??????? 9.?上行通風與下行通風的概念及優(yōu)缺點
??????? 上行風和下行風是指風流方向與煤層傾向的關系而言的。(1)上行風:當采煤工作面進風巷道水平低于回風巷道水平時,采煤工作面的風流沿工作面的傾斜方向由下向上流動,稱上行風,也叫上行通風。(2)下行風:當采煤工作面進風巷道水平高于回風巷道水平時,采煤工作面的風流沿工作面的傾斜方向由上向下流動,稱下行風,也叫下行通風。上行風與下行風的優(yōu)缺點:①上行風優(yōu)點:瓦斯比空氣輕,有一定的上浮力,其自然流動的方向和上行風流的方向一致,有利于帶走瓦斯、較快地降低工作面的瓦斯?jié)舛?,在正常風速下,瓦斯分層流動和局部積聚的可能性較??;采用上行風時,工作面運輸平巷中的運輸設備位于新鮮風流中,安全性較好;工作面發(fā)生火災時,采用上行風在起火地點發(fā)生瓦斯爆炸的可能性比下行風要小些;除淺礦井的夏季之外,采用上行風時,采區(qū)進風流和回風流之間產(chǎn)生的自然風壓和機械風壓的作用方向相同,對通風有利些。②上行風缺點:上行風流方向與運煤方向相反,易引起煤塵飛揚,使采煤工作面進風流及工作面風流中的煤塵濃度增大;煤炭在運輸過程中所釋放出的瓦斯,披上行風流帶人工作面,使進風流和工作面風流中的瓦斯?jié)舛壬?,影響了工作面的安全衛(wèi)生條件;采用上行風時,進風風流流經(jīng)的路線較長,風流溫度會由于壓縮和地溫加熱而升高;又加上運輸巷內設備運轉時所產(chǎn)生的熱量對風流的加熱作用,故上行風比下行風工作面的氣溫要高些。③下行風優(yōu)點:采煤工作面及其進風流中的煤塵、瓦斯?jié)舛认鄬^小些;采煤工作面及其進風流中的空氣被加熱的程度較??;下行風流方向與瓦斯自然流向相反,當風流保持足夠的風速時,就能對向上輕浮的瓦斯具有較強的擾動、混合能力、因此不易出現(xiàn)瓦斯分層流動和局部積聚的現(xiàn)象。④下行風缺點:采用下行風時,運輸設備在回風巷道中運轉,安全性鉸差;工作面一旦起火,所產(chǎn)生的火風壓和下行風工作面的機械風壓作用方向相反,會使工作面的風量減少,瓦斯?jié)舛壬?,故下行風在起火地點引起瓦斯爆炸的可能性比上行風要大些,滅火工作困難一些;除淺礦井的夏季之外,采用下行風時,采區(qū)進風流和回風流之間產(chǎn)生的自然風壓和機械風壓的作用方向相反,降低了礦井通風能力,而且一旦主要通風機停止運轉,工作面的下行風流就有停風或反風的可能。⑤綜上所述,上行風和下行風各有利弊,但一般認為上行風稍優(yōu)于下行風,盡管國內外有些礦井為了降低工作面氣溫、減少工作面的瓦斯和煤塵濃度,采用了下行通風方式,并取得了較好的效果。
??????? 10.?影響瓦斯含量的因素
??????? 1、煤的變質程度;2、煤層的地質歷史;3、煤層和圍巖的透氣性;4、地質構造;5、煤層露頭;6、埋藏的深度和地形。 隨著深度的加深,甲烷所占的比例越來越大;7、地下水的活動.在地下水活躍的區(qū)域,瓦斯也得到流動、排放。?
