煤矿煤矿通风安全矿井通风基础参数的测定doc.docx
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煤矿煤矿通风安全矿井通风基础参数的测定doc
课程教案
开课单位
教育类别
学历层次
年级
专业
班级
课程
课程代码
教师
教师代码
***教师授课教案
学习情境
学习情境一：
矿井通风基础参数的测定
任务名称
任务一：
矿井气候中有害气体浓度的测定
授课时间
年月日
第周
授课教师
授课班级
授课时数
学时
授课方法
学训
教学内容
1、矿井空气中的主要成分；
2、矿内空气中常见的有害气体及矿尘；
3、测定矿井下某地点一氧化碳浓度。
知识目标
1、了解矿井空气各主要成分的基本性质；
2、熟悉矿井空气各主要成分的质量浓度标准、检测仪表及方法；
3、掌握矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施。
技能目标
1、掌握矿井有害气体的种类及防治有害气体危害的措施；
2、能用检定管快速测定法测定一氧化碳等矿井有害气体的浓度。
教学重点和难点
1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准；
2、气体检测仪器与检测方法；
3、防止有害气体危害的措施；
4、矿井空气主要成分及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法。
导入新课
1.介绍矿井基本情况；
2.介绍矿井通风的意义。
巩固复习
举例来巩固复习矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施。
布置作业
教学效果分析
教学步骤、教学内容和教学方法
备注
一、咨
询
【任务内容及要求】
1、了解矿井空气中的主要成分；
2、熟悉矿内空气中常见的有害气体及矿尘；
3、掌握测定矿井下某地点一氧化碳浓度的方法。
【相关知识】
1.矿井空气的主要成分
（1）地面空气的成分
地面空气一般主要由氧（O2）、氮（N2）和二氧化碳（CO2）所组成。
此外，地面空气中尚含有一定量的水蒸气、微生物和灰尘等。
（2）矿井空气的主要成分及基本性质
地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气成分相似时（进风巷道中的风流）称为新鲜风流。
由于井下生产过程产生了各种有毒有害的物质，使矿内空气成分发生了一系列的变化。
其表现为：
含氧量降低，二氧化碳含量增加，并混入了矿尘和有毒、有害气体（如CO、CH4、NO2、H2S、SO2……），空气的温度，湿度和压力也发生了变化等。
这种充满在矿内巷道中的各种气体矿尘和杂质的混合物（如回风道中的风流），统称为污浊风流。
矿内空气的主要成分是氧（O2）、氮（N2）和二氧化碳（CO2）。
而氮（N2）为惰性气体，在井下变化很小。
1）氧气（O2）
2）氮气（N2）
3）二氧化碳（CO2）
（3）《煤矿安全规程》对矿井空气主要成分的规定
矿井空气的主要成分中，由于氧气和二氧化碳对人员身体健康和安全生产影响很大，所以《煤矿安全规程》对其浓度标准做了明确规定。
主要如下：
在总进风和采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气含量不得低于20%；二氧化碳浓度不得超过0.5%。
矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。
采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，必须停止工作，撤出人员，查明原因，制定措施，进行处理。
采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，必须停止工作，撤出人员，采取措施，进行处理。
（4）矿井空气主要成分的检测方法
矿内空气主要成分的检测方法可分为两大类：
一是取样分析法，二是快速测定法。
1）取样分析法
2）快速测定法
①氧气浓度的快速测定方法
利用氧气检测仪检测
②二氧化碳浓度的快速检测方法
矿井空气中二氧化碳的测定主要使用光学瓦斯鉴定器，也可利用比长式检测管法检测。
2.矿内空气中常见的有害气体及矿尘
煤矿生产过程中，经常遇到的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等。
金属矿山井下常见的对安全生产威胁最大的有毒气体有一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）等。
（1）矿内空气中的有害气体及其基本性质
1）一氧化碳（CO）
2）硫化氢（H2S）
3）二氧化硫（SO2）
4）二氧化氮（NO2）
5）氨气（NH3）
6）氢气（H2）
7）瓦斯（CH4）
①矿井瓦斯涌出量
矿井瓦斯涌出量是指在矿井生产过程中涌入巷道内的瓦斯量，可用绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量两个参数来表示。
矿井绝对瓦斯涌出量（Q绝）是指矿井在单位时间内涌出瓦斯的体积，单位为m3／min或m3/d。
可用下式计算：
Q绝=Q×C×60×24（1-1）
式中Q—矿井总回风道风量，m3/d；
C—回风流中的平均瓦斯浓度，%。
相对瓦斯涌出量（q相）是指在正常生产条件下开采1吨煤所涌出的瓦斯体积，其单位为m3/t。
q相=（Q绝×n）/T（1-2）
式中Q绝—矿井绝对瓦斯涌出量，m3/d；
n—矿井瓦斯鉴定月的工作天数，d/月；
T—矿井瓦斯鉴定月的产量，t/月。
②矿井瓦斯等级
根据《煤矿安全规程》第133条的规定，一个矿井中，只要有一个煤（岩）层中发现过瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级的工作制度进行管理。
