矿井空气
矿井空气和矿井通风基本知识
必须采用抗静电、阻燃风筒。风筒口到掘进工 作面的距离以及混合式通风的局部通风机和风 筒的安设，应在作业规程中明确规定。
相对密度为1.11，能助燃和供人呼吸。空气中的 氧浓度对人体健康影响很大。最适于人呼吸的空 气中氧浓度为21%左右；当氧浓度降到17%时， 人在静止状态尚无影响，但在工作时能引起喘息、 呼吸困难和心跳；当氧浓度降到10%~12%时， 人将失去知觉，对人的生命已有严重威胁；在氧 浓度为6%~9%时，人在短时间内将死亡。因此， 《规程》规定：在采掘工作面进风流中，按体积 计算，氧气浓度不得低于20%。
硫化氢能燃烧。空气中硫化氢浓度为4.3％-45.5 ％时有爆炸危险。硫化氢剧毒，有强烈的刺激作 用．不但能引起鼻炎、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或死亡，腐蚀刺激 作用往往不明显。《规程》规定，井下空气中 H2S的浓度不得超过0.00066%。
当矿井进风井口、井筒和井底车场附近发生火灾 时，为了防止火烟向采区蔓延，保证井下人员安 全撤出，有时需要改变风流的方向，即反风。为 此，矿井扇风机都应有反风
装置。矿井主要扇风机的反风装置，应能在10 分钟内改变巷道中风流的方向。
5.栅栏
当采掘工作面临时停工、停风时，必须同时设置 铁栅栏，揭示警标，防止人员误入不通风的巷道， 造成意外事故。
二、矿井通风方法
以风流获得动力来源不同，可分为自然通风和机 械通风（抽出式通风和压入式通风）。XXX矿井 全部为抽出式通风机械通风。
矿井空气及其调节
教学模块Ⅰ矿井空气及调节1.1 矿井空气成分、性质和变化规律1.1.1 矿井空气的成分矿井空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下以后会发生物理和化学两种变化，变化，因而矿井空气在成分、质量和数量都和地面空气有着程度不同的区别。
1.1.1.1地面空气成分的种类和数量地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，通常称为湿空气。
在混合气体中，水蒸气的浓度随地区和季节而变化，其平均的体积浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质，有时能污染局部地区的地面空气。
新鲜空气无色，无味和无臭，是维持生命所必需的，并能助燃。
1.1.1.2 矿井空气的主要成分及生成上面提到，地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分的浓度也发生改变。
1.矿井空气的主要成分就煤矿而官，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、N02、H 2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。
由于各矿的具体条件不同，各矿的井下空气成分种类和浓度都有一定的差异。
在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够的浓度，其余九种(水蒸气除外)气体和浮尘，超过一定浓度时，对人体都是有害的，必须把它们的浓度降低到没有危害的程度．在这九种气体中CO、H2S、SO2和N02超过一定浓度时，还能使人体中毒。
故称这九种气体为有害有毒气体，又名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指CH4。
CH4是煤矿井下昔遍存在的气体，在一定浓度范围内，具有爆炸性。
所以，CH4是煤矿井下最危险的气体。
煤矿井下经常出现且数量较多的气体是CH4和CO2，它们是计算矿井所需风量的主要根据。
2.物理变化井下的物理变化有：气体混入：沼气(CH4)、二氧化碳和硫化氢(H2S)等气体从地层中涌出到井下空气中。
多数矿井有沼气涌出现象,沼气涌出量的大小各矿不同，有些矿井沼气涌出量高达40～50m3/min，有些矿井还伴随沼气涌出氮(N2)二氧化硫(SO2)和氢(H2)等气体。
煤矿工人安全知识—矿井通风原因及矿井空气
煤矿工人安全知识—矿井通风原因及矿井空气一、矿井为什么要通风在地面我们可以自由地呼吸，不必须要任何设施、花任何代价；而关于地下生产的矿井，却必须进行通风。
通风的目的是：1．供给井下工作人员适量的新鲜空气每一个矿井的井下工作人员少则数百人，多则上千人，他们必须要呼吸，所以必须供给他们一定量的新鲜空气。
依据《煤矿安全规程》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4立方米。
2．稀释并排出有害气体与粉尘采掘过程中，从煤层、岩层中以及爆破作业时，都产生大量有害气体，诸如瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等。
这些气体有的能爆炸，有的有毒，有的虽然无毒，但当空气中其浓度较高时，会使空气中的氧气浓度相对减少，氧气浓度过低时能使人窒息。
此外，采掘作业过程中还要产生大量粉尘，其中煤尘能爆炸，岩尘和煤尘能使人得尘肺病。
为了防止有害气体和粉尘危害职工的安全和健康，也必须对井下进行通风，使新鲜空气源源不断地流经作业场所，稀释并排出有害气体和粉尘。
3、为井下创造优良的气候条件井下比较潮湿，空气温度比较高，工作人员长期在这种条件下工作，既影响身体健康，又降低劳作效率。
矿井通风就可以为井下创造一个较为舒适的气候环境条件。
因此，矿井通风非常必要和极为重要，必须引起高度重视。
