5《矿山安全工程》复习及答案(11级学生复习用)_11级安全评价复习答案
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矿井安全工程复习及答案
一、名词解释
矿井瓦斯涌出量
答案：矿井瓦斯涌出量是指在正常开采过程中涌进井下空间的瓦斯量，它仅指普通涌出。其表达方式有两种：绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。绝对瓦斯涌出量是指单位时间内涌入巷道中的瓦斯量，单位：米3／分或米3／日。相对瓦斯涌出量是指矿井正常生产情况下平均每日产一吨煤涌出的瓦斯量，单位：米3／吨。
瓦斯爆炸界限
答案：可引起瓦斯爆炸的瓦斯浓度范围，瓦斯爆炸界限一般在5％～16％，5％为爆炸下限，16％为爆炸上限。
松动爆破
答案：是防止煤与瓦斯突出的一种措施。具体做法是：在采掘工作中，布置2～5个深8米以上的长炮眼，利用炸药在钻孔内爆破，使煤体松动、破碎、产生裂隙，使集中应力区移向煤体深处，以防突出。
燃烧的特征
答案：放热、发光、生成新物质
表面燃烧
答案：在固体燃烧得后期，燃烧所含挥发份气体，煤焦油分解气变为固体炭，这时，燃烧在固定炭（焦炭）与空气得接触表面进行，称为表面燃烧。
预混燃烧
答案：可燃气体与空气预先充分混合的燃烧。燃烧在混合气体分布空间快速蔓延，在一定条件下会转变为爆炸，预混燃烧范围最大。
以风定产
答案：“以风定产的两个主要内容”：1）、以矿井及采煤面实际风量来核定产量变化。2）、具备合理的通风方式和通风系统。
矿井瓦斯
答案：广义来说，矿井瓦斯是指井下生产过程中产生的有毒有害气体的总称。包括沼气、二氧化碳、氮、还有少量的乙烷、乙烯、氢、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫等。其中沼气占80％～90％。狭义而言，矿井瓦斯单指沼气。
瓦斯含量
答案：瓦斯含量是指单位体积或单位重量的煤与围岩中自然所含有的瓦斯量，通常以米3／吨表示。瓦斯浓度
答案：煤层开采过程中，煤岩中的瓦斯涌入到井巷、工作面等空间的空气中，形成空气、瓦斯混合气体。混合气体中，瓦斯体积占总的混合气体体积的百分数称为瓦斯浓度。它是矿井安全生产状况的基本因素，可用光学瓦斯检定器检测。矿井瓦斯浓度的高低与通风状况有直接关系，因而也是衡量—个矿井或某一地点通风效果好坏的标准。
不可压缩风流
答案：空气密度不随时间、空间发生变化，即井下任何地点、任何时刻空气密度均为常数。稳态风流
答案：空气密度不随时间变化，但随空间位置变化，即空气密度在井下某一固定位置为常数，不随时间而变化，但不同位置空气密度不同。
以风定产
答案：“以风定产的两个主要内容”：1）、以矿井及采煤面实际风量来核定产量变化。2）、具备合理的通风方式和通风系统。
富燃料类火灾
答案：燃料多、供氧不足，火源范围大,火势大,蔓延快耗氧多,剩余氧少(2%左右)，剩余大量可燃挥发物易引起再生火源和爆炸，危险性更大
矿尘分散度
答案：是指矿尘整体组成中各粒径的尘粒所占有的百分比。
什么是煤与瓦斯突出?
煤与瓦斯突出是指煤矿在采掘生产过程中，在极短的时间内(几秒到几分钟)，突然大量地向采掘空间突出煤和瓦斯，并伴有强烈声响和强大的动力现象。
突出的瓦斯和煤炭能堵塞井巷，破坏支架和设备，使通风系统受到破坏，生产停顿，煤流埋人，人员窒息，引起瓦斯燃烧爆炸，进而引发火灾。
1997年，某煤矿曾发生一起死亡16人的特大突出事故。2000年，该煤矿又连续发生三次突出，突出煤量均在100吨左右，却未引起业主重视，仍未坚持“四位一体”的防突措施，终于再次酿成特大煤与瓦斯突出事故，死亡11人，重伤1人。
发生煤与瓦斯突出的原因是什么?
