2026 年华北科技学院 802 矿井通风与安全考研真题样题

注意事项

1. 考试科目为矿井通风与安全，科目代码 802，试卷类型为 B 卷；
2. 所有答案必须写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上的答案一律无效；
3. 试卷满分 150 分，各题型分值分别为：单项选择题 30 分、判断题 20 分、简述题 24 分、计算分析题 32 分（原文档缺失 “第三大题” 相关内容，已按现有内容完整编排）。

一、单项选择题（30 分，每题 2 分，每题只有一个正确答案）

1. 关于风机房水柱计读数、通风机装置静压、通风阻力之间关系正确的描述是（ ）

答案解析

• 答案：D
• 解析：风机房水柱计读数反映的是通风机装置的全压或静压与大气压力的差值，并非直接等于矿井通风阻力（A 错误）；当存在自然风压时，若自然风压与通风机风压同向，风机房水柱计读数可能小于矿井通风阻力（B 错误）；风机房水柱计读数（静压水柱计）可等于或小于通风机装置静压，取决于测量位置（C 错误）；矿井通风阻力需由通风机装置静压与自然风压共同克服（自然风压可能助力或阻碍，需联合计算），D 正确。

2. 采煤工作面最低风速不得低于（ ）m/s，而最高风速不得高于（ ）m/s

答案解析

• 答案：B
• 解析：根据《煤矿安全规程》，采煤工作面为保障瓦斯稀释效果和防止煤尘飞扬，最低风速不得低于 0.25 m/s（避免瓦斯积聚），最高风速不得高于 1 m/s（避免煤尘扬起或风流过强影响作业）；0.15 m/s 为掘进工作面最低风速，4 m/s 为主要进回风巷最高风速，故 B 正确。

3. 采用通风启封火区时，应以（ ）的顺序打开防火墙

答案解析

• 答案：B
• 解析：启封火区时先打开回风侧防火墙，可先排出火区内部的有毒有害气体（如 CO、SO₂）和高温烟气，降低进风侧开启时的风险；若先开进风侧，新鲜空气会涌入火区，可能引发复燃或瓦斯爆炸。待回风侧有毒气体浓度降至安全值后，再打开进风侧，B 正确。

4. 以下矿井总风量的调节方法中，错误的是（ ）

答案解析

• 答案：C
• 解析：轴流式风机的核心调节方式是改变叶片安装角度（A 正确）；离心式风机因特性曲线，改变转速对风量调节效率最高（B 正确）；减小风硐闸门开口面积会增大局部风阻，导致总风阻上升，风量进一步减少，仅适用于 “风量过剩需减少” 的场景，但轴流式风机更推荐通过叶片角度调节，闸门调节能耗高且易导致风机工况不稳定，C 错误；扩大总回风巷断面可降低沿程风阻（R∝1/S5，S为断面面积），总风阻降低则总风量增大（Q∝1/R​），D 正确。

5. 设在进风、回风交叉处，而又使进、回风互不混合的通风设施是（ ）

答案解析

• 答案：C
• 解析：风门用于阻断风流但需行人或行车（可开启，A 错误）；密闭用于永久阻断废弃巷道风流（不可开启，B 错误）；风桥用于进回风交叉处（如进风巷从回风巷上方跨越），通过桥梁结构使两股风流互不混合，C 正确；风障用于引导局部风流（如在巷道内分隔风流，D 错误）。

6. 以下不作为自然发火指标气体的是（ ）

答案解析

• 答案：C
• 解析：自然发火过程中，煤氧化会产生 CO（早期指标）、乙烯（中期指标，煤温＞100℃时出现）、NO₂（高温氧化产物），均为常用指标气体；乙炔主要产生于煤炭自燃达到明火或爆炸阶段，且在正常氧化中极少出现，不作为常规自然发火指标，C 正确。

7. 为了防止上行风路火灾引起其旁侧风路风流逆转，采取的主要措施不包括（ ）

答案解析

• 答案：D
• 解析：火风压会使上行风路风压升高，可能导致旁侧风路风流逆转。积极灭火降低火风压（A）、保持主通风机稳定（B）、调整主通风机总风压（平衡火风压，C）均为有效措施；若加大旁侧风路风阻，会进一步减小旁侧风量，增加逆转风险，正确做法应是 “减小旁侧风路风阻”，D 错误。

8. （ ）是一种自动进行正负压人工呼吸的急救装置，它适于抢救如胸部外伤、中毒、溺水、触电等原因造成的呼吸抑制或窒息的伤员

答案解析

• 答案：A
• 解析：自动苏生器可自动切换正负压模式，通过人工呼吸帮助伤员恢复呼吸，适用于呼吸抑制或窒息场景（A 正确）；正压呼吸器（B）、化学氧呼吸器（C）为个人防护装备，用于人员在有毒环境中自主呼吸；压风自救系统（D）用于瓦斯突出等紧急情况时提供新鲜空气，不可用于人工呼吸，A 正确。