二、矿井空气矿井空气来源于地面空气。
地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成。
上述气体按体积百分数计为：氧气(O2) 20．96％氮气(N2) 79．％二氧化碳(C02) 0．04％此外，还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。
地面空气进入矿井后，在成分和性质上将发生以下变化：1．氧气含量减少。
这是因为氧能与煤和其它有机物发生氧化，井下放炮、人员呼吸等都要消耗一部分氧气；此外，从煤、岩中泄出的各种有害气体混入空气中，会使氧气的比例相对减少。
2．混入各种有害气体和粉尘。
3．空气的压力、温度和湿度发生变化。
可见，矿井空气与地面空气是不同的。
矿井空气主要成分和有毒有害气体
矿井空气主要成分和有毒有害气体一、矿井空气主要成分矿内空气主要成分除氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）以外，还混有大量的有害气体，如瓦斯（CH4）、一氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、氨气（NH3）和氢气（H2）等。
二、气体的特性1、氧气（O2）氧气是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，当空气中的氧气浓度降低时，人体就可能不良的生理反应，严重时可能导致死亡（%为氧气浓度正常；%为氧气最小允许浓度；当空气中氧气浓度下降到17%时，人在静止状态下尚无影响，如果从事强度较大的活动或劳动时就会呼吸困难和心跳加速，引起喘息；当氧气浓度下降到15%时，人就会呼吸急促，感到迟钝，以致不能从事劳动活动；当氧气浓度下降到10%-12%时，人就会失去理智，如果时间稍长就会对生命构成威胁；当氧气浓度下降到6%-9%时，人则会失去知觉，如果不及时进行抢救就会造成死亡）。
《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20%。
2、氮气（N2）氮气是无色、无味、无臭的惰性气体，是空气的主要成分，它本身无毒、不助燃，也不供呼吸。
空气中氮气浓度升高，会造成氧气浓度相对降低，从而可能导致人员的窒息性伤害。
3、二氧化碳（CO2）二氧化碳是无色略带酸臭的气体，不助燃，也不供呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，对眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。
微量的二氧化碳对人体是无害的，它对人的呼吸有刺激作用；但二氧化碳的浓度过高时，也将是空气中的氧气浓度相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重时可能造成人员窒息。
《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风流中，二氧化碳不超过%，采取回风巷和采掘工作面回风巷回风流中二氧化碳浓度达到%时。
必须停止工作，撤出人员。
总回风巷或一翼回风巷中二氧化碳超过%时，必须查明原因，进行处理。
4、瓦斯（CH4）瓦斯的主要成分是甲烷（CH4），甲烷是一种无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度为，难溶于水，虽然无毒，但浓度较高时会引起窒息；在空气（氧气达到12%以上）中具有一定浓度（5%—16%）并遇到高温（650—750℃）时会引起爆炸。
矿井空气中的主要成分
矿井空气中的主要成分矿井空气是指位于地下矿井内的空气组成。
由于矿井深处通常没有充分的氧气供应，所以矿井空气中的成分与地表空气有所不同。
本文将详细介绍矿井空气中的主要成分。
首先，矿井空气中的主要成分是氮气。
氮气是一种惰性气体，占据空气的主要比例，通常约占78%。
这是因为地球大气层中的氮气含量非常丰富，在进入矿井空间时会被带入其中。
其次，矿井空气中的第二主要成分是氧气。
与地表空气相比，矿井空气中的氧气含量会下降，通常约为21%左右。
这是由于矿井深入地下，氧气很难通过自然通风或其他机制到达矿井深处。
因此，在矿井中，氧气供应可能是有限的。
然后，矿井空气中的第三主要成分是水蒸气。
矿井地下通常存在一定的地下水位，水蒸气会从地下水面向上蒸发，进入矿井空间。
水蒸气的含量通常取决于地下水位高低以及矿井通风状况等因素。
此外，矿井空气中还可能含有其他气体，如甲烷、硫化氢、一氧化碳等。
这些气体通常来自煤层瓦斯或其他地质作用的副产物。
这些气体的浓度和含量与具体矿井的地质条件相关，因此每个矿井的气体组成可能不同。
对于矿井空气的成分控制和处理，矿井通常会采取一系列的安全措施。
例如，通过通风系统提供足够的氧气供应，确保矿工能够呼吸到足够的新鲜空气。
此外，矿井也会安装气体探测器，以及相应的报警系统，及时发现和处理异常的气体浓度。
综上所述，矿井空气的主要成分主要包括氮气、氧气和水蒸气。
此外，矿井地下的特殊环境可能导致其他气体的存在，如二氧化碳、甲烷等。
理解和控制矿井空气的成分对矿工的健康和安全至关重要。
因此，在矿井开采过程中需采取相应的措施来确保矿工的生命安全。
煤矿矿井空气与有害气体
矿井空气的主要成分
氧气
是维持人体正常生理功能的重 要气体之一，占矿井空气的 18%-21%。
氮气
占矿井空气的50%-70%，是矿 井空气中的主要成分。
二氧化碳