一般认为，矿山压力是破碎煤体、发动突出、发展突出的决定因素；瓦斯压力是抛出煤体、实现突出的动力；煤体松脆、透气性低，则为突出创造了有利条件。突出是矿山压力、瓦斯压力和煤的物理、力学、机械性质综合作用的结果。
什么地点易发生煤与瓦斯突出?
巷道掘进时(石门揭煤、煤层平巷、上山、下山)发生突出较多，特别是石门揭煤时突出的可能性和突出强度都较大；回采工作面突出较小。绝大多数突出发生在落煤时，尤其是爆破时突出较多。煤与瓦斯突出有哪些预兆?
(1)煤层结构与煤质方面：煤体松软、光泽暗淡、煤厚异常、软分层厚度增加等；
(2)地压方面：响煤炮，煤岩开裂、掉碴、底鼓、煤壁剥落，支架声响移位，打钻时顶钻、卡钻、钻孔变形等；
(3)瓦斯涌现方面：瓦斯涌出忽大忽小，瓦斯从钻孔中喷出并显现压力，煤壁或工作面变冷，打钻时钻孔向外喷瓦斯、煤粉等。
《规程》第一百八十二条规定，井下若有突出预兆，要立即停止工作，人员必须撤到地面，并进行处理。
什么是“四位一体”的综合防突措施?
(1)突出危险性预测。根据单项指标或综合指标进行预测，确定是否有突出危险。
(2)防突措施。对于有突出危险的地区可采用开采保护层、预抽煤层瓦斯、排放钻孔、超前钻孔、松动爆破、留根掘进等方法防止煤与瓦斯突出。
(3)防突效果检验。根据多项指标判断防突措施是否有效。
(4)安全防护措施。采取防突措施并经效果检验有效的区域，还要有安全防护措施(如震动爆破、远距离爆破、避难硐室、防突风门、自救器等)。
什么是开采保护层?
开采保护层就是在煤层群中选择没有突出危险或突出危险性较小的煤层先开采，然后再去开采有突出危险或突出危险程度较严重的煤层。由于受开采保护层的影响，被保护层的突出危险性减少，甚至消除。
什么是超前钻孔?
超前钻孔是在煤巷掘进工作面前方，打3～5个直径200～300毫米的钻孔，排放瓦斯，并使钻孔周围形成卸压带，使集中应力移向煤体深部，以防突出的发生。超前钻孔是一种局部防突措施。
什么是排放钻孔?
在石门揭煤时从石门向煤层打多排钻孔，每平方米断面不得少于3.5～4.5个钻孔，使煤层瓦斯从钻孔中自然排放出来，以降低瓦斯压力，达到防突目的。这也是局部防突措施。
什么是震动性爆破?
震动性爆破是—种石门揭煤时诱导突出的安全防护措施。是利用在突出危险地点采用增加炮眼数(震动爆破的炮眼数为普通爆破炮眼数)，加大炸药量，一次炸开巷道全断面，使整个巷道工作面在瞬间向前
移动，使该地点在没有人员在场情况下诱导煤与瓦斯突出，从而预防了瓦斯、煤尘爆炸和人员窒息。什么是松动爆破?