矿井瓦斯等级按照矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式来划分，如表1-8所示。
矿井瓦斯等级越高，在管理上要求的安全措施越严格，同时要求供给的风量也越多。
表1-8矿井瓦斯等级划分
矿井瓦斯等级
划分标准
低瓦斯矿井
q相≤10m3/t且Q绝≤40m3/min
高瓦斯矿井
q相＞10m3/t或Q绝＞40m3/min
煤与瓦斯突出矿井
只要发生过1次煤与瓦斯突出
《煤矿安全规程》规定，矿井在采掘过程中，只要发生过一次煤与瓦斯突出，该矿井即为突出矿井，发生突出的煤层定为突出煤层。
（2）矿井空气中有害气体的安全浓度标准、预防和急救措施
为了防止有害气体对人体和安全生产造成危害，《煤矿安全规程》中对其安全浓度（允许浓度）标准做了明确规定。
（3）有害气体的检测方法
1）瓦斯（CH4）的快速检测方法
煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。
2）CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方法
有毒有害气体测定方法很多，因对人危害很大，应以快速准确的测定法为宜，现场广为采用的测定方法为检定管快速测定法。
检定管快速测定法所使用的仪器有：
检定管，抽气唧筒，秒表。
检定管检定各种有毒有害气体的原理，是根据待测气体与检定管中的指示剂发生化学反应后变色的深浅或长度来确定。
以变色深浅来确定有毒有害气体浓度者为比色法，以变色长度来确定有毒有害气体浓度者为比长法。
矿井下空气中CO、NO2、H2S、SO2、NH3和H2等有害气体的浓度测定，普遍采用比长式检测管法。
（4）防止有害气体危害的措施
1）加强通风。
用通风的方法将各种有害气体浓度冲淡到《规程》规定的安全标准以下，这是目前防止有害气体危害的主要措施之一。
2）加强对有害气体的检查。
按照规定的检查制度，采用合理的检查方法和手段，及时发现存在的隐患和问题，采取有效措施进行处理。
3）瓦斯抽放。
对煤层或围岩中存在的大量高浓度瓦斯，可以采用抽放的方法加以解决，既可以减少井下瓦斯涌出，减轻通风压力，抽到地面的瓦斯还能加以利用。
4）放炮喷雾或使用水炮泥。
喷雾器和水炮泥爆破后产生的水雾能溶解炮烟中的二氧化氮、二氧化碳等有害气体，降低其浓度，方法简单有效。
5）加强对通风不良处和井下盲巷的管理。
工作面采空区应及时封闭；临时通风的巷道要设置栅栏，提示警标，需要进入时必须首先进行有害气体检查，确认无害时方可进入。
6）井下人员必须随身佩带自救器。
一旦矿井发生火灾、瓦斯煤尘爆炸事故，人员可迅速使用自救器撤离危险区。
7）对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。
一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施。
二、决策
在教师指导下，拟定检定管测定一氧化碳浓度的基本思路，包括检定程序、注意事项等。
三、计划
1.全班分为五个工作小组，各组成员配合完成该任务实施的方案编制；
2.在教师指导下，拟定实施的基本步骤；
3.在教师指导下，制定出实施任务的进度计划。
四、
实施
1.设备：
CO检定管、抽气唧筒和秒表
2.实施步骤：
（1）将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气2～3次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45°位置；
（2）将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；
（3）将把手扳至垂直位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。
3.注意事项：
（1）如果被测环境空气中有害气体的浓度很低，用低浓度检测管也不易测出，可以采用增加送气次数的方法进行测定。
测得的浓度值除以送气次数，即为被测对象的实际浓度。
（2）若被测环境气体浓度大于检测管的上限（即气样未送完检测管已全部变色），在优先考虑测定人员的防毒措施后，可先将待测气体稀释后再进行测定，但测定结果要根据稀释的倍数进行换算。
五、
检查
序号
检查内容
标准分
评价标准
1
能否按时完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容是否完整、准确。
25
优秀：
按时并很好地完成实训任务，提交实训报告；实训报告内容完整，条理清晰，结构逻辑性强，用词准确，能准确运用专业术语；（25分）
合格：
基本能按时完成实训任务，提交实训报告；报告内容较完整，条理基本清晰，用词基本准确，基本能运用专业术语；（15分）
不及格：
不能按时完成实训任务，不能按时提交实训报告；报告内容不完整，条理不清晰，不能运用专业术语。
（15分）
2
任务实施的流程是否准确、完整
25
优秀：
熟练总流程的制定，程序正确、内容完整；（25分）
合格：
较熟练完成总流程的制定，程序基本正确、内容较完整；（20分）
不及格：
完成了总流程的制定，程序有误、内容不够完整。
（15分）
3
实施过程是否正确
25
优秀：
熟练实施方案的制定，作业程序合理、方法正确；（25分）
合格：
较熟练完成实施方案的制定，作业程序较合理、施工方法基本正确；（20分）
不及格：
完成了设施方案的制定，作业程序不够合理、方法有误。
（15分）
4
考核情况
25
优秀：
考核过程中，回答问题准确，思路非常清晰，语言表达能力强；（25分）
合格：
考核过程中，回答问题基本准确，思路较清晰，语言表达能力一般；（20分）
不及格：
考核过程中，回答问题不准确，思路不清晰。
（15分）
升级会员 