第一章矿井空气ch1
第1章矿井空气-课件
矿井空气
空气成分
有害气体
矿井气候
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
空气成分 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
➢ 地面空气 强度等。
➢ 矿井空气 ➢质量标准
人体输氧量与劳动强度的关系
有害气体 矿井气候
劳动强度 呼吸空气量（L/min） 氧气消耗量（L/min）
• 20世纪40年代以来，矿井已使用功率约1500kW和3000kw的电力轴 流式和离心式大型扇风机。
河南理工大学 安全学院
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矿井空气
空气成分
有害气体
矿井气候
• 1672年入们只知道身穿潮湿衣帽，伏在底板上，手举一装有燃着 蜡烛的木棍，来点燃局部积存的沼气。出于危险，后来改用背上 共有燃着的蜡烛的骡马去点燃沼气。
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矿井空气
空气成分
有害气体
矿井气候
2．二氧化碳(CO2)
空气成分
二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二氧
➢ 地面空气 化碳比空气重（其比重为1.52），在风速较小的巷道中底板附
➢ 矿井空气 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。
➢质量标准
在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体的无害的。二氧
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矿井空气
空气成分
有害气体
矿井气候
矿井通风经历过较长的发展过程。
• 约在1640年，人们开始把进风和回风路线分开，以利用自然通风 压力进行矿井通风。
• 为了加大通风压力，1650年在回风路线上设置火筐，1787年又在 回风路线上设置火炉，使回风风流加热。
第一章 矿井空气
气体成分 按体积计／％ 按质量计／％ 备 注
氧气（O2） 20.96
23.32
惰性稀有气体氦、
氮气（N2） 79.0
76.71
氖、氩、氪、
二氧化碳（CO2）0.04
0.06
氙等计在氮气中
二、矿井空气的主要成分及基本性质
地面空气进入井下时，由于受到污染，其成分和性质要发生变化。 （1）氧气浓度降低，二氧化碳浓度升高； （2）混入各种有毒有害气体和矿尘； （3）空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发生变化。有新鲜空气和污浊空气之分。
第一章 矿井空气
基本知识：
1、什么是矿井通风？
利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井
的全过程称为矿井通风。
2、矿井通风的任务是什么？
（1）为井下提供足够的新鲜空气；
（2）冲淡和排除井下有毒有害气体和矿尘；
（3）为井下提供适宜的气候条件。
3、安全的概念 安全是指不会发生损失或伤害的一种状态。安全的实质就是防止事故，消除导致死亡、伤害、急性职业 危害及各种财产损失发生的条件。
思考题：若下列几种气体集中在巷道的话，应在巷道底板附近检测的气体是
。
（a）CH4 （b）CO2 （c）H2。
《煤矿安全规程》规定：
采掘工作面进风流中的二氧化碳浓度不得大于0.5%； 采掘工作面回风流中的二氧化碳浓度不得大于1.5%； 总回风流及一翼回风流中的二氧化碳浓度不得超过0.75%。
3．氮气(N2) 惰性气体，无毒、不助燃，也不供呼吸。但含氮量升高，则氧含量相对降低，窒息性伤害。
空气的压缩或膨胀、通风强度等多种因素的影响，有的起升温作用，有的起降温作用，在不同矿井、不同 的通风地点，影响因素和影响大小也不尽相同，但总的来看，升温作用大于降温作用，因此，随着井下通 风路线的延长，空气温度逐渐升高。
第1章矿内空气PPT课件
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• •
• •
• 2) 空气的压缩与膨胀 空气向下流动时，由于空
气柱的增加，空气受到压缩而产生热量，一般垂 深每增加100米，其温度升高1℃；相反，空气向 上流动时，则又因膨胀而降温，平均每升高100 米，温度下降0.8～0.9℃。 • 3) 氧化生热 矿井内的有机矿物、坑木、充填材 料、油垢、布料等都能氧化发热。例如，经氧化 生成2克二氧化碳时，可使1 3米空气升温14.5℃。 在煤层中的采准巷道，暴露煤面氧化产生的热量 较大，故回采工作面是通风系统中温度最高的区 段。
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10～12 6～9
矿内空气中氧浓度降低的主要原因
• • • • •
人员呼吸 煤岩和其他有机物的缓慢氧化 煤炭自然 瓦斯、煤尘爆炸 煤岩和生产过程中产生的各种有害气体 在井下通风不良的地点，如果不经检查 而贸然进入，就可能引起人员的缺氧窒息。 我国《煤矿安全规程》规定，矿内空气中氧 含量不得低于20%。
75.55 23.13 0.05 1.25
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矿内空气
• 地面空气进入矿井以后，由于受到污染，
其成分和性质要发生一系列的变化，如氧 浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种 有毒、有害气体和矿尘；空气的状态参数 （温度、湿度、压力等）发生改变等。一 般来说，将井巷中经过用风地点以前、受 污染程度较轻的进风巷道内的空气称为新 鲜空气（新风）；经过用风地点以后、受 污染程度较重的回风巷道内的空气，称为 污浊空气（乏风）。
气温过高或过低，对人体都有不良的影响。最适 宜的矿内空气温度是15～20℃。 • 1．影响矿内空气温度的主要因素 • 1) 岩石温度 • 岩层温度的三带
第1章 矿内空气
人体需氧量与劳动强度的关系
劳动强度