占矿井空气的0.03%-0.06%，主 要来源于煤的氧化和生物呼吸。
甲烷
占矿井空气的0.01%-0.04%，主 要来源于煤层和岩石的天然释放。
矿井空气的质量标准
氧气浓度
根据《煤矿安全规程》，矿井内氧气 浓度不得低于18%。
甲烷浓度
根据《煤矿安全规程》，矿井内甲烷 浓度不得超过1%。
二氧化碳浓度
根据《煤矿安全规程》，矿井内二氧 化碳浓度不得超过0.5%。
其他有害气体浓度
如一氧化碳、硫化氢等其他有害气体， 其浓度也需符合相关安全标准。
02 有害气体
01
02
03
煤的不完全燃烧
在矿井中，煤在高温下不 完全燃烧会产生一氧化碳 等有害气体。
有机物的分解
在矿井中，有机物在缺氧 条件下分解会产生硫化氢、 甲烷等有害气体。
硝酸盐的分解
在矿井中，硝酸盐在高温 下分解会产生二氧化氮等 有害气体。
有害气体的危害
一氧化碳 硫化氢
甲烷 二氧化氮
可引起人体中毒，损害中枢神经系统，导致头痛、恶心、呕吐 等症状，严重时甚至可能导致窒息死亡。
定期检查通风设施，确保其完 好无损，能够正常工作。
合理布置通风设施，确保风 流能够顺畅地流动，避免出 现风流短路或风流受阻的情
况。
定期进行通风系统调整，确保 风流能够按照设计路线流动， 避免出现风量分配不均或风流
不稳定的情况。
定期检测矿井空气中有害气体含量
01
建立完善的检测制度，定期对矿井空气中有害气体进行检测， 包括一氧化碳、瓦斯、硫化氢等。
矿井空气
主要来源: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,
矿井空气中有害气体的最高容许浓度
有害气体名称
主要危害: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.0.005~0.01%,1~2小时后出现眼及呼吸道刺激,0.015~0.02%
主要来源: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.
卡他度分为:干卡他度,湿卡他度
干卡他度:反映了气温和风速对气候条件的影响,但没有反映空气湿度的影响.为了测出温度,湿度和风速三者的综合作用效果,
K d=41.868F/t W/m2
湿卡他度(Kw):是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他度,其实测和计算方法完全与干卡他度相同.
三,矿井气候条件的安全标准
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价矿井气候条件的指标之一.
特点:在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏.指标比较简单,使用方便.但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响,而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用.
2.湿球温度
湿球温度这个指标可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响,比干球温度要合理些.但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响.
.08%,40分钟引起头痛眩晕和恶心,0.32%,5~10分钟引起头痛,眩晕,30分钟引起昏迷,死亡.
矿井空气的名词解释
矿井空气的名词解释当谈到矿井空气时，我们通常指的是煤矿或其他矿山中的气态环境。
矿井空气与自由空气存在明显差异，主要由氮气、氧气、二氧化碳、甲烷等组成。
这些气体的特性和浓度对矿工的安全和健康具有重要影响。
以下将进一步探讨矿井空气的组成、流动和污染等相关问题。
1. 矿井空气的组成矿井空气主要由氮气（N2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）和甲烷（CH4）等气体组成。
氮气占空气的主要成分，约占78%，它在矿井空气中的浓度也较高。
氧气是矿工维持生存所需的重要元素，占空气的约21%。
二氧化碳主要通过人员和设备的代谢作用产生，浓度占空气的约0.03%。
甲烷是煤矿中常见的可燃气体，其浓度随矿井深度的增加而增加。
2. 矿井空气的流动矿井空气的流动是指空气在矿井内的传递和交换过程。
矿井的开拓和挖掘会破坏地下原有的气流平衡，因此需要通过适当的通风系统来保持空气的流通。
通风系统可以分为主通风和局部通风两种形式。
主通风是指通过采风井和回风井进行的整体通风，局部通风则是在矿工作面局部设置的通风设施。
矿井空气的流动对于矿工的安全至关重要。
良好的通风系统可以将有害气体及时排出，防止煤尘和甲烷积累引发爆炸和窒息事故。
此外，通风还有助于控制矿井温度和湿度，提供舒适的工作环境。
3. 矿井空气的污染矿井空气的污染主要来自于煤矿开采过程中产生的废气和煤尘。
废气包括煤的燃烧产物和人员、设备的代谢产物，如二氧化碳、一氧化碳、硫化物等。
这些废气中含有大量有毒有害物质，对矿工的身体健康造成威胁。
另外，煤尘也是煤矿空气中的重要污染源。
煤尘产生于采煤、运输和处理过程中，它不仅有机械性地影响呼吸道，还会在空气中悬浮，并引发尘爆和呼吸系统疾病。
为了保护矿工的健康，减少空气污染对矿井环境的影响，各国对煤矿采取了一系列的措施，如加强通风、降低煤尘产生和处理废气等。
4. 矿井空气的检测为了监测和控制矿井空气的质量，矿山通常配备空气检测系统。
