矿井通风与安全(中国矿业大学 课件) 第1章 矿内空气
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矿井通风与安全PPT课件
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第二章
防治瓦斯
预防瓦斯爆炸事故扩大
1.实行分区通风; 2.编制“矿井灾害预防和处理 计划; 3.清扫积尘，以防止煤尘参与 爆炸; 4.主要通风机出风井口装设防 爆门; 5.安设隔爆设施; 6.入井人员佩带自救器。
防治瓦斯
瓦斯
引火源
氧气
瓦斯只在一定的浓度范围内爆 炸，爆炸界限一般为5%～16%， 浓度为9.5％时，产生的温度与 压力也最大。瓦斯浓度7％~8 ％时最容易爆炸。
引起瓦斯爆炸的引爆火源温度 为650～750℃，煤矿井下的明 火、煤炭自燃、电弧、电火花、 赤热的金属表面以及撞击和摩 擦火花，都能点燃瓦斯。
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、建立合理的通 风系统
加强通风管理
• 2、实行分区通风
• 3、加强管理好通风 设施
• 5、及时调整通风系统
21
• 4、加强局部通风管理
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、健全机构，完 善制度
加强瓦斯管理
• 2、强化现场瓦斯检查
• 3、严格执行瓦斯管 理规定
瓦斯浓度7％~8％时最容易爆炸。 巷道安设消防管道和水阀。
害气体
煤工尘肺可分为矽肺、煤肺和煤矽肺3类。
第煤三矿节 安全煤规尘程爆中炸对的这特些征都及有条具件体的规定一。氧化碳
二氧化氮
硫化氢
8
第三节 通风系统及局部通风
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。
第一章
矿井通风
矿井主要通风机的工作方法
了解和掌握分工区域内各处瓦斯涌出状况和变化规律;
井下常见 《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%。
第二章
防治瓦斯
预防瓦斯爆炸事故扩大
1.实行分区通风; 2.编制“矿井灾害预防和处理 计划; 3.清扫积尘，以防止煤尘参与 爆炸; 4.主要通风机出风井口装设防 爆门; 5.安设隔爆设施; 6.入井人员佩带自救器。
防治瓦斯
瓦斯
引火源
氧气
瓦斯只在一定的浓度范围内爆 炸，爆炸界限一般为5%～16%， 浓度为9.5％时，产生的温度与 压力也最大。瓦斯浓度7％~8 ％时最容易爆炸。
引起瓦斯爆炸的引爆火源温度 为650～750℃，煤矿井下的明 火、煤炭自燃、电弧、电火花、 赤热的金属表面以及撞击和摩 擦火花，都能点燃瓦斯。
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、建立合理的通 风系统
加强通风管理
• 2、实行分区通风
• 3、加强管理好通风 设施
• 5、及时调整通风系统
21
• 4、加强局部通风管理
第四节 预防瓦斯爆炸的措施
第二章
防治瓦斯
• 1、健全机构，完 善制度
加强瓦斯管理
• 2、强化现场瓦斯检查
• 3、严格执行瓦斯管 理规定
瓦斯浓度7％~8％时最容易爆炸。 巷道安设消防管道和水阀。
害气体
煤工尘肺可分为矽肺、煤肺和煤矽肺3类。
第煤三矿节 安全煤规尘程爆中炸对的这特些征都及有条具件体的规定一。氧化碳
二氧化氮
硫化氢
8
第三节 通风系统及局部通风
矿井通风系统是矿井主要通风机的工作方法、通风方式和通风网络的总称。
第一章
矿井通风
矿井主要通风机的工作方法
了解和掌握分工区域内各处瓦斯涌出状况和变化规律;
井下常见 《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%。
PPT课件矿井通风与安全
PPT课件矿井通风与安全一、背景介绍矿山是一个特殊的工作场所，其中的安全问题是一个极其重要的问题。
矿井通风与安全是矿山工作的重要核心。
通风能够为工作人员提供清新空气、控制温度、降低火灾和爆炸的危险，同时还能加强人员的健康和舒适度。
而安全则是矿山工作中最重要的问题之一，任何工作人员都需要高度警惕危险，并做好预防措施。
二、通风系统的作用通风具有以下几个作用：1、提供空气通过排出浑浊的空气并提供清新的空气，保证有足够的氧气供工人呼吸。
同时，也能够管理矿井的气压、湿度、温度。
2、避免火灾和爆炸正确的通风系统能够有效地避免火灾和爆炸，因为通风可以将有害气体的浓度降低在可控的范围内，从而减少火灾和爆炸的危险。
3、控制煤尘的危险通风系统可以通过运用机械化系统，有效的控制煤尘的分布，以提升矿工的健康状况和安全保障。
4、提高工人的生产率通风系统能够为工人提供一个健康、舒适的工作环境，从而能够提高他们的生产效率和创造力。
三、通风系统的设计设计一个正确、适当的通风系统能够有效地提高矿山的生产效率，同时也能够提高工人的安全保障。
