一通三防技術徐景賢一通三防技術徐景賢1第一節(jié)礦井空氣成分第二節(jié)礦井空氣中的有害氣體及其檢測第三節(jié)礦井氣候條件及改善

第一章礦井空氣第一節(jié)礦井空氣成分第一章礦井2一、知識目標：1．了解礦井空氣的主要成分及其基本性質。2．能口述礦井空氣主要成分的檢測方法。3．掌握礦井空氣中有毒有害氣體的種類及其基本性質。4．能口述出礦井空氣中有毒有害氣體的檢測方法。二、技能目標：1．能使用儀器檢測空氣主要成分的濃度，并判斷其是否符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的濃度標準。2．掌握使用儀器檢測礦井空氣中有毒有害氣體濃度的檢測方法。3．能采取措施防治有害氣體的危害。礦井空氣成分一、知識目標：礦井空氣成分3一、礦井空氣的主要成分（一）地面空氣的組成空氣分為干空氣與濕空氣兩種，一般將不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。地面空氣又稱大氣，是由干空氣和水蒸氣組成的混合氣體，通常稱為濕空氣。大氣中除了水蒸氣的比例隨地區(qū)和季節(jié)變化。

地面空氣的組成.swf一、礦井空氣的主要成分地面空氣的組成.swf4氣體成分按體積計/%按質量計/%備注氧氣（O2）20．9623．23惰性稀有氣體氦、氖、氬、氪、氙等計在氮氣中氮氣（N2）79．0076．71二氧化碳（CO2）0．040．06干空氣的組成成分

動swf畫第一節(jié)礦井空氣成分氣體成分按體積計/%按質量計/%備注氧氣（O2）20．9625（二）礦井空氣主要成分及其基本性質地面空氣進入井下后就成為礦井空氣。由于受井下各種自然因素和人為因素的影響，與地面空氣相比，礦井空氣將發(fā)生一系列變化。主要有：

氧氣含量減少；二氧化碳濃度升高，混入了各種各樣的有毒有害氣體和礦塵；空氣的溫度、濕度、壓力等物理參數(shù)發(fā)生變化。動.swf畫（二）礦井空氣主要成分及其基本性質動.swf畫6礦井空氣主要成分1.氧氣（O2）2.二氧化碳（CO2）3.氮氣（N2）礦井空氣主要成分7氧氣是一種無色、無味、無臭的氣體，略重于空氣，相對密度為1.105。氧氣是一種化學活性很強的氣體，易和其它物質發(fā)生氧化反應，能助燃，是人體維持正常生命的基礎，人體需氧量取決于人的體質、精神狀態(tài)和勞動強度等。氧氣是一種無色、無味、無臭的氣體，略重于空氣，8勞動強度呼吸空氣量/（L·min-1）氧氣消耗量/（L·min-1）休息6～150.2～0.4輕體力勞動20～250.6～1.0中度體力勞動30～401.2～1.6重體力勞動40～601.8～2.4極重體力勞動40～802.5～3.0表1-2人體需氧量與勞動強度的關系勞動強度呼吸空氣量/（L·min-1）氧氣消耗量/（L·mi9表1-3人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關系氧濃度（體積）/%人體主要癥狀17靜止狀態(tài)無影響，工作時會感到喘息、呼吸困難15呼吸及心跳急促，耳鳴目眩，感覺和判斷能力降低，失去勞動能力10～12失去知覺，時間稍長有生命危險6～9失去知覺，呼吸停止，如不及時搶救幾分鐘內可能導致死亡表1-3人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關系氧濃度（體積）10

氧氣濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖自燃、坑木和其他有機物的緩慢氧化；爆破工作；井下火災和瓦斯、煤塵爆炸；煤巖中涌出和生產中產生的其他有害氣體等。