松动爆破是在采掘工作中，布置1～5个深8米以上的长炮眼，利用炸药在钻孔内爆破，使煤体松动、破碎，产生裂隙，使集中应力区移向煤体深处，以防突出。
二、填空及选择题
（一）、填空题
1．矿井必须建立完善的防尘供水系统，没有防尘供水管路的采掘工作面（）。
答案：不得生产
2．煤矿尘肺病按吸入矿尘的成分不同可分为三类：硅肺病、煤硅肺病和（）。
答案：煤肺病
3．防治煤尘爆炸的治本之策是（）。
答案：综合防尘
4．煤矿粉尘的（）是各种粒度范围内的粉尘数量、质量或体积占粉尘总量的百分比。
答案：分散度
5．BMRC曲线实际上是（）曲线。
答案：截留率
6．矿井的地质精查报告中，必须有所有煤层的煤尘爆炸性鉴定资料。生产矿井每延深一个新水平，应（）进行次煤尘爆炸性试验工作。
答案：1
7．炮采工作面应采取湿式打眼，使用（）。
答案：水炮泥
8．能被吸入人体肺部并滞留于肺泡区的浮游粉尘称为（）
答案：呼吸性粉尘
9． 掘进井巷和硐室时，必须采取湿式钻眼、冲洗井壁巷帮、水炮泥、爆破喷雾、装岩（煤）洒水和净化风流等（）。
答案：综合防尘措施
10．粉尘危害人体的决定因素是粉尘中（）的含量。
11.瓦斯在煤体中的存在状态有（吸附态）和（游态离）。
答案：游离二氧化硅
（二）、单项选择题
1．粉尘危害人体的决定因素是（）。
A.粉尘中游离二氧化硅的含量 B.粉尘的吸附性 C.粉尘的荷电性 D.粉尘的爆炸危险性
答案：（A）
2．煤矿肺病是由于长期吸入煤尘及含（）的岩尘所引起的尘肺病。
A．游离二氧化铁 B．游离二氧化铜 C．游离二氧化硅 D．游离二氧化铝
答案：（C）
3．矿山粉尘分散度的测定方法主要是（）。
A.滤膜测尘法 B.显微镜法 C.焦磷酸质量法 D.红外分光分析法
答案：（B）
4．矿山粉尘浓度的测定方法主要是（）。
A.滤膜测尘法 B.焦磷酸质量法 C.红外分光分析法 D.显微镜法
答案：（A）
1.矿山防尘技术包括风、水、密、净和（）5个方面。
A.管 B.教 C.护 D.革
答案：（C）
2．当粉尘的游离二氧化硅含量大于10％时，工作场所中的粉尘最高允许浓度为（）。
A.1 mg/m3B.2 mg/m3C.3.5 mg/m3D.4 mg/m3
答案：（B）
3．矿山粉尘分散度的测定方法主要是（）。
A.滤膜测尘法 B.显微镜法 C.焦磷酸质量法 D.红外分光分析法
答案：（B）
4．能被吸入人体肺部并滞留于肺泡区的浮游粉尘称为呼吸性粉尘，其空气动力学直径小于()的极细微粉尘，是引起尘肺病的主要粉尘。
A.7.07um B.7.07mmC.2.0mmD.2.0um
答案：（A）
（三）、多项选择题
1.日常的粉尘检测项目主要包括()。
A.粉尘浓度B.粉尘中游离二氧化硅含量 C.粉尘分散度D.粉尘的荷电性
答案：（ABC）
2.防止煤尘爆炸传播技术分为被动式隔爆技术和自动式隔爆技术，属于被动式隔爆技术的是
()。
A.岩粉棚B.水槽棚C.使用喷洒装置D.水袋棚
答案：（ABD）
3.粉尘粒子的荷电量与()因素有关。
A.尘粒的大小B.环境温度C.尘粒的组分D.环境湿度
答案：（ABD）
4.下列属于矿井综合防尘技术的有()。
A．个体防护B．减尘技术C．降尘技术D．排尘技术
答案：(BCD)
备注：矿井综合防尘技术：(1)减尘技术主要通过煤层注水预先湿润尚未开采的煤体，使其在开采过程中大幅度减少粉尘的产生量。(2)降尘技术 用水或其他液体冲洗沉积的粉尘或捕集悬浮于空气中的粉尘。(3)排尘技术主要采取通风的方法对含尘空气稀释，使其达到卫生标准。