这些系统可以实时监测矿井中的氧气浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度等参数，并通过报警器提醒矿工注意安全。
煤矿工人安全知识—矿井空气中有害气体与矿井气候
煤矿工人安全知识—矿井空气中有害气体与矿井气候一、矿井空气中的有害气体矿井空气中，有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、氨和瓦斯(有时单独指甲烷)等有害气体，这些气体的一般性质及对人体的危害(瓦斯另有专册介绍)，简述如下：一氧化碳一氧化碳主要在爆破过程、矿井火灾及瓦斯、煤尘爆炸时产生。
它无色、无味、无嗅，是一种毒性很大的气体。
当空气中的浓度达到o．4％时，短时间内会使人丧失知觉，以致死亡。
二养化氮二氧化氮主要来源于爆破过程，它是一种剧毒气体，对人的眼睛、呼吸道及肺部组织具有激烈的腐蚀作用，能引起肺水肿。
当其在空气中的浓度达到0．025％时，能使人在短时间内死亡。
二养化硫，二氧化硫无色，但具有硫磺气味。
它主要由含硫煤炭的氧化和自燃，以及在含硫煤层中进行爆破时产生。
二氧化硫对人的眼睛和呼吸系统有激烈的刺激作用。
当其在空气中的浓度达到o．05％时，会引起支气管炎、肺气肿，短时间内能导致人的死亡。
硫化氢硫化氢气体赋存于煤层中．在落煤过程中自然泄出，有机物腐烂和含硫矿物遇水时也可以分解出硫化氢。
这种气体无色、微甜、有臭鸡蛋味。
它是一种有激烈毒性的气体，对人的眼、鼻、喉的粘膜有刺激作用。
当空气中浓度达到0．1％时，短时间内会使人死亡。
防止井下空气中的有害气体中毒的主要措施是强化通风，将上述有害气体冲淡，《煤矿安全规程》第101条规定：一氧化碳浓度不得超过o．24％；二氧化氮不得超过0．025％；二氧化硫不得超过0．05％；硫化氢不得超过0．066％；另外氨气不得超过0．4％。
井下空气中有害气体浓度不应超过《规程》规定。
二、矿井气候矿井空气的气候条件，是指作业地点空气的温度、湿度和风速三者的综合状态对人体的散热效果而言。
井下采、掘工作面气候条件的好坏，直接影响工人的身体健康和劳作效率。
人吃进食物后，经过氧化作用要产生大量的热，其中一部分用以维持正常体温(36．5—37℃)，其余大部分热量都要散失到体外。
人体热量是通过辐射、对流和蒸发作用散失出去的。
矿井空气及气候条件
矿井空气及气候条件矿井生产过程中，必须连续不断地将地面空气输送到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有害气体和矿尘，制造良好矿井气候条件，确保井下作业人员的躯体健康和劳动安全。
第一节矿井空气成分一、地面空气地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸气的空气，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。
干空气的组成成分比较稳固，成分的数量差不多不变。
干空气成分的数量用体积浓度或质量浓度来表示，前者为某种气体的体积在干空气的总体积中所占的百分数；后者为某种气体的质量在干空气的总质量中所占的百分比。
其要紧成分如表1-1所示。
表1-1 干空气的组成成分表工程运算中，干空气可近似地仅考虑氧气和氮气，组成按氧气（21%）、氮气（79%）来运算。
干空气的物理参数如下：分子量28.97气体常数287.05 J/kg.K空气密度（0℃，1atm） 1.293 kg/m3湿空气中含有水蒸气，其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。
地面空气中，水蒸气的浓度随地区和气候而变化，其体积浓度变化范畴为0~4%。
此外，实际空气中还含有微量的污染气体和尘埃。
二、矿井空气的要紧成分及其差不多性质矿井空气要紧来源于地面空气，尽管发生了一系列变化，但其要紧成分仍旧是氧气和氮气。
1.氧气（O2）氧气是一种无色、无味的气体，相关于空气的比重为1.105，化学性质爽朗，易使其它物质氧化，能助燃，是矿井火灾以及瓦斯、煤尘爆炸的必要条件。
氧气是人呼吸所必需的气体，人的生命要紧是依靠吃进食物和不断吸入空气中的氧气，在体内进行新陈代谢来坚持的。
人对氧气的需要量取决于人的体质、精神状态和劳动强度等，人的需氧量与劳动强度的关系如表1-2所示。
表1-2 人体输氧量与劳动强度的关系空气中氧气浓度为21%左右对人的呼吸最为有利。
空气中氧气浓度的降低会阻碍人的健康，甚至危及生命。
矿井通风 1、矿井空气
人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系
人体主要症状
静止状态无影响，工作时会感到喘息、呼吸困难和强烈心跳。 呼吸及心跳急促，无力进行劳动。 失去知觉，昏迷，有生命危险。 短时间内失去知觉，呼吸停止，可能导致死亡。
氧气浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩、坑木和其他有机物的缓 慢氧化；爆破工作；井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有 害气体等。
2、矿井空气中的有害气体及其检测
四、防止有害气体危害的措施
1、加强通风。用通风的方法将各种有害气体浓度稀释到《煤矿安全规程》规定 的安全标准下，这是目前防止有害气体危害的主要措施之一。 2、加强对有害气体的检查。按照规定的检查制度，采用合理的检查方法和手段 ，及时发现存在的隐患和问题，采取有效措施进行处理。 3、瓦斯抽放。对煤层或围岩中存在的大量瓦斯，可以采取抽放的方法加以解决 ，这既可以减少生产矿井的瓦斯涌出，减轻通风负担，抽到地面的瓦斯还可以
