?——故放炮后通风时间一般20min
A——一次爆破所用的最大炸药量kg
4．按人数计算
Qai?4Nai
4——每人每分钟供给4m的规定风量（实际每人每分钟呼吸风量0.3m/分） 33
Nai——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。 Qai?0.25?60?Sai （Sai——工作面断面积）
Qai?4?60?Sai
所需风量。
低沼气矿井综采工作面所需风量 Qai6．备用采面需风量：一般取生产采面的一半，即2，风速?15m/s，五种方法算得下风量，选择最大值作为回采工作面
Q?200k1k2k3k4
200——综采面基本风量（采高hm/min
k1? 3?1m时，控顶距4m，风速1.5m） k1——半径系数
当h?2m
当h?
2m k1??0.3
k2
k2?10 L——工作面长度 ——工作面长度系数
k3——温度系数<15℃ k=0.7 3
16～17℃k3=0.818～22℃k3=1.023～24 k3=1.225～26 k4=1.4 k4——支架后方空顶系数，易于冒落 k4?1
k?1.14 强制放顶
三、掘进工作面所需风量
1．按沼气涌出量计算
Q?100qk
q——掘进头绝对沼气涌出量m/min 3
K——瓦斯不均衡系数一取可取1.5～2.0
2．按炸药量计算
Q?25A(m/min) A——一次爆破最大炸药量（kg）
3．按高扇吸风量计算 3
Q?Qf?I
Qf 3——局扇吸风量 5.5kw ————100m/min
11kw—————200m/min
28kw---------------- 350m/min 33
I——局扇台数
4．按人数计算
Q?4N
N——工作面最多人数
5．按风速验算
3Q?0.15?60?S断面m/min 岩巷掘进面
3Q?0.25?60?S断面m/min 煤巷或半煤巷
3Q?4?60?S断面m岩巷掘进面
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
/min
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