9. 按照安装地点巷道断面计算，辅助隔爆水栅的用水量应不小于（ ）L/m²

答案解析

• 答案：B
• 解析：根据《煤矿安全规程》，辅助隔爆水栅的用水量标准为不小于 200 L/m²，主要隔爆水栅用水量不小于 400 L/m²，B 正确。

10. 下列（ ）为高瓦斯矿井

答案解析

• 答案：C
• 解析：根据高瓦斯矿井定义，满足 “相对瓦斯涌出量≥10 m³/t” 或 “绝对瓦斯涌出量≥40 m³/min” 任一条件即为高瓦斯矿井（注意 “≥” 而非 “>”，且为 “或” 逻辑），C 正确。

11. 煤矿瓦斯灾害事故主要有瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、瓦斯突出、（ ）等灾害事故

答案解析

• 答案：D
• 解析：煤矿瓦斯灾害属于突发性、破坏性事故，包括瓦斯燃烧、爆炸、突出、喷出（D 正确）；瓦斯窒息（A）、中毒（C）多为局部环境瓦斯积聚导致的人员伤害，瓦斯泄漏（B）为隐患而非事故类型，均不属于主要瓦斯灾害事故。

12. 以下关于对瓦斯突出一般规律的描述，错误的是（ ）

答案解析

• 答案：A
• 解析：始突深度是指矿井首次发生突出的深度，自始突深度以下，地应力、瓦斯压力均增大，突出次数会增多、强度会增强（A 错误）；软分层厚度增加会降低煤层强度，增加突出风险（B 正确）；突出需满足 “瓦斯、地应力、煤层强度” 三要素，仅瓦斯压力 / 含量大，若地应力小或煤层强度高，可能不突出（C 正确）；地质构造带地应力集中，易诱发突出（D 正确）。

13. 按使用炸药量计算，每使用 1kg 炸药的供风量为（ ）m³/min

答案解析

• 答案：B
• 解析：根据煤矿爆破通风要求，为稀释爆破产生的有毒气体（如 NO₂、CO），每使用 1kg 炸药需保证不小于 20 m³/min 的供风量，B 正确。

14. 井巷的雷诺数小于 2000 时，则空气流态属于（ ）

答案解析

• 答案：A
• 解析：流体流态由雷诺数（Re）判断，井巷中空气流态标准为：Re<2000为层流状态，2000≤Re≤4000为过渡状态，Re>4000为紊流状态，A 正确。

15. 为使主要通风机安全稳定运行，通风机的实际工作风压最大不得超过最高风压的（ ）

答案解析

• 答案：C
• 解析：主要通风机的最高风压是其稳定运行的临界值，实际工作风压超过最高风压 90% 时，风机可能进入不稳定工况区（如喘振），故规定实际工作风压最大不得超过最高风压的 90%，C 正确。

二、判断题（20 分，每题 2 分，对的打√，错的打 ×）

1. 一般来说，煤中瓦斯含量较高，其自燃倾向性也较高。（ ）

答案解析

• 答案：×
• 解析：煤的自燃倾向性取决于煤的变质程度、化学成分（如挥发分含量），与瓦斯含量无直接关联。例如，高瓦斯的肥煤可能自燃倾向性高，但低瓦斯的褐煤也可能有高自燃倾向性，二者无必然正相关，故错误。

2. 某风流上行的倾斜巷道发生火灾后，其旁侧支路风流是否发生逆转，与该旁侧支路分支的风阻大小无关。（ ）

答案解析

• 答案：×
• 解析：旁侧支路风流逆转的核心是 “火风压导致的风压差与旁侧支路风阻的平衡关系”。旁侧支路风阻越小，相同风压差下风量越大，越不易逆转；风阻越大，风量越小，越易因火风压干扰发生逆转，故与风阻大小相关，错误。

3. 上山采区区段之间采用自上而下的开采顺序有利于自然发火防治。（ ）

答案解析

• 答案：√
• 解析：自上而下开采时，上区段采空区的漏风会被下区段进风稀释，且采空区瓦斯和热量可通过下区段回风排出，减少采空区浮煤的氧化蓄热；若自下而上开采，下区段采空区易积存热量和瓦斯，增加自燃风险，故正确。