空区和旧巷积水中放出。
2、矿井空气中的有害气体及其检测
表1.4 硫化氢的中毒程度与其浓度的关系
硫化氢浓度（体积）/%
0.0001 有强烈臭鸡蛋味 主 要 症 状
0.01
0.05
流唾液和清鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难
0.5~1h严重中毒，失去知觉、抽筋、瞳孔变大，甚至死亡
0.1
短时间内死亡
2、矿井空气中的有害气体及其检测
表1.5 二氧化硫的中毒程度与其浓度的关系
二氧化硫浓度（体积）/% 主 要 症 状 嗅到刺激性气味
0.0005
0.002
头痛、眼睛红肿、流泪、喉痛
0.05
引起急性支气管炎和肺水肿，短时间内有生命危险
2、矿井空气中的有害气体及其检测
矿井空气
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% 氧浓度（体积%）主要症状 氧浓度17 （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: 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10～ 氧浓度10～12 % （体积%）主要症状: 失去理智， （体积%）主要症状: 时间长有生命危险 氧浓度6 氧浓度6～9 % （体积%）主要症状: 失去知觉，呼 （体积%）主要症状: 吸停止，如不及时抢救，几分钟可导致死亡
矿井空气
2、二氧化碳（CO2） 、二氧化碳（CO （1）性质： CO2不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。CO2比空 不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。CO 气重（与空气的相对密度为1.52），在风速较小的巷边中 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CO 浓度较大，在风速较大的巷道中，CO 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CO 对人体无害。CO 在新鲜空气中含有微量的CO2对人体无害。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CO 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 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CO 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
（3）CO2的来源： 矿井空气中CO 矿井空气中CO2的主要来源是：煤和有机物的氧 化；人员呼吸煤尘爆炸等。此外，有的煤层与 岩层中也能长期持续地放出CO 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， 煤矿安全规程》 CO2的浓度不得超过0.5%，矿井总回风巷或一翼 的浓度不得超过0.5%，矿井总回风巷或一翼 回风巷中CO 浓度超过0.75%时，必须查明原因进 回风巷中CO2浓度超过0.75%时，必须查明原因进 行处理。
矿井通风讲解
第一节
矿井通风安全
矿井空气和风流
1.地面空气和矿井空气的区别 地面空气主要有氧、氮、二氧化碳等气体组成。它们在空气中 所占的体积百分率氧为20.96%，氮为79.00%，二氧化碳为 0.04%。另外地面空气中还含有水蒸气和微量粉尘等，但一般不 计入干空气的成分中。 地面空气进入井下后，就称为矿井空气，由于煤岩中涌出各种 气体以及可燃物的氧化，其成分将产生变化： (1)氧气含量减少；(2)混入各种有毒有害气体；(3)混入煤尘 和岩尘；(4)空气的温度、湿度、压力等发生变化。 2. 井下空气中主要成分 (1)氧气(o2) 氧气是无色、无味、无臭的气体，比空气稍重，相对密度为 1.11，微溶于水，它能助燃，易与其他物质发生氧化反应，是井下 人员呼吸和物质燃烧必需的气体。 因此，井下应阻止空气进入采空区和火区，以防止采空区煤炭 自燃及火区复燃；在正常通风的井巷中要保证充足的氧气，否则可 能会造成井下局部地点缺氧而发生危险(见案例1：某矿12.6窒息事
第五章
矿井通风安全
一般来讲，在矿井的进风线路上有冬暖夏凉的现象； 在采掘工作面及回风线路上变化不大。 (2)湿度 一般来讲，所说的湿度是指相对湿度。通常在矿井的 进风线路上有冬干夏湿的现象；在采掘面和回风线路上， 因温度常年变化不大，其湿度也变化不大，且都接近 100%。 (3)风速 风速的高低直接影响人体向外的散热，但人体向外散 热过快或过慢都是有害的。根据这一条件并结合其他限制 井巷风速的因素，《规程》在第101条对不同巷道的最高、 最低风速作了规定。
第五章
矿井通风安全
第二节 通风系统 (一).矿井通风系统
1.矿井通风方式(进出风井在井田内的布置形式) (1)中央式 进出风井均位于井田走向的中央，风流在井下的流动路线是折 返式的。 Ⅰ.中央并列式(济二、济三煤矿) 进、回风井均布置在井田走向、倾斜方向的中央。该方式具有 键井工期短、投产快的优。但其井底车场附近漏风大，通风管理比 较困难。适用于井田走向长度不大、瓦斯和自然发火都不严重的矿 井。 Ⅱ.中央分列式(北宿矿) 进风井在井田走向与倾斜方向的中央，而回风井一般位于井田 走向的中央沿倾斜方向的上部。该方式较中央并列式漏风有所改善， 通风线路有所缩短。适用于井田走向长度不大，瓦斯与自然发火比 较严重的矿井。
