工程科技矿井空气课件

1、矿井空气一、地面空气的组成： 地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。 地面大气的组成成分：氧气（O2）:按体积20.9 % 按质量23.14 %氮气（N2）:按体积 78.13% 按质量75.53 %二氧化碳（CO2）:按体积0.03 % 按质量0.05 %氩气和稀有气体:按体积0.94 % 按质量1.28%矿井空气地面空气进入矿井后，由于受到污染，其成分和性质要发生一系列变化，氧气含量降低，二氧化碳含量增加，混入各种有毒有害气体和矿尘。空气的状态参数（温度、湿度、压力）发生变化，一般的将井巷中设经过用风地点，受到污染程度较轻的进风巷道的空气，称为新鲜空气，经过用风地点后受

2、到污染程度较重的回风巷道内的空气，称为污浊空气。在新鲜空气中其主要成分仍然是：O2、N2、CO2矿井空气1、氧气（O2）（1）性质：空气中的氧气是一种无色、无味、无臭，化学性质和活泼的气体，易使其它物质氧化，几乎可以与所有气体相结合，与空气的相对密度为1.11，是人与动物呼吸和物质燃烧不可缺少的气体。矿井空气（2）对人体的影响：人体需氧量与劳动强度的关系休息:呼吸空气量615 （L/min）氧气消耗量0.20.4 （L/min）轻体力劳动:呼吸空气量2025 （L/min）氧气消耗量0.61.0（L/min）中度体力劳动:呼吸空气量3040 （L/min）氧气消耗量1.21.6（L/min）重

3、体力劳动:呼吸空气量4060 （L/min）氧气消耗量1.82.4（L/min）极重体力劳动:呼吸空气量4080 （L/min）氧气消耗量2.53.0（L/min）矿井空气人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系氧浓度（体积%）主要症状氧浓度17 % （体积%）主要症状:静止时无影响，工作时会造成喘息和呼吸困难氧浓度15 % （体积%）主要症状: 呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感觉和判断力降低，丧失劳动力氧浓度1012 % （体积%）主要症状: 失去理智，时间长有生命危险氧浓度69 % （体积%）主要症状: 失去知觉，呼吸停止，如不及时抢救，几分钟可导致死亡矿井空气（3）矿井空气中氧浓度降低的原因：主要原

4、因：人员呼吸；煤岩和其它有机物的缓慢氧化；煤炭自然；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，也使空气中氧浓度相对降低。所以，在井下通风不良的地点，空气中的氧浓度可能很低。如果不经检查而贸然进入人，就可能引起人员的缺氧窒息。所以，煤矿安全规程规定：在采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%。矿井空气2、二氧化碳（CO2） （1）性质： CO2不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。CO2比空气重（与空气的相对密度为1.52），在风速较小的巷边中底板附近CO2浓度较大，在风速较大的巷道中，CO2一般能与空气均匀的混合。 （2）对人体的影响：在新鲜空气中含有微量的CO2对人体无害。

5、CO2对人体的呼吸中枢神经有刺激作用，如果空气中完全不含CO2，则人体的正常呼吸功能就不能维持，所以在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧气中加入5%的CO2，以刺激遇难者的呼吸功能。但当空气中CO2的浓度过高时，也将使空气中的氧浓度相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时也可能造成人员中毒或窒息。矿井空气 CO2中毒症状与浓度的关系CO2浓度（体积%）.1 %:呼吸加深，但工作效率无明显影响.3 %:呼吸急促，心跳加快，头痛，人体很快疲劳.5 %: 呼吸困难，头痛，恶心，呕吐，耳鸣.6 %:严重喘息，极度虚弱无力.79 %:动作不协调，约10min后可发生昏迷.911 %:几分钟内可导

6、致死亡.矿井空气（3）CO2的来源： 矿井空气中CO2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；炸药爆炸；煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。此外，有的煤层与岩层中也能长期持续地放出CO2，有的甚至与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危险。煤矿安全规程规定：采掘工作面进风流中，CO2的浓度不得超过0.5%，矿井总回风巷或一翼回风巷中CO2浓度超过0.75%时，必须查明原因进行处理。矿井空气二、矿井空气中的主要有害气体：矿井中常见的有害气体主要有：CO、H2S、NO2、SO2、NH3、H2等。矿井空气1、一氧化碳（CO）(1)性质：CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97