1．打眼防尘的主要技术有()。
A.湿式凿岩B.水炮泥C.通风除尘D.干式凿岩捕尘
答案：（AD）
2．影响尘肺病的主要发病因素包括()。
A.矿尘的成分B.矿尘粒度及分散度C.矿尘浓度D.个体方面的因素
答案：（ABCD）
3．煤矿粉尘的危害包括()。
A.引起尘肺病B.大多具有爆炸性C.影响设备使用D.恶化工作环境
答案：（ABCD）
4．下列属于矿井综合防尘技术的有()。
A．个体防护B．减尘技术C．降尘技术D．排尘技术
答案：(BCD)备注：矿井综合防尘技术：(1)减尘技术主要通过煤层注水预先湿润尚未开采的煤体，使其在开采过程中大幅度减少粉尘的产生量。(2)降尘技术 用水或其他液体冲洗沉积的粉尘或捕集悬浮于空气中的粉尘。(3)排尘技术主要采取通风的方法对含尘空气稀释，使其达到卫生标准。
三、简答题
１.瓦斯在煤体内以哪几种形式存在（4分）？
答案：通常，瓦斯在煤体内以游离态、吸附态和吸收态三种形式存在。
２.广义的矿井瓦斯和狭义的矿井瓦斯各指的是什么（4分）？
答案：广义来说，矿井瓦斯是指井下生产过程中产生的有毒有害气体的总称。包括沼气、二氧化碳、氮，还有少量的乙烷、乙烯、氢、一氧化碳、硫化氢和二氧化硫等。其中沼气占80％～90％。狭义而言，矿井瓦斯单指沼气（CH4）。
矿井瓦斯的危害性表现在哪几个方面（4分）？
答案：表现在三个方面，即窒息性，化学性和动力性。
矿井瓦斯爆炸的条件是什么（4分）？
答案：瓦斯爆炸必须同时具备下列三个条件：
(1)瓦斯浓度达到5％～16％，5％为爆炸下限，16％为爆炸上限；
(2)氧气浓度达到12％以上，否则瓦斯遇火不燃烧，也不爆炸；
(3)有引火源，瓦斯的点燃温度为650℃～750℃。
四、计算题
1、一次矿井实例中，主通风机排风处取得的气样组分为∶CO28600ppm, CO12600ppm,H2
1.53%,CH40.94%,O219.8% , N2 + Ar75.6%，据此决定撤走直接灭火人员，请判断上述气样组分是否可靠，可以作为决策的依据。(5分)
评分标准（每步完成得2分）
① PPM的转换
② 公式得计算正确性，Tr＝6.4
③ Tr＝6.4＞1.6不可靠
五、论述题
1．试论开采解放层（保护层）对防止煤与瓦斯突出的作用（10分）。
答案要点：开采保护层就是在煤层群中选择没有突出危险或突出危险性较小的煤层先开采，然后再去开采有突出危险或突出危险程度较严重的煤层。由于受开采保护层的影响，被保护层的突出危险性减少，甚至消除。
2．试论煤与瓦斯突出的过程和机理（10分）。
答案要点：
煤与瓦斯突出是指煤矿在采掘生产过程中，在极短的时间内(几秒到几分钟)，突然大量地向采掘空间突出煤和瓦斯，并伴有强烈声响和强大动能的动力现象。
突出的瓦斯和煤炭能堵塞井巷，破坏支架和设备，使通风系统受到破坏，生产停顿，煤流埋人，人员窒息，引起瓦斯燃烧爆炸，进而引发火灾。
煤与瓦斯突出的过程包括四个阶段，即：准备阶段、发动阶段、发展阶段和终止阶段。
—般认为，矿山压力是破碎煤体、发动突出、发展突出的决定因素；瓦斯压力是抛出煤体、实现突出的动力；煤体松脆、透气性低，则为突出创造了有利条件。突出是矿山压力、瓦斯压力和煤的物理、力学、机械性质综合作用的结果。
3．结合体会，谈谈如何做好煤矿防尘工作？（8分）
