安全工程专业课件7.1矿井气候条件和有害气体浓度的测定

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矿井气候条件和有害气体浓度的测定一、实验目的1、学习并掌握矿井气候条件含义及测定方法；2、学习并掌握检定管法测空气中有害气体浓度的原理和方法。二、仪器设备仪器设备：空盒气压计、干湿球温度、卡他温度计、计唧筒、秒表、热水瓶、检定管、瓦斯取样器等。耗材：一氧化碳检测管、硫化氢检测管、酒精等。1、卡他温度计

卡他温度计（如图7-1）是一种模拟人体表面在空气温度、湿度及风速综合作用下散热情况的仪器。它的下端为长圆形贮液球，长约40mm，直径为16mm，表面积为22.6cm2，内贮有色酒精，中部刻有38℃和35℃两个刻度，其平均值为36.5℃，恰似人体温度。其上端有长圆形的空间，以便在测定时容纳上升的酒精，卡他温度计计全长为200mm。二、仪器设备

人体的感觉受着气温、温度和风速多种因素的综合影响。人体较舒适的卡他度及不同卡他度下人的感受分别如表7-1和表7-2所示。表7-1劳动状况与人体较舒适的卡他度关系图7-1卡他温度计外观及示意图二、仪器设备表7-2不同卡他度下人的感受二、仪器设备2、检定管

检定管为装有某种检测用试剂的玻璃管，待测气体通过检定管时与该试剂发生化学反应，并呈现一定的颜色或变色长度，从而测出该气体的浓度。根据变色深浅测定浓度的叫比色法检定管。根据变色长短测定浓度的叫比长式检定管。煤矿常用的有CO、CO2、H2S和SO2检定管。（1）比长式CO检定管。比长式CO检定管（图7-2）内装发烟硫酸及硅胶作载体吸附I2O5的指示剂，当CO和I2O5接触时，CO能使I2O5还原出游离碘。发生如下的反应：

（7-1）

碘与SO3作用成棕色化合物，它的长度与通过检定管得空气中CO浓度成正比。根据棕色化合物的长度由检定管的刻度上可以直接读出CO浓度。二、仪器设备图7-2比长式CO检定管示意图及外观（2）比长式H2S检定管。管内装有以陶瓷做载体吸附醋酸铅和氯化钡的白色指示剂。它与H2S发生下列化学反应：Pb(CH3COO)2(白色)+H2S→PbS(黑色)+2CH3COOH（6-2）加入氯化钡可生成一部分Pb2CI2S以增加色柱长度，提高测定精度。1-堵塞物；2-活性碳；3-硅胶；4-消除剂；5-玻璃粉；6-指示剂二、仪器设备3、高负压瓦斯取样器

高负压瓦斯取样器（如图7-3所示）与比长式检定管配套使用，唧筒可抽取被测气体样品，并均匀送入检定管内。它由进气接头、出气接头、胶塞阀、拉杆、活塞、气筒及密封圈等部件组成。1-进气口接头；2-出气口接头；3-平衡压力接头；4-活塞；5-气筒；6-拉杆图7-3高负压瓦斯取样器示意图及外观三、实验步骤

1、大气压测定

测定时，在测定地点将其水平放置，并用手轻轻敲击合面数次，消除指针的蠕动现象，待20分钟左右可读数，读数值还需根据仪器所附检定证进行刻度、温度和补充校正。2、空气相对湿度测定

用风扇式湿度计测定时，用专用钥匙将小风扇的发条上紧，风扇转动，使空气以1.7～3.0m/s的流速经过干湿温度计的水银球面周围，待1～2分钟，两支温度计示数稳定后即可读值计算。三、实验步骤

3、卡他温度计微气候状态测定用干、湿卡他计分别测定室内的干、湿卡他度各二次，取其平均值，并测出这时的空气温度、湿度和速度。评述在该微气候状态下的自我感觉。（1）卡他度测定：测定时，将仪器置于测定地点，手持秒表，取干、湿卡他计各一支，记下各自的卡他常数F，将卡他计下部贮液器置于约50～75℃热水瓶中，使酒精液柱水气泡完全排出，酒精液面上升到上端圆柱形空间内的一半或1/3处取出，若为干卡他计，则用布将仪器檫干，如为湿卡他计则将下端贮液器纱布内过多的水分拧掉。将仪器置于测定地点用秒表记录酒精面从38℃下降到35℃所需要的时间t三、实验步骤

可用下式计算卡他度：

（7-3）式中：H——干或湿卡他度，mK/（cm2·s）；F——卡他常数，其数值为温度从38℃降至35℃时每平方厘米贮液器表面所散失的热量，mK/cm2；t——酒精液面由38℃降至35℃所经过的时间，s。

对于从事井下中等劳动强度的工作人员，比较舒适的干、湿卡他度分别为8～10mK/（cm2·s）和25-30mK/（cm2·s）。

三、实验步骤

4、比长式检定管测定（1）在测定地点将开关把手置于吸气位置，并将唧筒往复推压2-3次，以清洗唧筒，然后将活塞杆拉出，气体试样就被抽吸在唧筒内了。再将开关把手置于封闭位置。（2）将检定管两端用小锉刀切断，把进气端插入唧筒的排气口上，再将开关把手置于排气口位置，按照检定管的使用说明书对送气量和送气时间的要求，使气样流过检定管CO与指示胶起反应，产生棕色环。三、实验步骤

（3）读数，由变色环上端指示的数字直接从检定管上读出CO浓度（ppm）。如果气样中CO含量超过检定管测量上限，可减少通气量，如通气量为V（mL），则：式中：100表示要求送气量为100mL检定管。

如果气样中CO含量低于检定管测量下限，可增加通气次数，如果通气次数为N，则：四、实验结果处理表7-3卡他温度计实验测试数据及分析结果五、注意事项（1）检定管应放置在阴凉处，两端切勿碰坏，使用时也不要过早打开两端。以防影响测定效果。（2）比长式检定管的推送时间应根据厂家标定的标准时间均匀推送。如鹤壁矿务局生产的检定管推送时间为100s，西安煤矿仪器厂生产的检定管推送时间为90s。（3）高浓度CO的测定

测定前应首先作好测量人员的防毒措施，然后按下述方法进行测定：如果被测气体的浓度大于检定管最大刻度时，可以抽取一部分空气试样，然后用新鲜空气冲淡2～10倍，最后将所测结果乘以冲淡的倍数，即为所测CO的实际浓度。五、注意事项其计算式如下：（4）微量CO浓度的测定

当所测CO浓度低于检定管最小示值时，可采用延长推送时间或连续送气（50ml的倍数）的方法来测定，其结果要除以时间延长的倍数（与标准时间相比）或连续送气的次数，即可得出CO的真实浓度值。其计算如下：五、注意事项（5）测定