所以，在井下通風不良的巷道中，應特別注意對氧氣濃度的檢查，以防發(fā)生窒息事故。氧氣濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖自燃、11二氧化碳是一種無色、略帶酸臭味，略帶毒性，易溶于水的氣體，比空氣重，相對密度為1.52，不助燃也不能供人呼吸。新鮮空氣中含有的微量二氧化碳對人是有利的，二氧化碳對人體的呼吸中樞神經有刺激作用，若空氣中完全不含二氧化碳，則正常的呼吸功能就不能維持。所以在為中毒或窒息的人員輸氧時，常常要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以促使患者加強呼吸。但是，當空氣中的二氧化碳濃度過高時，將使空氣中的氧氣含量相對降低，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴重時可能造成人員中毒或窒息。二氧化碳是一種無色、略帶酸臭味，略帶毒性，易溶于水的氣體，比12空氣中二氧化碳濃度對人體的危害程度如表1-4所示。二氧化碳濃度（體積）/%人體主要癥狀1呼吸加深，急促

3呼吸急促，心跳加快，頭痛，很快疲勞5呼吸困難，頭痛，惡心，耳鳴10頭痛，頭昏，呼吸困難，昏迷10～20呼吸停頓，失去知覺，時間稍長會死亡20～25短時間內中毒死亡空氣中二氧化碳濃度對人體的危害程度如表1-4所示。二氧化碳濃13二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風不良處。礦井中二氧化碳的主要來源有：煤和有機物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災；煤炭自燃；瓦斯、煤塵爆炸等。有時也能從煤巖中大量涌出，甚至與煤或巖石一起突然噴出，給安全生產造成重大影響。二氧化碳也能使人窒息，是造成礦井人員傷亡的重要原因之一。二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼14氮氣是一種無色、無味、無臭、無毒、不助燃、難溶于水的惰性氣體，略輕于空氣，相對密度為0.97，，不能供人呼吸。氮氣在正常情況下對人體無害，但當空氣中的氮氣濃度增加時，會相應降低氧氣濃度，從而可能導致人員窒息。同時，氮氣是惰性氣體，可以將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。礦井中的氮氣主要來源于：井下爆破；有機物的腐爛；天然生成的氮氣從煤巖中涌出等。在井下廢棄舊巷或封閉的采空區(qū)中，會積存氮氣。氮氣是一種無色、無味、無臭、無毒、不助燃、難溶于水的惰性氣體15三、礦井空氣成分的質量濃度標準由于礦井空氣質量對人員健康和礦井安全有著重要的影響，所以《煤礦安全規(guī)程》對其濃度標準做了明確規(guī)定：第一百條井下空氣成分必須符合下列要求：（一）采掘工作面進風流中，按體積計算，氧氣濃度不低于20%；二氧化碳濃度不超過0.5%?！兑?guī)程規(guī)定.swf三、礦井空氣成分的質量濃度標準《規(guī)程規(guī)定.swf16三、礦井空氣主要成分的檢測方法（一）取樣分析法（二）快速測定法三、礦井空氣主要成分的檢測方法（一）取樣分析法17一、礦井空氣中的有害氣體1．一氧化碳（CO）2．硫化氫（H2S）3．二氧化硫（SO2）4．二氧化氮（NO2）5.氨氣（NH3）6．氫氣（H2）第二節(jié)礦井空氣中的有害氣體及其檢測動礦井有害氣體濃度的測定.swf.一、礦井空氣中的有害氣體第二節(jié)礦井空氣中的有害氣體及其檢測動18一氧化碳是一種無色、無味、無臭、難溶于水的氣體，略輕于空氣，相對密度為0.97，能與空氣均勻地混合。一氧化碳能燃燒，在空氣中體積分數(shù)達到13%～75%時遇火源有爆炸性。一氧化碳有劇毒。人體血液中的血紅素與一氧化碳的親和力比它與氧氣的親和力大250～300倍，當人體吸入含有一氧化碳的空氣時，一氧化碳首先與血紅素相結合，從而造成人體血液缺氧而“窒息”。一氧化碳與血紅素結合后，生成鮮紅色的碳氧血紅素，因此，一氧化碳中毒者最顯著的特征是中毒者粘膜和皮膚呈櫻桃紅色。一氧化碳是一種無色、無味、無臭、難溶于水的氣體，略輕于空氣，19表1-5一氧化碳的中毒癥狀與濃度的關系CO濃度（體積分數(shù)）/%主要癥狀0.022～3小時內能引起輕微頭痛0.0840min內出現(xiàn)頭痛、眩暈和惡心；2小時發(fā)生體溫下降，脈搏微弱，出冷汗，可能出現(xiàn)昏迷0.325～10min內現(xiàn)出現(xiàn)頭痛、眩暈；半小時內可能出現(xiàn)昏迷并有死亡危險1.28幾分鐘內出現(xiàn)昏迷和死亡表1-5一氧化碳的中毒癥狀與濃度的關系CO濃度（體積分20礦井中一氧化碳的主要來源有：爆破工作；礦井火災；煤炭自燃；瓦斯及煤塵爆炸等。