1、矿井输送空气的方法可分为以下三种方法：正立式通风正立式通风是通过水平流来将新鲜气体输送到矿井，配合有抽风机将有害气体抽出。
反立式通风反立式通风是通过气压来将新鲜气体输送到矿井，和正立式通风一样也要配合有抽风机将有害气体抽出。
混合式通风混合式通风结合了正立式通风和反立式通风的优点，既有水平气流也有气压，能够提供更加稳固矿井的通风需求。
2、通风出口与通道矿井的通风需求通常需要一个输出口和两个通道，其中一个用于输入新鲜气体，一个用于排出有害气体。
一个好的通道必须保证新鲜空气的流动性，避免气流反向。
在设计时需要考虑到通风的方向和情况。
3、通风设备需要考虑到通风设备的种类和适用性，作为设计师应该调查最新的技术知识并应用于解决矿井通风问题。
4、扩散孔与丰度调节为了使矿井的空气够均衡，需要在矿井内设置扩散孔。
矿井通风与安全中国矿业大学矿内空气动力学基础PPT课件
因此在△t时间里，外力对这段液体所作的总功 为：
W＝F1V1△t－F2V2△t＝ P1S１V1△t－ P2S2V2△t 按流体的连续性方程S1V1＝S2V2＝Q，代入上式得：
W＝(P1－P2)S1Vl△t＝ (P1－P2)Q△t＝ (P1－P2) v 式中 v——管道Sl、S1 ’间或S2、S2’间流体的体积。
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2.3 矿井风流能量(机械能)与压力
• 风流任一断面上的能量（机械能）由三部分 组成，压能，位能及动能。但在通风测量中， 他们并不以能量的形式出现，而是以压力的 形式出现，这三部分能量分别表示为静压， 位压和动压。
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一、压能 力（N）、压能（J/m3）、压力（N/m2，Pa ）
P=F/A=gh Pa
• 因此，如果液体的密度已知，h就可代表压力
N/m2 or
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相对压力、绝对压力、大气压力
16
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U型管水柱计一种简单并灵敏的测压计。分垂直与 倾斜两种，但不管哪一种都是由一根内径相同的玻璃管 弯成U形管，并在其中装入蒸馏水(或酒精)，在U形管中 间置一刻度尺所组成。当将它与测点和大气相连时，压 力大的一侧液面将下降。
由于所定基准面不同，位压的绝对值亦不同，但在 矿井通风中通常是比较两断面上的位压差，这时1、2断面 的位压差等于这段空气柱在单位面积上的重量 (hei＝ γ(Z1—Z2)＝ γZ1-2 Pa）。
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值得指出的是：由于在推导能量方程的 过程中矿井空气均按不可压缩流体来考虑的， 即重率不变。这样推导出来的公式便于应用， 比较简单。而实际上的矿井空气受矿井垂深 的影响，空气重率还是有些变化，为了弥补 这种由空气重率带来的误差，常把能量方程 写成如下形式：
W＝F1V1△t－F2V2△t＝ P1S１V1△t－ P2S2V2△t 按流体的连续性方程S1V1＝S2V2＝Q，代入上式得：
W＝(P1－P2)S1Vl△t＝ (P1－P2)Q△t＝ (P1－P2) v 式中 v——管道Sl、S1 ’间或S2、S2’间流体的体积。
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2.3 矿井风流能量(机械能)与压力
• 风流任一断面上的能量（机械能）由三部分 组成，压能，位能及动能。但在通风测量中， 他们并不以能量的形式出现，而是以压力的 形式出现，这三部分能量分别表示为静压， 位压和动压。
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一、压能 力（N）、压能（J/m3）、压力（N/m2，Pa ）
P=F/A=gh Pa
• 因此，如果液体的密度已知，h就可代表压力
N/m2 or
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相对压力、绝对压力、大气压力
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U型管水柱计一种简单并灵敏的测压计。分垂直与 倾斜两种，但不管哪一种都是由一根内径相同的玻璃管 弯成U形管，并在其中装入蒸馏水(或酒精)，在U形管中 间置一刻度尺所组成。当将它与测点和大气相连时，压 力大的一侧液面将下降。
由于所定基准面不同，位压的绝对值亦不同，但在 矿井通风中通常是比较两断面上的位压差，这时1、2断面 的位压差等于这段空气柱在单位面积上的重量 (hei＝ γ(Z1—Z2)＝ γZ1-2 Pa）。