4. 井下爆炸材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井总回风巷或主要回风巷。（ ）

答案解析

• 答案：√
• 解析：根据《煤矿安全规程》，井下爆炸材料库需单独供风（避免与其他区域共用风流，防止爆炸冲击波扩散），回风直接引入总回风巷或主要回风巷（避免有毒气体进入其他作业区域），故正确。

5. 在同一时间，我国西北地区矿井的空气密度一般大于华东地区矿井的空气密度。（ ）

答案解析

• 答案：√
• 解析：空气密度与海拔、温度相关，西北地区海拔较高（如陕西、甘肃），但湿度远低于华东地区（如江苏、浙江）；华东地区高温高湿会显著降低空气密度，而西北地区干燥低温对密度的提升作用大于海拔的降低作用，故同一时间西北地区矿井空气密度通常更大，正确。

6. 矿井使用安全炸药时，爆破后引起的高温存在时间小于瓦斯的爆炸感应期，所以不会引起瓦斯爆炸。（ ）

答案解析

• 答案：√
• 解析：安全炸药的设计核心是 “爆热低、爆温低、高温持续时间短”，其高温存在时间（通常＜5ms）远小于瓦斯爆炸感应期（一般为 10~15ms），无法满足瓦斯爆炸的 “能量积累” 条件，故不会引发瓦斯爆炸，正确。

三、简述题（24 分，每题 8 分）

1. 火风压及其主要特性

答案解析

1. 方向性：火风压的方向与火灾巷道的倾斜方向一致，即上行风路火灾产生的火风压方向向上，下行风路火灾产生的火风压方向向下，会增强或削弱原风流方向。
2. 动态变化性：火风压大小随火灾强度（温度）变化，火灾初期温度低，火风压小；火灾发展期温度升高，火风压增大；火灾熄灭期温度降低，火风压逐渐消失。
3. 影响范围：火风压的影响范围与巷道网络结构相关，在复杂通风网络中，可能导致旁侧支路风流逆转、总风量变化，甚至引发瓦斯积聚或爆炸。
4. 计算关联性：火风压大小可通过公式hf​=gHρ0​(1−TT0​​)估算（g为重力加速度，H为火灾巷道垂直高度，ρ0​为常温空气密度，T0​为常温绝对温度，T为烟气绝对温度），与温度差、垂直高度正相关。

2. 角联风网及主要特点

答案解析

1. 风流稳定性差：角联分支的风流方向和风量易受其他分支风阻、风量变化的影响，例如某一并联分支风阻增大，可能导致角联分支风流逆转，引发瓦斯积聚等隐患。
2. 风量调节困难：角联风网中，调节某一分支风量时，会间接改变角联分支的风压差，导致其风量和方向变化，难以实现单一分支的精准调节，需采用 “多分支协同调节”。
3. 网络阻力计算复杂：角联风网不满足 “串并联网络阻力叠加” 规律，需通过 “节点风压法” 或 “回路风量法” 求解，需建立方程组计算各分支风量和风压。
4. 安全风险高：若角联分支为进风与回风的连接通道，风流逆转可能导致进回风混合，引发有毒气体扩散；需通过安装风向传感器、定期监测网络参数，确保风流稳定。

3. “四位一体” 防治瓦斯突出措施

答案解析

1. 突出危险性预测：通过地质分析（如构造带、煤层厚度）和现场检测（如瓦斯压力、钻屑指标法），判断采掘工作面是否存在突出风险，确定危险区域和等级，为后续措施提供依据。
2. 防治突出措施：根据预测结果采取针对性措施，分为区域性措施和局部性措施。区域性措施（如开采保护层、预抽煤层瓦斯）用于降低大范围煤层的突出风险；局部性措施（如超前钻孔、水力冲孔）用于消除采掘工作面局部的突出危险。
3. 防治突出措施的效果检验：措施实施后，通过重复检测（如钻屑量、瓦斯浓度），判断措施是否有效降低突出风险，若检验合格方可继续采掘；不合格则需补充措施，直至合格。
4. 安全防护措施：作为最后一道防线，包括设置避难硐室、安装压风自救系统、佩戴隔离式自救器、采用远距离爆破等，确保在突出发生时，人员能快速撤离或获得新鲜空气，减少伤亡。

四、计算分析题（32 分，第 1 题 20 分，第 2 题 12 分）

1. 如图 1 所示为某矿井简化后的通风网络示意图，已知各分支风阻分别为R1​=0.01N⋅s2/m8、R2​=0.02N⋅s2/m8、R3​=R5​=0.05N⋅s2/m8、R4​=0.08N⋅s2/m8、R6​=0.1N⋅s2/m8（原文档R6​数据缺失，按常见值补充），在 1、3、6 分支中各任选一点测得其动压分别为hv1​=5.4Pa、hv3​=2.4Pa、hv6​=15Pa，测压处的巷道断面积分别为S1​=S3​=10m2、S6​=15m2，各分支中空气密度均为ρ=1.2kg/m3。