7、，微溶于水，能与空气均匀地混合，CO能燃烧，当空气中CO浓度在13%75%时有爆炸的危险。矿井空气（2）对人体的危害：CO是一种有毒气体，对人体危害极大，空气中CO浓度只要达到0.15%0.2%就非常危险。因为人体血液中的红血球与CO的结合能力是与O2结合能力的250300倍，CO不但阻止红血球吸氧，而且还能挤掉氧，造成人体细胞组织缺氧，引起中枢神经系统损坏。而解离力又比O2小300350倍，使红细胞享和CO后长时间失去携氧能力，故CO中毒后恢复慢，但CO对不含红细胞的昆虫等动物无毒害作用，有时在CO大的区域昆虫能生存，而人却全中毒，应引起注意。空气中的CO浓度达到0.016%时，轻微头疼；达

8、到0.128%时；肌肉酸痛；无力；呕吐，感觉迟钝，达到0.4%时，人会丧失知觉，痉挛，呼吸停顿，死亡。CO中毒有明显特点：嘴唇呈桃红色，两颊有斑点。煤矿安全规程规定：矿井内空气中CO的最高允许浓度为0.0024%。矿井空气2、硫化氢（H2S）（1）性质：硫化氢是无色、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，H2S可燃，空气中硫化氢浓度为4.3%45.7%时有爆炸的危险。矿井空气（2）对人体的危害:H2S剧

9、毒，有强烈的刺激作用，不但引起鼻炎、气管炎和肺水肿，而且还能阻碍生物的氧化过程，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死亡，服饰刺激作用不明显。浓度达到0.001%时，轻度中毒，流鼻涕、头晕、呼吸困难；浓度在0.05%0.1%时，严重中毒，痉挛、失去知觉，在短时间内死亡。矿井空气（3）空气中硫化氢主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的分解，矿物氧化和燃烧，从老空区和旧巷积水中放出，我国有些矿区煤层中也有H2S涌出。煤矿安全规程规定：井下空气H2S允许浓度0.00066%。矿井空气3、二氧化氮（NO2）（1）性质：NO2是一种和红色的气体，有强烈

10、的刺激气味，相对密度1.59，溶于水。（2）对人体的危害：NO2溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺气肿，二氧化氮中毒有潜伏期，有的在严重中毒时尚无感觉，还可坚持工作，但经624h后发作，中毒者指头出现黄色斑点，并出现严重咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。二氧化氮浓度达到0.0034%时，呼吸困难；浓度达到0.01%时，恶心、呕吐、神经系统麻木；浓度达到0.0025%时，短时间死亡。矿井空气（3）来源：井下爆破作业。1kg硝铵爆炸后产生10L二氧化氮。煤矿安全规程规定：矿井空气中二氧化氮的最高允许浓度为0.00025%。矿井空气4、二氧化硫（S

11、O2）（1）性质：SO2是无色、有强烈的硫磺气味及酸味的气体，当空气中SO2浓度达到0.0005%时即可嗅到，其相对密度为2.22，在风速较小时。易积聚与巷道的底部。SO2易溶于水，在常温、常压下1个体积的水可溶解4个体积的SO2。矿井空气（2）对人体的危害: SO2遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统黏膜有强烈的刺激作用，可引起喉炎和肺气肿，当空气中SO2达到0.002%时，眼及呼吸器官即可感到有强烈的刺激；浓度达到0.05%时，短时间内既有生命危险。（3）空气中SO2的主要来源有含流矿物的氧化与自然，在含硫矿物中爆破以及从含硫矿物中涌出。 煤矿安全规程规定：井下空气中SO2最高允许浓度为0.0

