矿井空气优质PPT.ppt

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干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下。

湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。

气体成分按体积计按质量计备注氧气（O2）20.9623.32惰性稀有气体氦、氮气（N2）79.076.71氖、氩、氪、二氧化碳（CO2）0.040.06氙等计在氮气中,二、矿井空气的主要成分及基本性质新鲜空气：

井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气，污浊空气：

通过用风地点以后、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机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量，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6-150.20.4轻劳动20-250.6-1.0中度劳动30-401.2-2.6重劳动40-601.8-2.4极重劳动40-802.5-3.1,当空气中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。

矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：

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；

此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，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1.52），在风速较小的巷道中底板附近浓度较大；

在风速较大的巷道中，一般能与空气均匀地混合。

矿井空气中二氧化碳的主要来源是：

煤和有机物的氧化；

碳酸性岩石分解；

炸药爆破；

瓦斯、煤尘爆炸等。

3氮气（N2）氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。

但空气中含氮量升高，则势必造成氧含量相对降低，从而也可能造成人员的窒息性伤害。

矿井空气中氮气主要来源是：

井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出,灭火人为注氮。

三、矿井空气主要成分的质量（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0.5；

总回风流中不得超过0.75；

当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5时，必须停工处理。

四、矿井空气主要成分的检测方法,

（一）取样分析法井下取样（取样球、取样瓶），送地面化验（气相色谱仪）。

优缺点

（二）快速测定法1、氧气：

氧气检测仪AY-1B；

利用比长式氧气检测管。

2、二氧化碳：

光学瓦斯鉴定器；

比长式鉴定管。

第二节矿井空气中的有害气体及其测定,空气中常见有害气体：

CO、H2S、NO2、SO2、NH3、H2。

一、基本性质、一氧化碳（CO）一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。

相对密度为0.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。

一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在1375范围内时有爆炸的危险。

主要危害：

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，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。

主要来源：

爆破；

矿井火灾；

煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。

、硫化氢（H2S）硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味。

硫化氢相对密度为1.19，易溶于水。

硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.345.5时有爆炸危险。

硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；

能阻碍生物氧化过程，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或死亡。

有机物腐烂；

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。

、二氧化氮（NO2）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1.59，易溶于水。

二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用。

井下爆破工作。

4.二氧化硫（SO2）无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气中浓度达到0.0005即可嗅到。

其相对密度为2.22，易溶于水。

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，可引起喉炎和肺水肿。

当浓度达到0.002时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；

浓度达0.05时，短时间内即有致命危险。

含硫矿物的氧化与自燃；

在含硫矿物中爆破；

以及从含硫矿层中涌出。

5.氨气（NH3）无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.596，易溶于水。

空气浓度中达30时有爆炸危险。

氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。

爆破工作，注凝胶、水灭火等；

部分岩层中也有氨气涌出。

6.氢气（H2）无色、无味、无毒，相对密度为0.07。

氢气能自燃，其点燃温度比沼气低100200，主要危害：

当空气中氢气浓度为474时有爆炸危险。

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、或煤氧化。

7.甲烷CH4（沼气）。

以甲烷为主的有害气体总称瓦斯二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大，因此，规程对常见有害气体的安全标准做了明确的规定，,矿井空气中有毒气体的最高容许浓度,有害气体名称符号最高容许浓度/%一氧化碳CO0.0024氧化氮（折算成二氧化氮）NO20.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2S0.00066氨NH30.004,三、有害气体检测,1、瓦斯的快速检测方法光学瓦斯鉴定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪。