3矿井通风9矿井通风的基本理论
9.2
矿井通风动力
自然风压的形成和计算
简化的矿井通风系统
在一个有高差的闭合回路中，只要两侧有高差巷道中空气的温 度或密度不等，则该回路就会产生自然风压。自然风压为： HN=Zg(ρm1-ρm2)
自然风压的变化规律及其影响因素 A 自然风压变化规律
浅井自然风压随季节变化图
深井自然风压随季节变化图
B 自然风压的影响因素 （1）两侧空气柱的温度差。 （2）矿井深度。 （3）主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。 （4）地面大气压、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自 然风压也有一定影响，但影响较小。 C 自然风压的控制和利用 （1）应充分考虑利用地形和当地气候特点； （2）应适时调整主要通风机的工况； （3）要掌握自然风压的变化规律； （4）在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通 风； （5）利用自然风压做好非常时期通风。
i 1
n
hi
n
电动机功率 通风机转速
P 3 U I cos
大气参数：大气压力、温度和湿度 测定步骤 1.测定前的准备； 2.组织分工； 3.测定工作； 4.资料整理。
9.3
矿井通风阻力
同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的 流动状态。风流的流动状态有层流与紊流两种。 层流是指当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴 平行的方向做层状运动。 紊流是指当流速较太时，流体质点的运动速度在大小和方 向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，且在流 体内部存在着时而产生、时而消失的旋涡。 影响因素：流体的速度、粘性和管道尺寸。雷诺数表示： vd Re
9.1
矿井空气
矿井空气：由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合 气体。 主要组成：氧气、氮气、二氧化碳、水蒸汽、有害气体（瓦斯 、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氨气、氢气、矿 尘等。 氧气：维持人体生命和劳动必不可少。矿井空气中氧气浓度 降低的主要原因有：氧化；火灾、爆炸；煤炭自燃；人员呼 吸；爆破及生产产生的有害气体的混入。 氮气：井下氮气的主要来源是：地面大气、有机物的腐烂、 爆破、煤岩中涌出等。 二氧化碳：能维持正常呼吸。矿井空气中二氧化碳的主要来 源有：有机物的氧化、人员的呼吸、煤和岩石的缓慢氧化， 以及矿井水与碳酸性岩石的分解作用，爆破工作等。
矿井通风基本知识
矿井通风基础知识一、矿井通风概述（一）矿井空气1. 矿井空气主要成分矿井空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。
2.矿井空气中的有毒有害气体（1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。
一氧化碳毒性很强，吸入后可能发生中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。
一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。
（2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。
对人的眼睛、粘膜和呼吸系统受到强烈刺激。
浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。
硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。
（3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。
二氧化硫对人体有很大影响，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。
二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。
（4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻呼吸和肺组织损伤，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。
俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。
二氧化氮的主要来源是井下爆破。
（5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。
氨对人体上呼吸道粘膜有很大的刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。
氨气主要来源是井下爆破。
（二）矿山气候条件要求当煤矿工人在地下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。
