矿井通风平安工程003.docx

1、矿井通风平安工程003第一章矿井空气本章重点：1空气成份；2矿井有害气体、来源及最高许诺浓度；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，最后排出矿井的全进程称为矿井通风。 目的、要紧任务保证矿井空气的质量符合要求。第一 节 矿井空气成份概念：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。干空气的组成成份比较稳固，其要紧成份如下。干空气的组成成份表气体成分按体积计按质量计备注氧气（O2

2、）惰性稀有气体氦、氮气（N2）氖、氩、氪、二氧化碳（CO2）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

3、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1012失去理智，时间稍长有生命危险69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

4、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；人员呼吸；碳酸性岩石分解；火药爆破；煤炭自燃；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

5、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、SO2 NH3 H2 。 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

6、化碳浓度在1375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250300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，%，510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23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

7、，可能出现昏迷510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） 性质：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。 要紧危害：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。%，12小时后显现眼及呼吸道刺激，%。2003年1

8、2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。 要紧来源：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） 性质：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）/%主 要 症 状24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

9、，呕吐。短时间内可能出现死亡。 要紧来源：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。 要紧危害：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。 要紧来源：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) 性质：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。 要紧危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引发喉头水肿。 要紧来源：爆破工作，

10、用水灭火等；部份岩层中也有氨气涌出。6.氢气(H2) 性质：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100200， 要紧危害：当空气中氢气浓度为474时有爆炸危险。 要紧来源：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

11、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+qchqm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

12、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qch0，人体温度降低， qch0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

13、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1520。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： tt0+G ( ZZ0)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

14、，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1 m3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