（专讲）2、CO、NO2、H2S、SO2、NH3、H2的快速检测方法普遍采用比长式检测管法。

它是根据待测气体同检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。

下面以比长式CO检测管为例说明检测原理和检测方法。

图12。

配合手动采样器注意：

浓度低时怎么测？

比长式CO检测管结构示意图1堵塞物；

2活性炭；

3硅胶；

4消除剂；

5玻璃粉；

6指示粉,圆筒形压入式手动采样器结构示意图1气嘴；

2接头胶管；

3阀门把；

4变换阀；

5垫圈；

6活塞筒；

7拉杆；

8手柄,四、防止有害气体危害的措施,1、加强通风冲淡有害气体规定浓度一下。

2、加强对有害气体的检查以便采取防治措施。

3、瓦斯抽放减轻通风压力，合理利用。

4、放炮喷雾或使用水炮泥有害气体溶解水中。

5、加强停风、盲巷管理停风措施、封闭等。

6、佩带自救器万一发生事故可自救。

7、急救移至新鲜风流，采取人工呼吸。

第三节矿井气候条件及改善,矿井气候：

指矿井空气的温度、湿度和风速等参数的综合作用状态一、矿井气候对人体热平衡的影响人体新陈代谢：

新陈代谢产生的大部分热量都必须通过散热的方式排出体外，维持体温基本不变。

人体散热的方式：

对流、辐射、蒸发。

对流散热的效果主要取决于周围空气的温度和风速；

辐射散热主要取决于周围物体的表面温度；

蒸发散热则取决于周围空气的相对湿度和风速。

二、矿井空气的温度、湿度和风速

（一）矿井空气的温度最适宜的矿井空气温度为1520。

矿井空气的温度受地面气温、井下围岩温度、机电设备散热、煤炭等有机物的氧化、人体散热、水分蒸发、空气的压缩或膨胀、通风强度等多种因素的影响。

气温：

随四季变化。

地温：

地下岩层温度恒温带以下随深度变化在进风路线上，矿井空气的温度主要受地面气温和围岩温度的影响冬季地面气温低于围岩温度，围岩放热使空气升温；

夏季则相反。

因此有冬暖夏凉之感。

采掘工作面温度常年变化小大。

在回风路线上，水分蒸发和风流上升膨胀吸热等因素影响，温度有所下降，常年基本稳定。

（二）矿井空气的湿度指空气中所含的水蒸气量或潮湿程度。

有两种表示方法：

1、绝对湿度：

单位体积湿空气中所含水蒸气的质量（g/m3），用f表示。

空气在某一温度下所能容纳的最大水蒸气量称为饱和水蒸气量，用F表示。

在标准大气压下，不同温度时的饱和水蒸气量、饱和水蒸气压力如表19所示。

2、相对湿度：

指空气中水蒸气的实际含量（f）与同温度下饱和水蒸气量（F）比值的百分数，用公式表示如下：

（0100%）越大空气越潮进风路线：

冬干夏湿回风路线：

常年变化不大90%100%。

（三）井巷中的风速风速是指风流的流动速度。

风速过低，汗水不易蒸发，人体感到闷热，有害气体和矿尘也不能及时排散；

风速过高，散热过快，易使人感冒，并造成井下落尘飞扬对安全生产和人体健康也不利。

三、衡量矿井气候条件的指标和安全标准指标：

我国用干球温度，欧美“等效温度”标准：

生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26，机电设备硐室的空气温度不得超过30。

采掘工作面的空气温度超过30，机电设备硐室的空气温度超过34时，必须停止作业。

四、矿井空气温度和湿度的测定温度测定：

校正温度计地点符合要求湿度测定：

仪器风扇温度计，测干湿温度差查表112得。

例12,五、矿井气候条件的改善（温度条件）

（一）空气预热防井口、井筒内结冰。

用蒸汽、水暖。

（二）降温措施1、通风降温增加风量、合理通风系统、工作面通风方式。

2、改革采煤方法和顶板管理3、减少各种热源散热4、制冷降温平煤制冷方法举例。

第四节井巷中风速与风量的测定单位时间内通过井巷断面的空气体积称为风量，它等于井巷的断面积与通过井巷的平均风速的乘积。

测量风量时必然测定风速。

一、井巷断面上的风速分布通常所谓巷道内的风速都是指平均风速，平均风速均与最大风速u的比值叫做巷道的风速分布系数（速度场系数），用K表示。

二、测风仪表测量井巷风速的仪表称风表，又称风速计。

目前，煤矿中常用的风表按结构和原理不同可分为机械式、热效式、电子叶轮式和超声波式等几种。

1、机械式风表分为叶轮式和杯式两种。

风表按风速的测量范围不同分为高速风表0.8m/s25m/s、中速0.5m/s10m/s和低速0.3m/s5m/s）三种。

风表校正曲线（图）表达式：

真=a+b表,2、热效式风表热球式风速计测风原理3、电子叶轮式风表测定原理把叶轮的转速转变成电量4、超声波风速计通过测量气流的卡蔓涡街频率来测定风速风速传感器,三、测风方法及步骤,

（一）测风地点井下测风要在测风站内进行，为了准确、全面的测定风速、风量，每个矿井都必须建立完善的测风制度和分布合理的固定测风站。

对测风站的要求如下：

（1）应在矿井的总进风、总回风，各水平、各翼的总进风、总回风，各采区和各用风地点的进、回风巷中设置测风站，但要避免重复设置。

（2）测风站应设在平直的巷道中，其前后各10m范围内不得有风流分叉、断面变化、障碍物和拐弯等局部阻力。

（3）若测风站位于巷道断面不规整处，其四壁应用其它材料衬壁呈固定形状断面，长度不得小于4m。

（4）采煤工作面不设固定的测风站，但必须随工作面的推进选择支护完好、前后无局部阻力物的断面上测风。

（5）测风站内应悬挂测风记录板（牌），记录板上写明测风站的断面积、平均风速、风量、空气温度、大气压力、瓦斯和二氧化碳浓度、测定日期以及测定人等项目。

（二）测风方法,可采用线路法或定点法测风员的站立姿势分力迎面法和侧身法校正系数K，迎面K=1.14；

侧身K=（S-0.4）/S,（三）机械式风表测风步骤,1、估测风速选用相应量程的风表。

2、风表和秒表同地点要测三次，取平均值计算表速：

表=3、根据表速查风表校正曲线，求出真风速真4、计算平均风速均=K真5、计算巷道通过的风量Q=均S,