（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
（2）矿井有害气体最大允许浓度见表3-1所示。
瓦斯、二氧化碳和氢气的允许浓度按《煤矿安全规程》的有关规定执行。
（3）采煤工作面的空气温度不得超过26 ℃，机电硐室的空气温度不得超过30 ℃。
项目一 矿井空气成分
2. 空气密度
M = V
P饱 P 0.00348 (1 0.378 ) T P
湿
P——空气的压力，Pa； T——热力学温度（T＝273+t），K； t —— 空气的温度，℃； φ —— 相对湿度，%； P饱——温度为t时的饱和水蒸气压力（差表可得），pa。
模块一 矿井空气成分【相关知识】
（三）新风与污风 新风：进入采掘工作面、硐室等用风地点之前，空气成 分或状态变化较小的风流。 污风：经过采掘工作面、硐室等用风地点之后，空气成 分或状态变化较大的风流。
二、矿井空气主要成分及安全标准
（一）氧气 无色、无味、无臭，略重于空气。氧是很活跃的化学元 素，易使多种元素氧化，能助燃。更重要的是，人类之所 以能够在地球上生存，就要不断地吸入氧气，呼出二氧化 碳。
模块一 矿井空气成分【思考与练习】
1. 地面空气进入矿井后在成分和性质上将发生哪些变化?为 什么会发生这些变化？ 2.《规程》对矿井空气主要成分有哪些规定？ 3. 简述一氧化碳的性质、来源、危害及安全标准。 4. 为了防止有害气体的危害，我们应该采取哪几个方面的措 施? 5. 大屯煤电公司徐庄矿技术员，用比长式CO检定管测定一 氧化碳浓度时发现了两个问题：（1）50毫升气样没送完， 检定管已达到最高值；（2）50毫升气样送完，棕色环并 没出现。请解释原因，并提出解决方案。 6. 采用检定管法快速测定气体浓度时，为何普遍使用比长式 检定管，而较少使用比色式检定管。
模块一 矿井空气成分【知识链接】
1. 大气压力 矿井通风中，习惯将压强称为压力。由于空气分子的 热运动，分子之间不断碰撞，同时气体分子也不断地和容器 壁碰撞，形成了气体对容器壁的压力。气体作用在单位面积 上的力称为空气的压力，用P表示。 地面空气压力习惯称为大气压，在不同标高处其大小 是不同的。地球周围大气层的厚度高达数千千米，越靠近地 表空气密度越大，空气分子数越多，分子热运动的平均动能 越大，所以大气压力也越大。此外，大气压力还与当地的气 候条件有关，即便是同一地区，也会随季节不同而变化，甚 至一昼夜内都有波动。
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井巷中的允许风流速度
井 巷 名 称
表⑹
允许风速%（m/s)
最低
无提升设备的风井和风硐 专为升降物料的井筒 风桥 升降人员和物料的井筒 主要进、回风巷 架线电机车巷道 运输机巷，采区进、回风巷 采煤工作面、掘进中的煤巷和半煤岩巷 掘进中的岩巷 其他通风行人巷道 1.00 0.25 0.25 0.15 0.15
最高
15 12 10 8 8 8 6 4 4
对于有瓦斯涌出的架线 电机车大巷， 规程也 规定了最低风速为 1.0m/s的要求。这主要 是考虑了由于风速低在 大巷的顶部容易积聚瓦 斯， 形成瓦斯层（又 称瓦斯云）， 当架线 电机车通过时常会发生 瓦斯燃烧与爆炸事故。
最高允许风速的规定
井巷中的最高允许风速的规定，主要是从人体的劳 动安全和健康及作业环境的要求来考虑的。 • 大巷中风速超过一定的数值，行走不便， 听觉也 受一定的影响， 在一些机车巷道中行走安全性差。 • 采掘工作面和采区的最高允许风速的规定，主要 是从采掘工作面和采区风巷的通风能力和防止煤 尘飞扬等因素考虑的。风速过高对降尘不利。一 般认为最优排尘风速为1.5-2.0m/s。
二、矿井空气
• ㈠、矿内空气概述 • 矿内空气是矿井井巷内气体的总称，它包括地面 进入井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体及浮尘。 • ㈡、地面空气的组成 • 地面空气主要由氧气O2占（20.96%）、氮气N2（ 79%）、二氧化碳CO2（0.04%）还有水蒸汽微生物和尘埃 等。
• 氧气 氧气是无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密 度为1.105，人体必须不断的吸入氧气，呼出二氧化碳， 以维持正常的生理机能
• 二氧化硫： • 有剧毒，能强烈刺激Байду номын сангаас及呼吸道黏膜。其主要来源 有：含硫矿物的氧化、燃烧，在含硫矿体中爆破以及含硫 矿层中涌出。 • 硫化氢： • 有剧烈的毒性，强烈刺激眼睛及喉咙。中毒时感到 头痛、呕吐乏力，严重时失去知觉，抽筋直至死亡。其只 要来源有：坑木等有机物腐烂和含硫矿物水化所产生的； 老空区积水中可能积存硫化氢，搅动时会放出；有些煤体 中也会涌出硫化氢。
矿井空气
高传书
矿井空气 矿 井 空 气 的 主 要 成 分
矿害 井气 空体 气 中 的 主 要 有 有条 害件 气的 体有 及关 矿规 井定 气 候 防成 治危 矿害 井的 有主 害要 气措 体施 造
矿 井 大 气 参 数
矿井空气的主要成分
氧
气
二 氧 化 碳
氮
气
• • • •
1. 氧气（O2） ⑴ 性质 ⑵ 对人体的影响 ⑶ 矿井空气中氧浓度降低的主要原因 • 人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系 氧浓度/% 17 15 10-12 6-9 主 要 症 状
氧 气
二 氧 化 碳
氮 气
一 氧 化 碳
硫 化 氢
二 氧 化 氮
二 氧 化 硫
氨 气
氢 气