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值得指出的是：由于在推导能量方程的 过程中矿井空气均按不可压缩流体来考虑的， 即重率不变。这样推导出来的公式便于应用， 比较简单。而实际上的矿井空气受矿井垂深 的影响，空气重率还是有些变化，为了弥补 这种由空气重率带来的误差，常把能量方程 写成如下形式：
PPT课件矿井通风与安全
PPT课件矿井通风与安全一、矿井通风的基本概念矿井通风是指在煤矿、金属矿山等地下工程中，通过通风管道或开口使新鲜空气进入矿井，排出废气或污气，控制矿井内空气质量和温度，保障矿井内作业人员的健康和安全。
二、矿井通风的作用和意义1、保障人员健康和安全矿井内长期存在的尘埃、有毒有害气体等大气污染物会引起作业人员慢性职业病，如矽肺病、尘肺病等，甚至会危及生命。
通过通风换气，保证矿井内作业环境清新无污染，有利于人们的健康和安全。
2、提高生产效率矿井通风还有助于控制矿井内的温度和湿度，改善采掘作业环境，减少矿工疲劳度，提高生产效率和品质。
3、保护设备和矿井设施矿井内长期存在的氧化作用、水分和腐蚀等因素严重影响设备和矿井设施的使用寿命和稳定性，矿井通风可以延长设备和矿井设施的使用寿命，降低维修成本。
三、煤矿通风系统的组成及分布煤矿通风系统主要由进入矿井的新鲜空气、矿井内的其它气体和出矿井的尾气组成。
通风系统是由揭井、主风机、分支管道、阻力区、风道过渡，气流调节和瓦斯抽放等配件组成的。
煤矿通风的基本形式是分层、径向、主次通道结合。
四、矿井安全煤矿及其它矿山的安全是极其重要的，它关系到工人的安全和国家的产业和安全。
1、矿井安全的主要危害(1) 瓦斯爆炸：因为矿井内煤层中蕴藏着一定量的瓦斯，如果未能有效爆炸，则可能导致煤矿及其它矿山的大量工人死亡。
(2) 煤矿事故：煤矿事故包括坍塌、顶板事故、煤矿地震、高地下水位、电气事故等。
2、矿井安全之解决措施矿井内的工作岗位应尽可能实现自动化和智能化，矿工应根据作业温度选择最适合的工作服装，尽量减少工人劳动强度和工频辐射。
同时，矿井内应设置明确的警示标志和安全措施，严格实施安全规程，定期开展安全培训，提高员工安全意识。
矿井通风和安全课件第一章矿内空气
n 1640 自然通风 n 1650 回风线路设置火炉（热风压） n 1849 蒸汽离心式通风机 n 1898 电力轴流式通风机 n 1862 关于煤自燃的文章 n 1813 安全油灯检查O2、CH4、CO2 n 1960s 风流环境参数监测 n 1970s 电子计算机应用
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
二氧化碳对人呼吸的影响
n 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。
n 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。
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劳动强度
呼吸空气量/L·min-1 氧气消耗量/L·min-1
休息 轻劳动 中度劳动 重劳动 极重劳动
６～１５ ２０～２５ ３０～４０ ４０～６０ ４０～８０
0.2～0.4 0.6～１.0 1.2～１.6 1.8～2.4 2.5～3.0
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
人体缺氧症状与氧浓度的关系
矿井通风和安全课件第一章矿内空气
二氧化氮的来源与允许浓度
n 矿内空气中二氧化氮的主要来源：井下爆破工作。 n 《规程》规定氮氧化合物不得超过0.00025%。
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
1.1.7 硫化氢（H2S）
n 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。硫化氢相对密度为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，可能积存于旧巷积水中。空气中硫化氢浓度为 4.3%～45.5%时有爆炸危险。
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
二氧化碳对人呼吸的影响
n 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。
n 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。
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劳动强度
呼吸空气量/L·min-1 氧气消耗量/L·min-1
休息 轻劳动 中度劳动 重劳动 极重劳动
６～１５ ２０～２５ ３０～４０ ４０～６０ ４０～８０