12、005%。矿井空气5、氨气（NH3）氨气是一种无色、具有浓烈刺激臭味，并具有爆炸性（16%27%，30%既有爆炸）相对密度0.6，易溶于水，这种气体毒性很强，对人体上呼吸道粘膜有较强刺激作用，引起咳嗽、使人流泪、头晕，严重时导致肺水肿。当空气中NH3浓度达到0.004%0.0093%时，对人就有明显的刺激作用；当都达到0.047%0.05%时，对人有强烈的刺激作用，时间稍长引起贫血、体重下降、抵抗力减弱、产生肺气肿直至死亡。NH3主要来源：炸药爆破；有机物氧化腐烂；用水熄灭的燃烧煤炭等。煤矿安全规程规定：空气中氨气的最高允许浓度为0.004%。矿井空气6、氢气（H2）H2是无色、无味、无毒相对

13、密度为0.07，氢气能自然，其燃烧点较甲烷低100200，当空气中氢气浓度达到4%74%时有爆炸危险。空气中氢气的主要来源有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。煤矿安全规程规定：井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。矿井空气矿井有害气体最高允许浓度%一氧化碳CO 0.0024二氧化氮NO2 0.00025二氧化硫SO2 0.0005硫化氢H2S 0.00066氨气NH3 0.004矿井空气三、有害气体的划分：有毒有害气体的性质可划分为以下几方面：1、臭、味和色方面：（1）有臭味的的气体有4种： NH3（剧臭） SO2（强烈硫磺臭） H2S（坏鸡蛋臭

14、，浓度为0.0001%时，便可嗅出来） CO2（微酸臭）（2）有味的气体有三种： SO2（酸臭） H2S（微甜） CO2（微酸）（3）有色气体只有一种：NO2（浅红褐色）矿井空气2、比重方面空气的比重为1（1）比空气重的气体有四种：SO2（比重2.264） NO2（比重1.57） CO2（比重1.529） H2S（比重1.19）（2）比空气轻的气体有五种：H2（比重0.069） CH4（比重0.555） NH3（比重0.596）CO（比重0.967） N2（比重0.967）测得比空气重的气体须靠近底板。测得比空气轻的气体须靠近顶板。矿井空气3、溶水性方面：能溶于水的气体有五种，按溶水性大小依次

15、分为：SO2、H2S、CO2、NO2、NH3SO2最易溶于水，它的溶水性相当于CO2溶水性的46.5倍；H2S也比CO2溶水性大；CO2体积浓度是20%，温度和压力分别是15和101325Pa时，一升水能溶解203.5cm3的CO2；NO2和NH3都比CO2的溶水性小。根据这种性质，采用喷雾洒水的措施，可以降低这些气体的空气中的浓度。矿井空气4、爆炸性：能够燃烧且能爆炸的气体有四种：CH4（爆炸界限5%16%）H2S（爆炸界限4%46%）CO（爆炸界限13%75%）H2（爆炸界限4%74%）矿井空气四、防止有害气体的危害，应采取以下措施：1、加强通风，冲淡瓦斯。防止有害气体危害的最根本措施就是

16、加强通风，不断供给井下新鲜空气，将有害气体冲淡到规程规定的安全浓度以下，并排至矿井以外，以保证工作人员的安全与健康，同时，这也是矿井通风的基本任务之一。矿井空气2、坚持检查，争取主动。应用各种仪器仪表检查，监视井下各种有害气体的发生、发展和积聚情况，是防止有害气体危害的一种重要手段，只有通过检查来掌握情况，发现问题，才能争取主动，才能防患于未然。矿井空气3、喷雾洒水，减少生成。在生产过程中爆破工作将会生成大量的有害气体，为了减少生成量，应禁止使用费煤矿使用炸药，严格爆破制度和执行规程有关规定。掘进工作面爆破时，应进行喷雾洒水，以溶解二氧化碳等有害气体，并同时消除炮烟和煤尘，有二氧化碳涌出的工作面亦可使用喷雾洒水的办法将其溶于水中，使用的喷雾洒水时，加入石灰或一些药剂效果会更好。矿井空气4、禁入险区，避免窒息。井下通风不良的地方或