休息 轻劳动 中度劳动 重劳动 极重劳动 呼吸空气量 /L· min-1 ６～１５ ２０～２５ ３０～４０ ４０～６０ ４０～８０ 氧气消耗量 /L· min-1 0.2～0.4 0.6～１.0 1.2～１.6 1.8～2.4 2.5～3.0
人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系
二氧化碳浓度 （体积）/% 1 3 5 6 7～9 主 要 症 状 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 呼吸困难，头痛，恶心，呕吐，耳鸣
严重喘息，极度虚弱无力 动作不直协调，大约十分钟可发生昏迷 数分钟内可导致死亡
9～11
（3）二氧化碳（CO2）
• • • • • 矿井空气中二氧化碳的主要来源 煤和有机物的氧化；人员呼吸； 碳酸性岩石分解；炸药爆破； 煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。 此外，有的煤层和岩层中也能长期过续地放 出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然 大量喷出，给矿井带来极大的危害。
（1）一氧化碳（CO）
矿内CO的来源与允许浓度 • 空气中一氧化碳的主要来源有：矿内爆破 作业、煤炭自燃及发生火灾或煤尘、瓦斯 爆炸时都能产生一氧化碳 • 《规程》规定:矿内空气中CO浓度不得超过 0.0024% 。
1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
• （2）硫化氢（H2S） • 硫化氢无色、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。硫化氢对空气的相对密度为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。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。 • 硫化氢有剧毒，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。硫化氢中毒症状与浓度的关系如表1-1-5所示。
矿井通风与安全第1章 矿井空气与需风量
1.1 矿井空气的氧减少和二氧化碳增加
正常的地面空气进入矿井后，当其成分与地面空气 成分相同或相差不多时，称为矿内新鲜空气。由于井下 生产过程产生了各种有毒有害的物质，使矿内空气成分 发生了一系列的变化。其表现为：含氧量降低，二氧化 碳增加，并混入矿尘和有毒有害气体（如 CO,NO2,H2S,SO2等），空气的温度、湿度和压力也发 生了变化等。这种充满在矿内巷道中的各种气体、矿尘 和杂质的混合物，统称为矿内污浊空气。
3
3)我国《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风 流中氧含量为O2≥20%。 氧气浓度可用抽气筒和氧气检知管检查，或用多参 数检测报警仪测定，或设探头经监控系统自动测定。
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1.1.2 CO2增加 1)矿内空气中CO2增加的原因与矿内空气中氧含量 减少的原因大体相同。 2)CO2与人们的关系：当空气中CO2的浓度达到2% 时，人的呼吸次数上升50%；达到3%时，人呼吸急促, 心跳加快；达到9%~11%时，人有死亡危险。 3)我国《煤矿安全规程》规定：采掘工作面的进风 流中CO2浓度不得大于0.5%，矿井总回风、一翼回风中 CO2浓度不得大于0.75%；采掘工作面的回风流中CO2 浓度不得大于1.50%。
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1.2.4 氡及其子体 氡气(Rn)是一种无色、无味、透明的放射性气体； 对空气的相对密度为7.525；能溶于水，更易溶于油脂， 无腐蚀性，不能燃烧，也不能助燃，是一种惰性气体， 能被固体物质吸附。 氡气由铀衰变而成。在多金属共生矿床和沉积矿床 中存在含量很少的铀，多数情况下看不见铀矿物，只能 用放射性仪器才能发现。铀是一种天然放射性物质，铀 衰变后成了铀的子体，铀子体又要衰变，直到衰变成非 放射性物质为止。
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5)我国《煤矿安全规程》规定:矿内空气中CO浓度 不得超过0.002 4%(或24 ppm)（体积浓度），或30 mg/m3（质量浓度）。爆破后通风，CO浓度降至0.02%， 人员可进入。 体积浓度CV(%)和质量浓度Cm(mg/m3)之H2S,NH3,N2 NO2，易溶于水，后成硝酸。SO2，具强烈的硫磺 味，浓度为0.000 5%时，就可嗅到。H2S，浓度为 0.000 1%时,就可嗅到(臭鸡蛋味)。NH3，剧臭。我国 《煤矿安全规程》规定:矿内空气中NO2,SO2,H2S,NH3 浓度分别不得超过：0.000 25%,0.000 5%,0.000 66%,0.004%。
矿井通风知识
-第一章矿井空气第一节矿井空气的主要成分矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是20.96%、79%、0.04%一、氧气(O2)无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是1.05）能助燃和帮助人呼吸。
《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，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ；第100条规定：采掘工作面的进风流中，氧气浓度不得低于20%；人在一般情况下，在休息时的需氧量为0.2～0.4L/min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。
O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈15%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡二、氮气无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为0.97，矿井中主要用于灭火。
矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。
三、二氧化碳ＣＯ２ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于巷道的底板，易溶于水，略带毒性。
当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。
主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过0.5%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过0.75%时必须立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过1.5%时,采掘工作面风流中浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,采取措施进行处理。
四、矿井空气的检测方法取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。
快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管第二节矿井空气中的有害气体矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。
《矿井通风与安全》精品学习教案第1章矿井空气-10页文档资料
矿井通风与安全第一章矿井空气第一节矿井空气成份定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。
一、地面空气的组成地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，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定，其主要成分如下。
干空气的组成成分表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。
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。
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。
人体输氧量与劳动强度的关系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；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；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。
正因为氮气具有的惰性，因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。
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。
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。
第一章矿井空气
第一章矿井空气一、解释题1.新鲜空气：相对地面空气而言，枉成分和性质上变化程度不大的矿井空气称为新鲜空气，简称新风。
2.污浊空气：把经过井下工作面使用或受到井下浮尘和有害气体污染的，在成分和性质上变化程度较大的矿井空气称为污烛空气，简称污风或乏风。
3恒温带：岩层温度常年保持恒定不变的地带。
4地温率：是指在恒温带以下，岩层温度增加1℃时所增加的垂直深度（m）。
5绝对湿度：是指1,m3或1kg空气中所含水蒸气的克数，用f表示，单位是9/m3或9/9kg 6相对湿度：是指某一体积空气中实际含有的水蒸气量（f）与同温度下的饱和水蒸气量（f饱）的百分比。
二、填空题1地面大气的主要成分是氧气（O2）、氨气（N2)和二氧化碳（CO2),按体积计算他们在空气中所占有的比率（％）分别为20.90、78.13和0.03.2?煤矿安全规程?（以下简称?规程?）第一百条第二款对一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化硫和氨气等5种有害气体的最高允许浓度作了具体规定，其最高允许浓度分别是0.0024％、0.00025％、0.005％和0.04％.3人对氧气的需求是随人的体质强弱及劳动强度大小而定的，休息时，平均需氧量为025L/min，进行工作和行走时需氧量为1~3L/min。
空气中氧气浓度为21%左右时，最有利于人的呼吸。
4?规程?规定：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%。
5检测矿井空气成分及其浓度的方式有人工定点、定时检测和自动检测；人工检测方法有2种，1种称之为取样化验分析法另1种称之为就地检测法。
检定管检测法属就地检测法。
6检定管主要由外壳、堵塞物、保护胶、隔离层和指示胶等组成。
堵塞物用的是玻璃丝布、防声棉或耐酸涤纶，它对管内物质起固定作用。
保护胶是用硅胶作载体吸附试剂制成，其用途是除去对指示胶变色有干扰的气体。
隔离层一般用的是有色玻璃粉或其他惰性有色颗粒物质，它对指示胶起界限作用。
矿井通风与安全课件《通风部分》第一章 矿井空气
福建省经济发展中长期坚持“以电为先导，以煤为基 础”的能源方针。随着海峡西岸经济区建设步伐的加快， 能源需求也在快速增长。而煤炭是福建的主要能源，约占 全省能源消耗的70％。但我省是能源资源相对不足、缺油 缺气少煤的省份，能源自给率低。
1郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
2007年，全省煤炭使用量近5000多万吨，而全省生产 原煤仅近2200万吨。随着经济发展对煤炭等能源的依存度 日益升高，福建这个能源匮乏的沿海省份的能源压力也越 来越大。由于受铁路运输瓶颈制约，省外煤炭难以运入福 建，所以小煤矿对于我省整个矿业经济具有特殊的地位和 作用。
2郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
福建省煤矿安全生产存在的主要问题:
（一）地质条件复杂 福建煤矿企业90%以上为小煤矿，且地质构造极为复杂， 多为倾斜薄煤层，稳定性差，全省85％以上煤层出现褶曲 、断层、鸡窝煤、压薄带等现象，地表水系发育。这就决 定了福建煤矿大多数是矿井规模小、产量低，开采条件很 差。 （二）我省小煤矿装备和工艺十分落后，技术力量薄弱 大部分小煤矿开采技术落后，缺乏相应的技术和设备，有 许多还在使用最原始的采掘工具和方法，依靠人力、畜力 进行开采运输，生产效率低下。
12郭玉森 教授
《矿井通风与安全》序论
五、成绩评定 考核评价采用期末考试占50％、其中考试占10％、 六、主要参考书 课程设计占15％、实验占10％、平时作业占15％的综 合评定方法。
1．吴中立主编，《矿井通风与安全》，中国矿大出版社，1989年6月； 2．张国枢主编，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2000年7月； 3．《煤矿安全规程》2004年版； 4．张国枢编著，《矿井实用通风技术》，煤炭工业出版社，1992年12月； 5．王省身、张国枢编著，《矿井火灾防治》，中国矿业大学出版社，1989年 9月； 6．俞启香编著，《矿井瓦斯防治》，中国矿业大学出版社，1990年4月； 7．张国枢，戴广龙著，《煤炭自燃理论与防治实践》，煤炭工业出版社， 2002年3月；
第一章 矿井空气
第一章矿井空气本章重点：1．空气成分；2．矿井有害气体、来源及最高允许浓度；3．矿井气候条件。
利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。
目的、主要任务—保证矿井空气的质量符合要求。
第一节矿井空气成份定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。
一、地面空气的组成地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，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。
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。
（2）对人呼吸的影响：•在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧气中加入5%的二氧化碳，以刺激遇难者的呼吸机能。
•当空气中二氧化碳的浓度过高时，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。
矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸等。
考研必备_中国矿业大学 矿井通风与课堂笔记珍藏版1-2章
矿井通风与安全课堂笔记总结（珍藏版）1-2章第一章矿井空气本章重点：1、空气成分；2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度；3、矿井气候条件。
利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。
目的、主要任务—保证矿井空气的质量符合要求。
第一节矿井空气成份定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。
一、地面空气的组成地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，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。
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。
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。
人体输氧量与劳动强度的关系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；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸药爆破；煤炭自燃；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。
第一章 矿内大气001
第一章矿内大气
1、引起矿内空气温度变化的主要原因是什么？
2、试说明矿井进风段（没有滴水）为什么会出现冬季空气干燥，而夏季空气潮湿？
3、矿井总的排风量Q=2500米3/分，入风温度t
1=+5℃，空气相对温度φ
1
=70%，
排风温度t
2=+20℃，相对温度φ
2
=90%，求每昼夜风流由矿井中带走的水蒸气量。
4、某采场一次爆破火药量为150公斤，采场断面积为150米2，采场长度为
40米，求爆破后采场内的平均一氧化碳浓度（按体积计算）为多少？是允许浓度的多少倍？
5、某矿地温的测定值如下：
跨地表深度 Z
i
=30，60，90，120，180，210，240米
对应的地温 t
i
=7.8，8.4，9.1，9.5，10.5，11.0，12℃
求该矿地热增深率平均值为多少？
6、某矿恒温带的深度为－30米，恒温带的温度为7.5℃。
测量－60米处岩石的温度为8.1℃，－90米处的岩石温度为8.8℃。
试作增温线图，求井下－200米处岩石的温度。
7、某矿由于井下人员呼吸及其它作业产生的CO
2
量为5.52米3/分，求稀释
CO
2
到允许浓度所需的风量。
8、某矿井下局部采空区域，由于酸性水对石灰岩的作用及通风不良积蓄了
大量CO
2气体。
已测知CO
2
的含量为20%（体积比）求空气中氧的含量降低到多少？
9、某采场用深孔爆破，一次爆破爆下矿石200吨，矿石为含铀品位0.1%的褐铁矿，射气系数50%，求氡气析出量；欲使氡气不超过最大允许浓度，通风量应为多少？。
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第二节 矿井空气中的有害气体