答案解析

（1）判别分支 5 中风流的流向

• 步骤 1：根据动压计算各分支风量

  动压公式hv​=21​ρv2，风量公式Q=vS=Sρ2hv​​​：
  • 分支 1：Q1​=10×1.22×5.4​​=10×3=30m3/s
  • 分支 3：Q3​=10×1.22×2.4​​=10×2=20m3/s
  • 分支 6：Q6​=15×1.22×15​​=15×5=75m3/s
• 步骤 2：利用节点风量平衡计算相关分支风量

  假设网络节点编号为：1 分支为进风主干（节点 A→B），2、3、4、5 为中间分支，6 为回风主干（节点 C→D），根据节点风量平衡（流入 = 流出）：
  • 节点 B：Q1​=Q2​+Q3​⟹Q2​=Q1​−Q3​=30−20=10m3/s
  • 节点 C：Q4​+Q5​=Q6​（需先计算Q4​）
• 步骤 3：计算分支 2、4 的风压（h=RQ2）
  • 分支 2：h2​=R2​Q22​=0.02×102=2Pa
  • 分支 3：h3​=R3​Q32​=0.05×202=20Pa
• 步骤 4：计算节点 B、C 间的风压差，判断分支 5 流向

  假设分支 2 与 4 串联、分支 3 与 5 串联，形成两条并联路径（B→C）：
  • 路径 1（B→2→4→C）：hB→C1​=h2​+h4​（h4​=R4​Q42​，暂未知）
  • 路径 2（B→3→5→C）：hB→C2​=h3​+h5​=20+0.05Q52​
  因节点 B、C 间风压差唯一，且Q4​=Q6​−Q5​=75−Q5​，代入hB→C1​=hB→C2​：2+0.08(75−Q5​)2=20+0.05Q52​

  展开计算：2+0.08(5625−150Q5​+Q52​)=20+0.05Q52​2+450−12Q5​+0.08Q52​=20+0.05Q52​0.03Q52​−12Q5​+432=0

  解得Q5​=120m3/s（舍去，大于Q6​）或Q5​=12m3/s，故Q5​=12m3/s>0，分支 5 流向为从 B 侧流向 C 侧（与分支 3 同向）。

（2）计算矿井通风总阻力

• 矿井总阻力等于进风主干到回风主干的总风压（，h1​=R1​Q12​，h6​=R6​Q62​）：
  • h1​=0.01×302=9Pa
  • hB→C​=h3​+h5​=20+0.05×122=20+7.2=27.2Pa
  • h6​=0.1×752=562.5Pa
  • 总阻力（若忽略局部阻力，此为沿程总阻力）。

（3）判断矿井通风难易程度

• 根据《煤矿井工开采通风技术条件》，矿井通风难易程度按总风阻划分：
  • 容易：
  • 中等：
  • 困难：
• 总风阻，故该矿井通风难易程度为容易。
• 最终答案：（1）分支 5 流向为从 B 侧到 C 侧；（2）矿井通风总阻力约为 598.7Pa；（3）通风难易程度为容易。

2. 某掘进工作面采用压入式局部通风系统，平均日产煤量为 288t/d，经测定该工作面迎头的绝对瓦斯涌出量为 1.53m³/min，局部通风机吸入风量为 300m³/min，风筒漏风率为 15%。

答案解析

（1）计算相对瓦斯涌出量

• 相对瓦斯涌出量定义：指矿井或工作面平均日产 1t 煤所涌出的瓦斯量，公式为（1440为每日分钟数，G为日产量）。
• 已知条件：绝对瓦斯涌出量，日产量G=288t/d。
• 计算过程：qg​=2881.53×1440​=2882203.2​=7.65m3/t。

（2）计算瓦斯浓度并判断是否允许正常工作

• 步骤 1：计算掘进迎头的有效风量

  压入式通风中，风筒漏风率η=15%，有效风量（迎头风量）（为风机吸入风量）：。
• 步骤 2：计算瓦斯浓度

  瓦斯浓度：C=2551.53​×100%=0.6%。
• 步骤 3：判断是否允许正常工作

  根据《煤矿安全规程》，掘进工作面瓦斯浓度达到 1.0% 时必须停止工作、切断电源、撤离人员；该工作面瓦斯浓度为 0.6%＜1.0%，故允许正常工作。
• 最终答案：（1）相对瓦斯涌出量为 7.65m³/t；（2）瓦斯浓度为 0.6%，允许正常工作。