據(jù)統(tǒng)計，在煤礦發(fā)生的瓦斯爆炸、煤塵爆炸及火災事故中，約70～75%的死亡人員是一氧化碳中毒。礦井中一氧化碳的主要來源有：爆破工作；礦井火災；煤炭自燃；瓦21硫化氫是一種無色、微甜、略帶臭雞蛋味、易溶于水的氣體，比空氣重，相對密度為1.19，當濃度達4.3%～46%時具有爆炸性。硫化氫有劇毒。它不但能使人體血液缺氧中毒，同時對眼睛及呼吸道的粘膜具有強烈的刺激作用，能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫。當空氣中濃度達到0.0001%時可嗅到臭味，但當濃度較高時（0.005～0.01%），因嗅覺神經中毒麻痹，臭味“減弱”或“消失”，反而嗅不到。硫化氫是一種無色、微甜、略帶臭雞蛋味、易溶于水的氣體，比空氣22表1-6硫化氫的中毒程度與濃度的關系H2S濃度（體積）/%主要癥狀0．0025～0．003有強烈臭雞蛋味0．005～0．01１～2h內眼及呼吸道有刺激感，臭味“減弱”或“消失”0．015～0．02出現(xiàn)惡心、嘔吐、頭暈、四肢無力，反應遲鈍；眼及呼吸道有強烈刺激感0．035～0．0450.5～1h內嚴重中毒，可發(fā)生肺炎、支氣管炎及肺水腫，有死亡危險0．06～0．07很快昏迷，短時間內死亡表1-6硫化氫的中毒程度與濃度的關系H2S濃度（體積）/23礦井中硫化氫的主要來源有：坑木等有機物腐爛；含硫礦物的水化；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。有些礦區(qū)的煤層中也有硫化氫涌出。礦井中硫化氫的主要來源有：坑木等有機物腐爛；含硫礦物的水化；24二氧化硫是一種無色、有強烈硫磺氣味及酸味的氣體，當空氣中二氧化硫濃度達到0.0005%時即可嗅到刺激氣味。它易溶于水，比空氣重，相對密度為2.22，是井下有害氣體中密度最大的，易積聚在井下巷道的底部。二氧化硫有劇毒。空氣中的二氧化硫遇水后生成硫酸，對眼睛有刺激作用，礦工們將其稱之為“瞎眼氣體”。此外，也能對呼吸道的粘膜產生強烈的刺激作用，引起喉炎和肺水腫。二氧化硫是一種無色、有強烈硫磺氣味及酸味的氣體，當空氣中二氧25表1-7二氧化硫的中毒程度與濃度的關系SO2濃度（體積）/%主要癥狀0.0005嗅到刺激性氣味0.002頭痛、眼睛紅腫、流淚、喉痛0.05引起急性支氣管炎和肺水腫，短時間內有生命危險表1-7二氧化硫的中毒程度與濃度的關系SO2濃度（體積）26礦井中二氧化硫的主要來源有：含硫礦物的氧化與燃燒；在含硫礦物中爆破；從含硫煤體中涌出。礦井中二氧化硫的主要來源有：含硫礦物的氧化與燃燒；在含硫礦物27二氧化氮是一種紅褐色、有強烈刺激性氣味、易溶于水的氣體，比空氣重，相對密度為1.59。二氧化氮是井下毒性最強的有害氣體。它遇水后生成硝酸，對眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強烈的刺激及腐蝕作用，嚴重時可引起肺水腫。二氧化氮中毒具有潛伏期，容易被人忽視。中毒初期僅是眼睛和喉嚨有輕微的刺激癥狀，常不被注意，有的在嚴重中毒時尚無明顯感覺，還可堅持工作，但經過6～24h后才出現(xiàn)中毒征兆，主要特征是手指尖及皮膚出現(xiàn)黃色斑點，頭發(fā)發(fā)黃，吐黃色痰液，發(fā)生肺水腫，引起嘔吐甚至死亡。二氧化氮是一種紅褐色、有強烈刺激性氣味、易溶于水的氣體，比空28表1-8二氧化氮的中毒程度與濃度的關系NO2濃度（體積）/%主要癥狀0.0042～4h內不致顯著中毒，6h后出現(xiàn)中毒癥狀，咳嗽0.006短時間內喉嚨感到刺激、咳嗽，胸痛0.01強烈刺激呼吸器官，嚴重咳嗽，嘔吐、腹瀉，神經麻木0.025短時間即可致死表1-8二氧化氮的中毒程度與濃度的關系NO2濃度（體積）29礦井中二氧化氮的主要來源是爆破工作。炸藥爆破時會產生一系列氮氧化物，如一氧化氮（遇空氣即轉化為二氧化氮）、二氧化氮等，是炮煙的主要成分。礦井中二氧化氮的主要來源是爆破工作。炸藥爆破時會產生一系列氮30氨氣是一種無色、有濃烈臭味、易溶于水的氣體，比空氣輕，相對密度為0.6。當空氣中的氨氣濃度達到30%時遇火有爆炸性。氨氣有劇毒。它對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫，嚴重時失去知覺，以致死亡。礦井中氨氣的主要來源有：爆破工作；用水滅火時產生；部分巖層中也有氨氣涌出。氨氣是一種無色、有濃烈臭味、易溶于水的氣體，比空氣輕，相對密31氫氣是一種無色、無味、無毒的氣體，比空氣輕，相對密度為0.07，是井下最輕的有害氣體?？諝庵袣錃鉂舛冗_到4%～74%時具有爆炸危險。礦井中氫氣的主要來源：蓄電池充電；有些中等變質的煤層中也有氫氣涌出。