２、硫化氢（H2S） 性质：硫化氢无色、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。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4.3～45.5％时有爆炸危险。
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。
第一 节 矿井空气成份
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。
第一 节 矿井 重劳动 极重劳动
人体输氧量与劳动强度的关系
呼吸空气量（L/min） 氧气消耗量（L/min）
6-15
0.2－0.4
20-25
0.6-1.0
30-40
1.2-2.6
40-60
1.8-2.4
40-80
2.5-3.1
第一 节 矿井空气成份
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。
氧浓度（体积）/% 17 15
10～12 6～9
主要症状
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，如有及时抢救几分钟内 可能导致死亡
第一 节 矿井空气成份
矿井空气中氧浓度降低的主要原因：
➢ 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； ➢ 煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，也使空气
• 当空气中二氧化碳的浓度过高时，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。
第一 节 矿井空气成份
（3）主要来源： 煤和有机物的氧化；人员呼吸；碳酸性岩石分解；炸
药爆破；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸等。
3．氮气(N2) 性质：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。 正因为氮气具有的惰性，因此可将其用于井下防灭火和防止 瓦斯爆炸。 氮气主要来源：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。
本章重点
矿内空气的主要成分、井下常见的有害气体、 矿井的气候条件。
第一章 矿井空气
第一 节 矿井空气成份
定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 一、地面空气的组成
地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体， 亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，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定。
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。 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。
第二节 矿井空气中的有害气体
2003年12月23日22时左右，重庆市开县高桥镇的川东北气矿 16H井发生特大井喷事故，造成243人死亡。
《通 风 安 全 学》
第一章 矿井空气
安全工程系
本章主要内容
第一节 矿井空气成份
一、地面空气的组成 二、矿井空气的主要成分及基本性质 三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准 第二节 矿井空气中的有害气体 一、基本性性质 二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 第三节 矿井气候 一、矿井气候对人体热平衡的影响 二、衡量矿井气候条件的指标 三、矿井气候条件的安全标准
第一 节 矿井空气成份
三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准
《规程》第100条，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。
第二节 矿井空气中的有害气体
空气中常见有害气体：CO、NO2、SO2 、NH3 、H2 。
一、基本性性质
１、一氧化碳（CO） 性质：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 13～75％范围内时有爆炸的危险。
第二节 矿井空气中的有害气体
３、二氧化氮（NO2） 性质：二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺
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。
第二节 矿井空气中的有害气体
CO中毒症状与浓度的关系
CO（ % ）
主要症状
0.02 2～3小时内可能引起轻微头痛
0.08
0.32 1.28
40分钟内出现头痛,眩晕和恶心。2小时内发生体 温和血压下降，脉搏微弱，出冷汗，可能出现昏 迷
5～10分钟内出现头痛，眩晕。半小时内可能出 现昏迷并有死亡危险。
第二节 矿井空气中的有害气体
主要危害：血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的 细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250～ 300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”。0 .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。
中的氧浓度相对降低。
第一 节 矿井空气成份
2．二氧化碳(CO2)
（1）主要性质: 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。 （2）对人呼吸的影响：
• 在抢救遇难者进行人工输氧时，往往要在氧气中加入5%的二 氧化碳，以刺激遇难者的呼吸机能。