0.2～0.4 0.6～１.0 1.2～１.6 1.8～2.4 2.5～3.0
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
人体缺氧症状与氧浓度的关系
矿井通风和安全课件第一章矿内空气
二氧化氮的来源与允许浓度
n 矿内空气中二氧化氮的主要来源：井下爆破工作。 n 《规程》规定氮氧化合物不得超过0.00025%。
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矿井通风和安全课件第一章矿内空气
1.1.7 硫化氢（H2S）
n 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。硫化氢相对密度为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，可能积存于旧巷积水中。空气中硫化氢浓度为 4.3%～45.5%时有爆炸危险。
矿井通风与安全课件《通风部分》第一章 矿井空气
福建省煤矿安全生产现状
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；
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；
矿井通风与安全(中国矿业大学 课件)
矿井通风系统在现代矿业中的应用
现代矿业对通风系统要求高效、智能化。新技术的应用如自动控制、智能监测系统等能提高通风的管理和控制 水平，确保矿井的安全高效生产。
展望矿井通风发展的趋势
矿井通风系统将朝着智能化、自动化、节能环保化发展。新材料、新技术的引入将提高通风系统的性能和可持 续发展能力。矿井通风将在未来的矿业领域继续发挥重要作用。
矿井通风的原理与机制
通风原理涉及气流运动、压力差、气体扩散等机制。了解这些原理有助于优化矿井通风系统，确保良好的气流 分布和气体控制。
矿井通风系统的设计与建设
矿井通风系统的设计需考虑矿井结构、煤层气体特性、矿井布设和矿工工作需求。科学设计和合理布置可以提 高通风效果和能耗效率。
矿井通风系统的运行与维护
合理的运行和维护能保证通风系统的长期稳定运行。包括监测气体浓度、维 护风机设备、清洁管道、定期检查等。科学的操作和维护能提高系统的可靠 性和安全性。
矿井通风与安全生产的关系
矿井通风直接关系到矿工的生命安全和安全生产。良好的通风可以减少事故风险，降低工伤事故发生率，提高 矿井的安全性和可持续发展能力。
矿井通风与安全（中国矿 业大学 课件）
矿井通风是确保、原理与机制、系统设计与建设、运行与维护，以及其在现代矿业中 的应用和未来发展趋势。
通风在矿井中的重要性
优质的矿井通风系统可以保证矿工的健康和安全，有效降低事故风险，提高 生产效率。良好的通风还能有效控制煤尘、甲烷等有害气体的浓度，维持矿 井环境清洁。
矿井通风与安全中国矿业大学课件第1章矿内空气
• 1.5 实际气体的状态方程
学习目标、重点与难点
学习目标 1、矿内空气的主要成分 2、井下常见的有害气体 3、矿内空气的主要物理参数 4、矿井的气候条件，矿内空气的温度、湿度，风速，矿内
气候参数的测定。
重点与难点 1、矿内空气主要成分及其性质 2、井下常见的有害气体、来源及最高允许浓度 3、矿井的气候条件（温度、湿度，风速）
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
（4）二氧化硫（SO2）
二氧化氮的来源与允许浓度 • 矿内含硫矿物氧化、燃烧及在含硫矿物中
爆破都会产生二氧化硫，有时含硫矿层也 涌出二氧化硫。 • 《规程》规定矿内空气中二氧化硫最高容 许浓度为0.0005 %。
1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
（5）氨气（NH3） • 氨气为无色、有剧毒的气体，对空气的相
1.1 矿内空气成分及其基本性质
• 1.1.2 矿内空气中常见的有害气体 矿井常见的有害气体有一氧化碳、硫
化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、瓦斯 等。下面分别介绍。
1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
（1）一氧化碳（CO）
CO是一种无色、无味、无臭的气体，相对对密度为 0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。
1.1.1 矿内空气的主要成分
（1） 氧气（O2）
• 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气 体。人类在生命活动过程中，必须不断吸 入氧气，呼出二氧化碳。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。
矿井通风与安全课件