??????? 11.?什么是煤層瓦斯抽采
??????? 煤層瓦斯抽采一般是指利用瓦斯泵或其他抽采設備抽取煤層中高濃度的瓦斯,并通過與巷道隔離的管網(wǎng),把抽出的高濃度瓦斯進行合理利用或排放至地面或礦井總回風巷中。煤層瓦斯抽采不僅是降低礦井瓦斯涌出量,防止瓦斯爆炸和煤與瓦斯突出災害的重要措施,而且抽出的瓦斯還可變害為利,作為優(yōu)質清潔能源加以開發(fā)利用。
??????? 12.?煤炭自燃發(fā)火過程各個階段及其特點
??????? 煤炭自燃發(fā)火條件、影響因素、過程(階段)煤炭自燃的充要條件:①有自燃傾向的煤被開采后呈破碎狀態(tài),堆積厚度一般大于0.4m;②有較好的蓄熱條件;③有適量的通風供氧;④上述三個條件共存的時間大于煤的自燃發(fā)火期。上述四個條件缺一不可,前三個是必要條件,最后一個是充分條件。煤炭自燃過程3階段:①潛伏期,此階段煤體溫度變化不明顯,煤重量略增,著火點溫度降低氧化性被活化,氧化緩慢產(chǎn)生熱量少,需要一個較長的蓄熱過程;②自熱期,氧化速度增加,氧化產(chǎn)生的熱量使煤溫急劇上升,氧化進程加快,產(chǎn)生芳香族的碳氫化合物、氫氣以及更多的一氧化碳;②燃燒期,氧化產(chǎn)生的熱量使溫度達到臨界溫度,煤開始自行燃燒; 影響煤炭自然發(fā)火的因素(內因):(1)煤的變質程度(2)煤巖成分(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)煤的水分;(外因)煤層地質賦存條件、開拓開采條件、通風條件
??????? 13.?煤塵爆炸的必要條件及特征
??????? 煤塵爆炸條件、點火源方式、防治措施:條件:煤塵本身具有爆炸性;煤塵必須懸浮于空氣中,并達到一定的濃度;存在能引燃煤塵爆炸的高溫熱源。特征:(1)形成高溫、高壓、沖擊波;(2)煤塵爆炸具有連續(xù)性,易形成連續(xù)爆炸;(3)煤塵爆炸也有一個感應期,即煤塵受熱分解產(chǎn)生足夠數(shù)量的可燃氣體形成爆炸所需的時間。(4)揮發(fā)分減少或形成“粘焦”;(5)產(chǎn)生大量的CO。
??????? 二、?論述
??????? 1.?煤與瓦斯突出的定義及其發(fā)生規(guī)律
??????? 煤與瓦斯突出的現(xiàn)象,特征,防治措施,發(fā)生規(guī)律:①現(xiàn)象:煤礦地下采掘過程中,在很短時間內,從煤巖壁內部向采掘工作空間突然噴出煤巖和瓦斯的動力現(xiàn)象。②特征:突出的煤向外拋出距離較遠,具有明顯的分選現(xiàn)象;拋出的煤堆積角小于煤的自然安息角;拋出的煤破碎程度高,含有大量的塊煤和手捻無粒感的煤粉;有明顯的動力效應,破壞支架,推到礦車,破壞和拋出安裝在巷道內的設施;有大量的瓦斯涌出。瓦斯涌出量遠遠超出突出煤的瓦斯含量,有時會使風流逆轉;突出孔洞呈口小腔大的梨形、舌形、倒瓶形以及其他分叉形等。③防治措施:⑴區(qū)域性防突措施:實施以后可使較大范圍煤層消除突出危險性的措施:開采保護層、預抽煤層瓦斯、煤層注水。⑵局部性防突措施:實施以后可使局部區(qū)域消除突出危險性的措施:石門揭煤時的局部防突措施,松動爆破、鉆孔排放瓦斯、水力沖孔、金屬骨架;煤巷掘進時的防突措施,超前鉆孔、超前支架、水力沖孔、泄壓槽、震動放炮。④發(fā)生規(guī)律:⑴突出與地質構造的關系,絕大多數(shù)突出發(fā)生在地質構造帶內。⑵突出與瓦斯的關系,煤層中瓦斯壓力和瓦斯含量越大,突出危險性越大。⑶突出與地壓的關系,地壓愈大,突出的危險性愈大。⑷突出與煤層構造的關系,煤層構造主要是指煤的破壞類型和煤的強,煤的破壞類型愈高,強度愈小,突出危險性愈大,故突出多發(fā)生在軟煤層或軟分層中。⑸突出與圍巖性質的關系,在煤層頂?shù)装鍨閳杂捕旅艿膸r層、厚度又較大時,彈性能與集中應力都比較大,煤層瓦斯含量又比較大,突出的危險性也就比較大,反之較小。⑹突出與水文地質的關系,煤層比較濕潤,礦井涌水量比較大,則突出的危險性比較小,反之較大。⑺突出前具有一定征兆:煤層結構、構造方面的預兆,地壓增大的預兆,瓦斯及其他方面的預兆。⑻突出具有延期性,突出的延期性是指震動放炮后沒有立刻發(fā)生突出,而是延緩了一段時間,這一現(xiàn)象又叫延期突出。
??????? 2.?煙流逆退及風流逆轉的原因及如何防止
