电子版通风安全学

相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力。

矿井漏风：矿井下新鲜风流未经利用，直接渗人回风道或排出地表的现象。

自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。

空气密度：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。

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。

尾矿库：是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。

自然发火期：煤层被开采暴露于空气之日开始，到发生自然发火之日止，所经历的时间叫做煤层自然发火期，单位为月。

矿尘的分散度：矿尘的分散度指的是，物质被破碎的程度，用来表示矿尘粒子大小的组成。通常所说的矿尘分散度是指某粒级的矿尘量与矿尘总数量级百分比。

矿井通风阻力分为（摩擦阻力）与（局部阻力）两类。

矿井气候条件是指井下空气的温度，湿度，风速对人体的综合影响。

抽出式通风时，矿井主扇的静压和自然风压的代数和一起克服通风阻力。

煤矿安全规程规定：主要通风机必须安装有反风设备，必须能在10分中内改变巷道中的风流方向。

巷井风流任意断面上的空气压力按其呈现形式不同分为：静压，动压，位压。

产生空气流动的必要条件是：在矿井通风或巷道的起点和终点要有压力差。空气流动的方向总是从压力大的地方流向压力小的地方。

矿井主要通风机扩散器的主要作用是降低出口动压提高风机静压。

流体在运动中有两种不同的状态：层流流动和紊流流动。

增阻调节法调节两并联分支风量时，一分支风量的减少值，并不等于另一分支风量的增加值，而是减少的多，增加的少，两者的差值等于总风量的减少值。

当矿井通风阻力不大，而需要风量很大时，可采用通风机并联工作：当风筒的通风阻力过大，而风量却不需要很大时，可采用局部通风机串联工作。

矿井通风系统是矿井通风方法，通风方式，通风网络及通风设施的总称。

煤矿安全规程规定：采区回风巷风流种瓦斯浓度超过1.0%或二氧化碳浓度超过1.5%都必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。

1~矿井通风系统的类型及其适用条件：1、中央式进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）。2、对角式1）两翼对角式进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式，如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。2）分区对角式进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。3、区域式在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。如图。4、混合式由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等

2~什么叫矿井通风系统？它包括哪些内容？答：矿井通风系统是矿井通风方法、通风方

式、通风网路与通风设施的总称。《规程》规定：矿井必须有完整独立的通风系统，必须按实际风量核定矿井产量。矿井通风系统是否合理，对整个矿井通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要的作用，同时还应在保证安全生产的前提下，尽量减少通风工程量，降低通风费用，力求经济合理。

3~试分析采煤工作面采用上行风优缺点：答：上行通风的优点：采煤工作面和回风巷道风流中的瓦斯以及从煤壁及采落的煤炭中不断放出的瓦斯，由于其比重小，有一定的上浮力，瓦斯自然流动的方向和通风方向一致，有利于较快地降低工作面的瓦斯浓度，防止在低风速地点造成瓦斯局部积聚。

上行通风的缺点：采煤工作面为逆向通风，容易引起煤尘飞扬，增加了采煤工作面风流中的煤尘浓度;煤炭在运输过程中放出的瓦斯，又随风流带到采煤工作面，增加了采煤工作面的瓦斯浓度;运输设备运转时所产生的热量随进风流散发到采煤工作面，使工作面气温升高。

3~何谓综合防尘：是指采用各种技术手段减少粉尘的产生量，降低空气中的粉尘浓度，以防止粉尘对人体、矿山等产生危害的措施。

4~瓦斯爆炸的过程及其危害？瓦斯爆炸的基本条件？防止采煤工作面上隅角瓦斯积聚的主要措施：1 瓦斯爆炸的过程：瓦斯爆炸是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在高温热源的作用下发生激烈氧化反应的过程。最终的化学反应式为：CH4+2O2=CO2+2H2O 如果O2不足，反应的最终式为：CH4+O2=CO+H2+H2O 矿井瓦斯爆炸是一种热－链反应过程(也称连锁反应)。 2 瓦斯浓度在爆炸范围内，瓦斯在空气中的爆炸下限为5～6％，上限为14～16％；氧气浓度大于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) 3（1）改善工作面通风方式。（2）在上隅角设置移动式引射器。（3）在上隅角上风侧设置斜风板或风障。（4）增设局部通风机专吹上隅角。（5）设置专用排放瓦斯巷。（6）抽放采空区瓦斯。