• 三、井下主要有害气体 • （一）甲烷（CH4） • 1、特征：俗称瓦斯、沼气，“三无”（但。 • 与其他气体化合有苹果香气味）；相对密度0·554，
绝对密度0·716㎏/m³，扩散性极强；本身不燃不 爆（与空气混合可燃可爆，爆炸界限5～16%）， 达到43%时，氧气降低到12%，有窒息危险。 • 2、主要来源：煤中固有。 • 3、《规程》规定如下：
第一章 井下空气
1、采掘工作面进风、局扇开关10m内、串联进 风流不得超过0·5%；
2、总回风、一翼回风，不得超过0·75% 3、采区回风、采掘工作面、采掘工作面回风都
不得超过1%； 4、排放瓦斯回风流、采掘工作面断电浓度不得
超过1·5%； 5、达到2%，体积0·5m³为局部积聚，必须进行
排放，排放严禁“一风吹”； 6、达到3%，不能排放，必须在24小时内封闭。
绪论
• 绪论
• 培训要求 • 1、应该了解内容： • 煤矿加强通风及通风管理的重要性 • 第一节 井下空气的成分 • 2、必须掌握内容： • （1）空气的主要成分及特性； • （2）有害、有毒气体的特性及《规程》规定； • （3）有害、有毒气体的主要防治措施。
一、加强通风及通风管理的重要性
400 350 300 250 200 150 100 50
生了变化。
第一章 井下空气
第一节 井下空气的成分
空气＝干空气＋水蒸气＝湿空气 表1－1 干空气的标准成分（p1)
成分气体
分子量
体积百分比
质量百分比
氮气（N2） 氧气（O2） 氩（Ar） 二氧化碳 其它气体
28.013 31.9988 39.934 44.00995
78.084 20.9476 0.934 0.0314 0.003
绝对密度0·716㎏/m³，扩散性极强；本身不燃不 爆（与空气混合可燃可爆，爆炸界限5～16%）， 达到43%时，氧气降低到12%，有窒息危险。 • 2、主要来源：煤中固有。 • 3、《规程》规定如下：
第一章 井下空气
1、采掘工作面进风、局扇开关10m内、串联进 风流不得超过0·5%；
2、总回风、一翼回风，不得超过0·75% 3、采区回风、采掘工作面、采掘工作面回风都
不得超过1%； 4、排放瓦斯回风流、采掘工作面断电浓度不得
超过1·5%； 5、达到2%，体积0·5m³为局部积聚，必须进行
排放，排放严禁“一风吹”； 6、达到3%，不能排放，必须在24小时内封闭。
绪论
• 绪论
• 培训要求 • 1、应该了解内容： • 煤矿加强通风及通风管理的重要性 • 第一节 井下空气的成分 • 2、必须掌握内容： • （1）空气的主要成分及特性； • （2）有害、有毒气体的特性及《规程》规定； • （3）有害、有毒气体的主要防治措施。
一、加强通风及通风管理的重要性
400 350 300 250 200 150 100 50
生了变化。
第一章 井下空气
第一节 井下空气的成分
空气＝干空气＋水蒸气＝湿空气 表1－1 干空气的标准成分（p1)
成分气体
分子量
体积百分比
质量百分比
氮气（N2） 氧气（O2） 氩（Ar） 二氧化碳 其它气体
28.013 31.9988 39.934 44.00995
78.084 20.9476 0.934 0.0314 0.003
最新矿井通风课件第1章矿井空气
河南城建学院
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矿井空气
空气成分
有害气体
矿井气候
一、教学内容：
1、矿井空气主要成分及其基本性质、质量浓度标 准
2、矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓 度标准、
3、矿井气候条件标准
二、重点难点：
1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准；
三、教学要求：
1、了解矿井空气各主要成分的基本性质；
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有害气体
矿井气候
空气成分
➢ 地面空气 ➢ 矿井空气 ➢质量标准
有害气体 矿井气候
第一节 矿井空气成份
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。其主要成分如下。
气体成分
按体积计／％ 按质量计／％ 备 注
矿井通风课件第1章矿井空气Fra bibliotek矿井空气
空气成分
一、学习该课程必要性：
有害气体
矿井气候
1.煤炭在我能源的地位？
2.煤矿开采主要存在哪些灾害？
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矿井空气
空气成分
有害气体
氧气（O2）
20.96
氮气（N2）
79.0
二氧化碳（CO2） 0.04
23.32 76.71 0.06
矿井通风与安全课件
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。
第一章 矿井空气(第1-4节)ppt课件