??????? 簡述礦井火災時期風流發(fā)生紊亂的原因及防治措施:外因火災使火災及附近地點空氣的溫度迅速上升,這就使空氣產(chǎn)生熱膨脹。與此同時,由于熱的作用會帶來兩方面的影響:一方面,由于對空氣的加熱使其密度下降,在非水平的巷道分支將產(chǎn)生附加火風壓;另一方面,通風巷道中會產(chǎn)生熱膨脹,這就會減少主干通風巷道的質量流量,即產(chǎn)生節(jié)流效應。以上的兩項作用將改變礦井通風系統(tǒng)的壓力分布,從而可能改變原有的礦井風量分配,可能產(chǎn)生風流紊亂,擴大事故范圍,帶來嚴重后果。礦井火災造成的風流紊亂主要有煙流逆退和風流逆轉。預防風流紊亂就是要預防外因火災的發(fā)生,因此防治措施: 井下盡量使用不燃或耐燃的材料與制品,特別是輸送機膠帶、機電設備用油、巷道支護材料等采用耐燃或不燃材料。防止失控的高溫熱源。生產(chǎn)和在建礦井必須制定井上、下防火措施,嚴格遵守《規(guī)程》的有關規(guī)定,不能存有任何麻痹僥幸的心理。
??????? 三、?名詞解釋
??????? 1.?地溫梯度
??????? 巖層溫度隨深度變化率,℃/m,常用百米地溫梯度,即℃/100 m
??????? 2.?絕對濕度ρV、相對濕度α及含濕量:
??????? 絕對濕度:指單位體積或單位質量濕空氣中含有水蒸氣的質量
??????? 相對濕度:指濕空氣中實際含有水蒸汽量與同溫度下的飽和濕度之比的百分數(shù)。
??????? 含濕量:含有1 kg干空氣的濕空氣中,所挾帶的水蒸汽質量,稱濕空氣的含濕量
??????? 3.?穩(wěn)定流動
??????? 如果流體在某一點的速度、壓力、溫度和密度不隨時而變化稱為穩(wěn)定流動或定常流
??????? 4.?摩擦阻力與局部阻力
??????? 摩擦阻力:風流在井巷中作均勻流動時,沿程受到井巷固定壁面的限制,引起內外摩擦而產(chǎn)生的阻力。
??????? 通風阻力:當空氣沿井巷運動時,由于風速的黏滯性和慣性以及井巷壁面等對風流的阻滯,擾動作用而形成的阻力。
??????? 局部阻力:風流在井巷的局部地點,由于速度或方向突然發(fā)生變化,致風流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊,形成極為紊亂的渦流,因而在該局部地點產(chǎn)生一種附加的阻力。
??????? 5.?自然風壓
??????? 由于空氣進入井下后必與各種熱源進行熱交換,致使井下各段空氣密度不斷發(fā)生變化,造成進風和回風兩側空氣柱的重力不平衡,因而產(chǎn)生能量差,推動風流沿井巷流動,形成自然風壓。由礦井自然條件產(chǎn)生的能量差,則為自然風壓。
??????? 6.?通風機工況點
??????? 通風機工況點:以同樣比例把礦井總風阻R曲線繪制于通風機個體特性曲線圖中,則風阻R曲線與風量風壓曲線交予A點,此點就是通風機的工況點。
??????? 7.?三專與兩鎖
??????? “三?!笔侵笇S米儔浩?、專用開關、專用電纜;“兩閉鎖”則指風電閉鎖和瓦斯電閉鎖。
??????? 8.?節(jié)點、回路與網(wǎng)孔
??????? 節(jié)點:指三條或三條以上風道的交點;斷面或支護方式不同的兩條風道,其分界點有時也可稱為節(jié)點。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)點是下一分支的始節(jié)點回路和網(wǎng)孔:是由若干方向并不都相同的分支所構成的閉合線路,其中有分支者叫回路,無分支者叫網(wǎng)孔。
??????? 9.?瓦斯吸附與解吸
??????? 溫度降低或壓力升高時,一部分瓦斯將由游離狀態(tài)轉化為吸附狀態(tài),這種現(xiàn)象叫做吸附。反之,如果溫度升高或壓力降低時,一部分瓦斯就由吸附狀態(tài)轉化為游離狀態(tài),這種現(xiàn)象叫做解吸。
??????? 10.?瓦斯含量
??????? 煤層瓦斯含量:指單位質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。
??????? 11.?火風壓
??????? 火風壓:就是高溫煙流經(jīng)傾斜或垂直的井巷時產(chǎn)生的自然風壓的增量。
??????? 12.?內因火災
??????? 內因火災是指煤炭接觸空氣后,因煤自身氧化產(chǎn)生熱量,熱量積聚使煤炭自燃而產(chǎn)生的火災。
??????? 13.?呼吸性粉塵
??????? 呼吸性粉塵:指能在人體肺泡內沉積的,粒徑在5~7μm以下的粉塵,特別是2μm以下的粉塵
??????? 14.?礦塵分散度
??????? 分散度是指礦塵整體組成中各種粒級塵粒所占的百分比。分散度有兩種表示方法:重量百分比? 各粒級塵粒的重量占總重量的百分比稱為重量分散度;數(shù)量百分比? 各粒級塵粒的顆粒數(shù)占總顆粒數(shù)的百分比稱為數(shù)量分散度。
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