矿井通风平安工程003Word文件下载.docx
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氙等计在氮气中
湿空气中含有水蒸气,但其含量的转变会引发湿空气的物理性质和状态转变。
二、矿井空气的要紧成份及大体性质
新鲜空气:
井巷顶用风地址以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气;
污浊空气:
通过用风地址以后、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性能所需要的气体,人体维持正常生命进程所需的氧气量,取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。
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
-
轻劳动
20-25
中度劳动
30-40
重劳动
40-60
极重劳动
40-80
当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反映,显现各类不舒适的病症,严峻时可能致使缺氧死亡。
氧浓度(体积)/%
主要症状
17
静止时无影响,工作时能引起喘息和呼吸困难
15
呼吸及心跳急促,耳鸣目眩,感觉和判断能力降低,失去劳动能力
10~12
失去理智,时间稍长有生命危险
6~9
失去知觉,呼吸停止,如有及时抢救几分钟内可能导致死亡
矿井空气中氧浓度降低的要紧缘故有:
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;
另外,煤岩和生产进程中产生的各类有害气体,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),在风速较小的巷道中底板周围浓度较大;
在风速较大的巷道中,一样能与空气均匀地混合。
(2)对人呼吸的阻碍:
•在抢救遇难者进行人工输氧时,往往要在氧气中加入5%的二氧化碳,以刺激遇难者的呼吸性能。
•当空气中二氧化碳的浓度太高时,也将使空气中的氧浓度相对降低,轻那么令人呼吸加速,呼吸量增加,严峻时也可能造成人员中毒或窒息。
矿井空气中二氧化碳的要紧来源是:
煤和有机物的氧化;
碳酸性岩石分解;
火药爆破;
瓦斯、煤尘爆炸等。
3.氮气(N2)
性质:
氮气是一种惰性气体,是新鲜空气中的要紧成份,它本身无毒、不助燃,也不供呼吸。
但空气中含氮量升高,那么必将造成氧含量相对降低,从而也可能造成人员的窒息性损害。
正因为氮气具有的惰性,因此可将其用于井下防灭火和避免瓦斯爆炸。
矿井空气中氮气要紧来源是:
井下爆破和生物的腐臭,有些煤岩层中也有氮气涌出。
三、矿井空气要紧成份的质量(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%;
总回风流中不得超过%;
当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到%或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过%时,必需停工处置。
第二节矿井空气中的有害气体
空气中常见有害气体:
CO、NO2、SO2NH3H2。
一、大体性性质
1.一氧化碳(CO)
性质:
一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。
相对密度为,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。
要紧危害:
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,第一就与血液中的血红素相结合,因此减少了血红素与氧结合的机遇,使血红素失去输氧的功能,从而造成人体血液“窒息”。
0.08%,40分钟引发头痛眩晕和恶心,%,5~10分钟引发头痛、眩晕,30分钟引发昏迷,死亡。
要紧来源:
爆破;
矿井火灾;
煤炭自燃和煤尘瓦斯爆炸事故等。
CO中毒病症与浓度的关系
CO(%)
主要症状
2~3小时内可能引起轻微头痛
40分钟内出现头痛,眩晕和恶心。
2小时内发生体温和血压下降,脉搏微弱,出冷汗,可能出现昏迷
5~10分钟内出现头痛,眩晕。
半小时内可能出现昏迷并有死亡危险。
几分钟内出现昏迷和死亡。
2.硫化氢(H2S)
硫化氢无色、微甜、有浓郁的臭鸡蛋味,当空气中浓度达到%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,易溶于水,在常温、常压下一个体积的水可溶解个体积的硫化氢,因此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~%时有爆炸危险。
硫化氢剧毒,有强烈的刺激作用;
能阻碍生物氧化进程,令人体缺氧。
当空气中硫化氢浓度较低时要紧以侵蚀刺激作用为主,浓度较高时能引发人体迅速昏迷或死亡。
~%,1~2小时后显现眼及呼吸道刺激,~%。
2003年12月23日22时左右,重庆市开县高桥镇的川东北气矿16H井发生特大井喷事故,造成243人死亡。
有机物腐臭;
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,易溶于水。
要紧危害:
二氧化氮溶于水后生成侵蚀性很强的硝酸,对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及侵蚀作用,二氧化氮中毒有暗藏期,中毒者指头显现黄色斑点。
%显现严峻中毒。
中毒病症与浓度关系表
二氧化氮(体积)/%
2~4小时内可出现咳嗽症状。
短时间内感到喉咙刺激,咳嗽,胸疼。
短时间内出现严重中毒症状,神经麻痹,严惩咳嗽,恶心,呕吐。