5~煤炭自然需要具备哪些条件：（1）煤有自燃倾向性，且以破碎状态存在；（2）有连续的供氧条件；（3）有积聚氧化热的环境；（4）上述三个条件持续足够的时间。

6~试述《规程》是如何规定主要通风机的使用及安全要求的：答：（1）主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其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%；（2）必须保证主要通风机连续运转；（3）必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中一套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。在建井期间可安装1套通风机和1部备用电动机。生产矿井现有的2套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用；（4）严禁采用局部通风机或局部通风机群作为主要通风机使用；(5)装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6个月检查维修1次；（6）新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1次通风机性能测定和试运转工作，以后每5年至少进行1次性能测定。主要通风机至少每月检查1次。改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准；（7）主要通风机因检修、停电或其它原因停止运转时，必须制订停风措施。

7~CO有哪些性质？矿井空气中CO的主要来源：答：CO是一种无色、无味的、无臭的气体，相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%~75%有爆炸的危险。CO进入人体后，首先与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。

矿井空气中CO的主要来源：井下爆破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。

8~比较掘进工作面压力式和抽出式通风方式的优缺点：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，若局部通风机防爆性能出现问题，则非常危险。（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。（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，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。

（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。

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。

9~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)

10~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(?h v)与扩散器自身的通风阻力(h Rd)相比较来确定，即：?h v= h vex－h vex’> h Rd有效；?h v= h vex－h vex’< h Rd无效

11~简要说明决定矿井通风阻力大小的因素有哪些：答：摩擦阻力系数α；井巷断面；井巷周长；巷道长度；巷道内风量是否过于集中、避免巷道突然扩大或缩小、直角拐弯等因素。

12~简述降低矿井井巷摩擦阻力的措施？答：①减小摩擦阻力系数α。②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%，R f值可减少50%。③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。④减少巷道长度。

⑤避免巷道内风量过于集中。

13~矿井局部风量调节的方法有哪些？答(1) 增阻调节法 (2) 减阻调节法(3) 增能调节法

14~影响矿井瓦斯涌出的因素有哪些？答：影响矿井瓦斯涌出的因素如下：(1) 自然因素：①煤层和围岩的瓦斯含量；②地面大气压变化(2) 开采技术因素：①开采规模；②开采顺序与回采方法；③生产工艺；④风量变化；⑤采区通风系统；⑥采空区的密闭质量

15~煤尘爆炸的条件，特征？瓦斯、煤尘爆炸有何不同？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。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。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。

特征：(1) 形成高温、高压、冲击波 煤尘爆炸火焰温度为1600～1900℃，爆源的温度达到2000℃以上，这是煤尘爆炸得以自动传播的条件之一。 在矿井条件下煤尘爆炸的平均理论压力为736ＫPa，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5～7倍。煤尘爆炸产生的火焰速度可达1120m/ｓ，冲击波速度为2340m/ｓ(2) 煤尘爆炸具有连续性 (3) 煤尘爆炸的感应期 煤尘爆炸也有一个感应期，即煤尘受热分解产生足够数量的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40～280mｓ，挥发分越高，感应期越短。(4) 挥发分减少或形成“粘焦” 煤尘爆炸时，参与反应的挥发分约占煤尘挥发分含量的40%～70％，致使煤尘挥发分减少。(5) 产生大量的CO 煤尘爆炸时产生的CO，在灾区气体中的浓度可达2％～3％，甚至高达8％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。

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。