在煤礦生產中，通常把以甲烷為主的這些有毒有害氣體總稱為瓦斯。氫氣是一種無色、無味、無毒的氣體，比空氣輕，相對密度為0.032名稱最高允許濃度（%）一氧化碳0.0024氧化氮（換算成二氧化氮）0.00025二氧化硫0.0005硫化氫0.00066氨0.004表1-9礦井有害氣體最高允許濃度名稱最高允許濃度（%）一氧化碳0.0024氧化氮（換算成二氧33一、取樣分析法二、檢定管檢測法三、直讀式儀表檢測法下一頁有害氣體的檢測方法礦井有害氣體濃度的測定.swf一、取樣分析法二、檢定管檢測法三、直讀式儀表檢測法下一頁有害34

在某采區(qū)的密閉火區(qū)內用球膽采樣袋采集空氣試樣，用GC—85型礦井自動氣相色譜儀手工進行分析，根據(jù)密閉區(qū)內氣體成分濃度的變化判斷火區(qū)熄滅程度。在某采區(qū)的密閉火區(qū)內用球膽采樣袋采集空氣試樣35（二）檢定管檢測法檢定管檢測法是一種快速測定法，主要是利用便攜式儀器采樣器和檢定管在井下就地檢測，快速測定有害氣體的濃度。生產現(xiàn)場常采用比長式氣體檢定管測定礦井空氣的濃度。（二）檢定管檢測法36比長式CO檢定管是一支4～6mm，長150mm的玻璃管（見圖1-12），以活性硅膠為載體，吸附化學試劑碘酸鉀和發(fā)煙硫酸充填于管中，當CO氣體通過時，與指示粉起反應，在玻璃管壁上形成一個棕色環(huán)，棕色環(huán)隨著氣體通過向前移動，移動的長度與氣樣中所含CO濃度成正比。因此，可以根據(jù)玻璃管上的刻度直接讀出CO的濃度值。比長式CO檢定管是一支4～6mm，長150m373）測定步驟（1）采樣與送氣對于很不活潑的氣體，如CO、CO2等，一般是先將氣體吸入采樣器，在此之前應在測定地點將活塞往復抽送2～3次，使采樣器內原有的空氣完全被氣樣(待測氣體)所取代。打開檢定管兩端的封口，把檢定管濃度標尺標“O”的一端插入采樣器的插孔2中，然后將氣樣按規(guī)定的送氣時間以均勻的速度送入檢定管。如果是較活潑的氣體，如H2S，