短时间内可能出现死亡。
井下爆破工作。
4.二氧化硫(SO2)
性质:
二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味,空气中浓度达到%即可嗅到。
其相对密度为,易溶于水。
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,可引发喉炎和肺水肿。
当浓度达到%时,眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激;
浓度达%时,短时刻内即有致命危险。
含硫矿物的氧化与自燃;
在含硫矿物中爆破;
和从含硫矿层中涌出。
5.氨气(NH3)
无色、有浓郁臭味的气体,相对密度为,易溶于水。
空气浓度中达30%时有爆炸危险。
氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引发喉头水肿。
爆破工作,用水灭火等;
部份岩层中也有氨气涌出。
6.氢气(H2)
无色、无味、无毒,相对密度为。
氢气能自燃,其点燃温度比沼气低100~200℃,
当空气中氢气浓度为4~74%时有爆炸危险。
井下蓄电池充电时可放出氢气;
有些中等变质的煤层中也有氢气涌出。
二、矿井空气中有害气体的平安浓度标准
矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命平安危害极大,因此,《规程》对常见有害气体的平安标准做了明确的规定。
矿井空气中有害气体的最高允许浓度
有害气体名称
符号
最高容许浓度/%
一氧化碳
CO
氧化氮(折算成二氧化氮)
NO2
二氧化硫
SO2
硫化氢
H2S
氨
NH3
第三节矿井气候
矿井气候:
矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。
这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。
一、矿井气候对人体热平稳的阻碍
新陈代谢是人类生命活动的大体进程之一。
人体散热主若是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种大体形式进行的。
对流散热取决于周围空气的温度和流速;
辐射散热要紧取决于环境温度;
蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。
人体热平稳关系式:
qm-qw=qd+qz+qf+qch
qm——人体在新陈代谢中产热量,取决于人体活动量;
qW——人体用于做功而消耗的热量,qm-qw人体排出的多余热量;
qd——人体对流散热量,低于人体表面温度,为负,不然,为正;
qz——汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量;
qf——人体与周围物体表面的辐谢散热量,可正,可负;
qch——人体由热量转化而没有排出体外的能量;
人体热平稳时,qch=0;
当外界环境阻碍人体热平稳时,人体温度升高qch>
0,人体温度降低,qch<
矿井气候条件的三要素是阻碍人体热平稳的要紧因素。
空气温度:
对人体对流散热起着要紧作用。
相对湿度:
阻碍人体蒸发散热的成效。
风速:
阻碍人体的对流散热和蒸发散热的成效。
对流换热强度随风速而增大。
同时湿互换成效也随风速增大而增强。
如有风的天气,凉衣服干得快。
二、衡量矿井气候条件的指标
1.干球温度干球温度是我国现行的评判矿井气候条件的指标之一。
特点:
在必然程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。
指标比较简单,利用方便。
但那个指标只反映了气温对矿井气候条件的阻碍,而没有反映出气候条件对人体热平稳的综合作用。
气温太高或太低,对人体都有不良的阻碍。
最适宜的矿内空气温度是15~20℃。
1)阻碍矿内空气温度的要紧因素
(1)岩石温度--岩层温度的三带:
变温带:
随地面气温的转变而转变的地带;
恒温带:
地表下地温常年不变的地带;
增温带:
恒温带以下地带。
不同深度处的岩层温度可按式计算:
t=t0+G(Z-Z0)
式中:
t0-恒温带处岩层的温度,℃;
G-地温梯度,即岩层温度随深度转变率,℃/m,经常使用百米地温梯度,即℃/100m;
Z-岩层的深度;
Z0-恒温带的深度。
(2)空气的紧缩与膨胀
空气向下流动时,空气受紧缩产生热量,一样垂深每增加100m,温度升高1℃;
相反,空气向上流动时,那么因膨胀而降温,平均每升高100m,温度下降~0.9℃。
(3)氧化生热
矿井内的有机矿物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化发烧。
例如,经氧化生成2g二氧化碳时,可使1m3空气升温14.5℃。
在煤层中的采掘巷道,暴露煤面氧化产生的热量较大,故回采工作面是通风系统中温度最高的区段。
(4)水分蒸发
水分蒸发时从空气中吸收热量,使空气温度降低。
每蒸发1克水可吸收千卡的热量,能使1m3空气降温1.9℃,可见水的蒸发对降低气温起着重要的作用。
(5)通风强度
指单位时刻进入井巷的风量。
温度较低的空气流经巷道或工作面时,能够吸收热量,供风量越大,吸收热量越多。
因此,加大通风强度是降低矿井温度的要紧方法之一。
(6)地面空气温度的转变
地面气温对井下气温有直接阻碍,尤其是较浅的矿井,矿内空气温度受地面气温的阻碍更为显著。
(7)地下水的作用
矿井地层中若是有高温热泉,或有热水涌出时,能使地温升高,相反,假设地下水活动强烈,那么地温降低。
(8)其它因素
如机械运转和人体散热等都对井下气温有必然阻碍。
专门是随着机械化程度的不断提高,机械运转所产生的热量不能轻忽。
2)矿内空气温度的转变规律
在进风线路上矿内空气的温度与地面气温相较,有冬暖夏凉的现象。
回采工作面