矿井空气

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矿井空气

2007-2-6

矿井空气

本章重点:

空气成分;

矿井有害气体,来源及最高允许浓度;

3.矿井气候条件.

利用机械或自然通风动力,使地面空气进入井下,并在井巷中作定向和定量地流动,最后排出矿井的全过程称为矿井通风.

目的,主要任务—保证矿井空气的质量符合要求.

第一节矿井空气成份

定义:地面空气进入矿井以后即称为矿井空气.

一,地面空气的组成

地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体,亦称为湿空气.

干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧,氮,二氧化碳,氩,氖和其他一些微量气体所组成的混合气体.干空气的组成成分比较稳定,其主要成分如下.

干空气的组成成分表

气体成分

按体积计/%

按质量计/%

备注

氧气(O2)

20.96

23.32

惰性稀有气体氦,

氮气(N2)

79.0

76.71

氖,氩,氪,

二氧化碳(CO2)

0.04

0.06

氙等计在氮气中

湿空气中含有水蒸气,但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化.

二,矿井空气的主要成分及基本性质

新鲜空气:井巷中用风地点以前,受污染程度较轻的进风巷道内的空气,

污浊空气:通过用风地点以后,受污染程度较重的回风巷道内的空气,

1.氧气(O2)

氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过

程所需的氧气量,取决于人的体质,精神状态和劳动强度等.

当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡.

人体输氧量与劳动强度的关系

劳动强度

呼吸空气量(L/min)

氧气消耗量(L/min)

休息

6-15

0.2-0.4

轻劳动

20-25

0.6-1.0

中度劳动

30-40

1.2-2.6

重劳动

40-60

1.8-2.4

极重劳动

40-80

2.5-3.1

矿井空气中氧浓度降低的主要原因有: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.

2.二氧化碳(CO2)

二氧化碳不助燃,也不能供人呼吸,略带酸臭味.二氧化碳比空气重(其比重为1.52),在风速较小的巷道中底板附近浓度较大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合.

矿井空气中二氧化碳的主要来源是:煤和有机物的氧化;人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯,煤尘爆炸等.

3.氮气(N2)

氮气是一种惰性气体,是新鲜空气中的主要成分,它本身无毒,不助燃,也不供呼吸.但空气中含氮量升高,则势必造成氧含量相对降低,从而也可能造成人员的窒息性伤害.正因为氮气具有的惰性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸.

矿井空气中氮气主要来源是:井下爆破和生物的腐烂,有些煤岩层中也有氮气涌出.

三,矿井空气主要成分的质量(浓度)标准

采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20%;二氧化碳浓度不得超过0.5%;总回风流中不得超过0.75%;当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区,

采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停工处理.

第二节矿井空气中的有害气体

空气中常见有害气体:CO,NO2,SO2 NH3 H2 .

一,基本性性质

1,一氧化碳(CO)

一氧化碳是一种无色, 无味,

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.一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化碳浓度在13～75%范围内时有爆炸的危险.

主要危害:血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞.一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250～300倍.一旦一氧化碳进入人体后,首先就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\".0

.08%,40分钟引起头痛眩晕和恶心,0.32%,5~10分钟引起头痛,眩晕,30分钟引起昏迷,死亡.

主要来源:爆破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等.2,硫化氢(H2S)

硫化氢无色,微甜,有浓烈的臭鸡蛋味,当空气中浓度达到0.0001%即可嗅到,但当浓度较高时,因嗅觉神经中毒麻痹,反而嗅不到.硫化氢相对密度为1.19,易溶于水,在常温,常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢,所以它可能积存于旧巷的积水中.硫化氢能燃烧,空气中硫化氢浓度为4.3～45.5%时有爆炸危险.

主要危害:硫化氢剧毒,有强烈的刺激作用;能阻碍生物氧化过程,使人体缺氧.当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主,浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡.0.005~0.01%,1~2小时后出现眼及呼吸道刺激,0.015~0.02%

主要来源:有机物腐烂;含硫矿物的水解;矿物氧化和燃烧;从老空区和旧巷积水中放出.

3,二氧化氮(NO2)

二氧化氮是一种褐红色的气体,有强烈的刺激气味,相对密度为1.59,易溶于水.

主要危害:二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸,对眼睛,呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用,二氧化氮中毒有潜伏期,中毒者指头出现黄色斑点.0.01%出现严重中毒

主要来源:井下爆破工作.

4.二氧化硫(SO2)

二氧化硫无色,有强烈的硫磺气味及酸味,空气中浓度达到0.0005%即可嗅到.其相对密度为2.22,易溶于水.

主要危害:遇水后生成硫酸,对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用, 可引起喉炎和肺水肿.当浓度达到

0.002%时,眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激;浓度达0.05%时,短时间内即有致命危险.

主要来源:含硫矿物的氧化与自燃;在含硫矿物中爆破;以及从含硫

矿层中涌出.