一、矿井通风的基本概念及其基本任务
• ㈠、矿井通风的基本概念 • 矿内空气是矿井井巷内气体的总称，它包括地面进入 井下的新鲜空气和井下产生的有毒有害气体及浮尘。 • ㈡、矿井通风的基本任务 • 首先满足井下工作人员呼吸所必须的新鲜风量 • 有效的稀释和排除矿井生产过程中产生的瓦斯和各种 有毒有害气体达到允许的浓度 • 给井下工作人员创造一个良好的工作环境 • 所以要保证井下风流的质量（成分、温度、湿度和速 度）和数量符合国家安全卫生标准，防止各种伤害和爆炸 事故， 保障井下人员身体健康和生命安全。
人呼吸所需要的氧气量（表1）
状态 静 止 工 作
需氧量 (l/min)
0.25
1--3
劳动 强度大 >3
氧气浓度和人的感觉间的关系（表2）
氧气浓度 （%） 17% 15% 10-12%
人的感觉
工作时喘息 失去劳动能 丧失理智 和呼吸困难 力 时间长会死 亡
不同国家关于氧气浓度的规定（表3）
国家或组织
二氧化碳浓度/% 1 3
呼吸加深，但对工作效率无明显影响 呼吸急促，心跳加快，头痛，人体很快疲劳
4-5
6 7-9
呼吸困难，头痛，恶心，呕吐，耳鸣
严重喘息，极度虚弱无力 动作不协调，大约十分钟可发生昏迷
9-11
几分钟内可导致死亡
• 3. 氮气（N2） • ⑴ 性质 • ⑶ 氮气的主要来源
矿井空气的主要成分
（表5）
㈣、防治矿井有害气体造成危害的主要措施
• • • • • • ⑴加强通风 ⑵加强瓦斯检查和监测 ⑶瓦斯抽采 ⑷加强个体防护 ⑸加强盲巷管理 ⑹喷雾洒水降低有害气体含量。
㈤、矿井气候条件及相应规定
矿井气候条件是指井下空气温度、湿度和风速三者的综合 作用。人不论在体息或在工作时，身体不断的产生热量和散 失热量，以保持热平衡，使体温保持在36.5-37℃，如果失 去了这种平稳，人体就感到不舒服。这种热平衡直接受周围 气候条件的影响。因此，气候条件的好坏，对人体的健康和 劳动生产率的提高有着密切的关系。
• 氮气N2 是无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密 度为0.97，微溶于水，无毒，不助燃，但是空气中氮气含 量升高时，会使氧气含量降低，使缺氧区域人员窒息。井 下空气中的氮含量增加的主要原因是煤矿井下有机物的腐 烂、爆破作业以及煤岩层中释放出氮气。
㈢、井下空气中常见的有毒有害气体及相应规定 井下空气中常见的有毒有害气体
• 1.矿井空气的温度 • 《煤矿安全规程》规定：进风井口以下的空气温度必须在 2℃以上。 • 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℃；当空气温度超过时，必 须给予工人高温保健待遇。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。 • 新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算， 超温地点必须有制冷降温设计，配齐降温设施。 • 2.矿井空气的湿度 • 空气湿度是指空气中所含的水蒸气量，即空气的潮湿程度 。对人体比较适宜的相对湿度为50%--60%。 • 3.井巷中的风速 • 风流在单位时间内所流经的距离，称为井巷中的风速，简 称风速。
静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难 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 失去理智，时间稍长有生命危险 失去知觉，呼吸停止，如不及时抢救几分钟内可导致死亡
• • • •
2. 二氧化碳（CO2） ⑴ 性质 ⑵ 对人体的影响 ⑶ 二氧化碳的主要来源 • 二氧化碳中毒症状与浓度的关系 主 要 症 状
•综合机械化采煤工作面，由于产量高、 瓦斯涌出量大所以要求增大工作面的供 风量， 提出了提高综采工作面的风速要 求。规定在采取煤层注水湿润煤体和采 煤机喷雾降尘措施后， 可以适当加大风 速， 但是不得超过4.0m/s。
十三矿职工学校
谢谢！
中国
国际 劳工局
俄罗斯 德国
美国 日本
地点 氧气浓度（%）
进风流
进风流
工作地点
行人巷道
20
19
20
19
• 二氧化碳CO2 微毒、略带酸臭味、不助燃也不能供人呼 吸，相对密度为1.52%，易容于水，在新鲜空气中含有微 量的CO2对人体是无害的，对人体部分器官有刺激作用而 增强呼吸。浓度过大，会使氧气含量降低，引起缺氧窒息 ，如果空气中CO2超过1%人有呼吸中频率过快，3%呼吸量 增加1倍，5%呼吸困难。《煤矿安全规程》规定：不能超 过0.5%。多积存在巷道下部。
4.3-46%
无 无 无 4-74%
有机物 腐烂
爆破 含硫矿 物 爆破 电池充 电
井下有害气体的来源和中毒时的症状
• 一氧化碳： • 一氧化碳轻微中毒有头痛心跳耳鸣等症状，严重中 毒时会反应迟钝，失去行为能力，失去知觉，抽筋直至死 亡。它的主要来源是：爆破作业，井下火灾，瓦斯煤尘爆 炸。 • 二氧化氮： • 有剧毒，对眼、鼻、呼吸道及肺有刺激作用，引起 肺水肿。二氧化氮中毒会造成咳嗽、胸声带痉挛、呕吐腹 泻、神经麻木，直至死亡。其主要来源是：井下爆破作业 。
颜色 CO 无 气味 无 味道 无 密度 0.97 溶性 微 毒性 极毒 爆炸 性 13-75%
（表4）
来源 爆破火 灾 其它
H2S
NO2 SO2 NH3 H2
无
棕红 无 无 无
臭鸡蛋
刺激 硫磺 浓臭 无
微甜
无 无 无 无
1.19
1.57 2.2 0.58 0.07
易
极易 易 易 不
强毒
强毒 强毒 微毒 无毒