答案要点：强化粉尘管理，提高粉尘危害重视程度，加强粉尘检测，加大防尘投入提高技术水平等
4.解释BMRC曲线？（8分）
答案：BMRC曲线实际上是截留率曲线。纵坐标是两级计重采样器的第一级截留下来的粉尘粒子占通过采样器粉尘全样的重量百分比值，即对于直径为2um的粉尘，采样器的第一级截留20%，对于直径为7.07um的粉尘，采样器的第一级截留100%。目前，我国设计生产的分级粉尘采样器都是采用BMRC曲线为分离曲线。
3.根据矿井火灾的长期性和动态变化特征，解释在各灾种中，为什么矿井火灾救灾难度最大、技术性最强、危险性最大？（12分）
答案要点：长期性决定了救灾时火灾可能继续作用，风流紊乱发生且变化增大救灾危险性和难度，也为救灾决策和实施提供时间的可能，为控制风和救灾技术的实施提供可能，因此技术性最强。动态变化特征决定了救灾期间风流状态的动态变化，对救灾的威胁增大，决定了救灾难度最大，危险性最大。
１.试论瓦斯爆炸的形式、过程和危害（10分）。
答案要点：
瓦斯爆炸是一种笼统的说法，它是预混气体氧化反应的一种特殊形式，其爆炸形式可以是爆燃也可以是爆轰，依反应条件和反应过程的不同阶段而异。
瓦斯爆炸的过程包括爆炸混合气体环境条件的形成、爆炸的触发、爆炸的持续、爆炸的终止四个阶段。因井下巷道系统所特有网络特性，在瓦斯爆炸的活塞作用下，井下瓦斯爆炸很可能会反复多次。瓦斯爆炸的危害表现在：
(1)产生高温，爆炸瞬间温度可达1850℃～2650℃；
(2)产生高压，爆炸后空气的压力平均为爆炸前的9倍，若连续爆炸，压力会更大；
(3)产生大量一氧化碳，浓度在2%以上；
(4)产生冲击波，造成冒顶，毁坏设备。
２.．试论我国煤矿瓦斯灾害频发的原因及解决途径（10分）。
答案要点：
原因：包括人的原因、技术条件的原因、社会环境的原因和管理的原因。
解决途径：从以上四个方面的原因着手解决。
３.．谈谈关于煤矿粉尘的危害及防尘工作重要性的认识？（8分）
答案要点：1)危害人体健康，引起尘肺病。2)大多数煤尘具有爆炸性。3)加速机械磨损，缩短仪器使用寿命。4)降低工作场所能见度，增加工伤事故的发生。
４.煤矿的主要防尘技术措施？（8分）
答案要点：1）通风除尘（最优排尘风速）；2)湿式作业（湿式凿岩、喷雾洒水、水封爆破和水炮泥以及煤层注水等）；3)净化风流（水幕和除尘装置）；4)个体防护（防尘口罩、防尘面罩、防尘帽、防尘呼吸器、防尘服等）；5)其他除、降尘措施（添加降尘剂降尘、泡沫除尘、磁化水降尘、粘尘剂降尘、超声波除尘、电离水除尘、用微生物方法降低煤尘、声波雾化降尘、预荷电高效喷雾降尘）。５.某低瓦斯矿采空区发生火灾并引起瓦斯爆炸，经调查，该采空区爆炸前甲烷浓度低于爆炸界限，试以富燃料类火灾的燃烧特点分析爆炸原因、可燃气体来源，并简述富燃料类、富氧类火灾的主要特征。(12分)
爆炸原因：富燃料火灾生成得剩余可燃性挥发气体遇火爆炸，可燃气体来源：高燃料火灾中可燃物分解生成可燃性挥发气体未被火灾消耗完。
富燃料火灾：燃料多供氧不足，剩余大量可燃性挥发物流向下风侧，氧耗量基本耗尽，剩余氧少。火源范围大、火势大、蔓延快。易引起再生火源和爆炸，危险性大。富氧类火灾：燃料少，供氧多，可燃性挥发物基本耗尽，下风侧氧浓度高（15％左右），火源范围较小、火势小、蔓延较慢，危险性小。
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