周围空气的 温度、风速
辐射
周围物体的 表面温度
蒸发
周围空气的 对湿度、风速
气候参数对人体散热的影响
空气温度低于体温：对流、辐射
气 候 参 数
温度
湿度 风速
空气温度等于体温：蒸发为主 空气温度高于体温：蒸发 影响汗液蒸发的效果 影响对流、蒸发效果
二、矿井空气的温度、湿度和风速
（一）矿井空气的温度
（七）氨气（NH3） 氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6， 易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸 性。 氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可 引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。 氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。 （八）氢气（H2） 氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最 轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%~74%时具有爆 炸危险。 井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生 火灾和爆炸事故中也会产生。
图1-2 比长式CO检测管结构示意图
图1-3 圆筒形压入式手动采样器结构示意图
表1-8 我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表
检测管 名称 CO 型号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ 1 1 1 1 1 测量范围 (体积比%) (5~50)×10-6 (10~500)×10-6 (100~5000)×106
最 小 分辨率 5×10-6 20×10-6 200×10-6 0.2% 1% 5×10-6 5×10-6 2.5×10-6 20×10-6 1% 0.5%
（三）二氧化碳（CO2） 无色、略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，不助燃 也不能供人呼吸，略带毒性，易溶于水。 当空气中的二氧化碳浓度过高时，将使空气中的氧气 含量相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重 时也能造成人员中毒或窒息。
辐射
周围物体的 表面温度
蒸发
周围空气的 对湿度、风速
气候参数对人体散热的影响
空气温度低于体温：对流、辐射
气 候 参 数
温度
湿度 风速
空气温度等于体温：蒸发为主 空气温度高于体温：蒸发 影响汗液蒸发的效果 影响对流、蒸发效果
二、矿井空气的温度、湿度和风速
（一）矿井空气的温度
（七）氨气（NH3） 氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6， 易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸 性。 氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可 引起喉头水肿，严重时失去知觉，以致死亡。 氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。 （八）氢气（H2） 氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最 轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%~74%时具有爆 炸危险。 井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生 火灾和爆炸事故中也会产生。
图1-2 比长式CO检测管结构示意图
图1-3 圆筒形压入式手动采样器结构示意图
表1-8 我国煤矿用比长式气体检测管主要性能表
检测管 名称 CO 型号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ 1 1 1 1 1 测量范围 (体积比%) (5~50)×10-6 (10~500)×10-6 (100~5000)×106
最 小 分辨率 5×10-6 20×10-6 200×10-6 0.2% 1% 5×10-6 5×10-6 2.5×10-6 20×10-6 1% 0.5%
（三）二氧化碳（CO2） 无色、略带酸臭味的气体，相对密度为1.52，不助燃 也不能供人呼吸，略带毒性，易溶于水。 当空气中的二氧化碳浓度过高时，将使空气中的氧气 含量相对降低，轻则使人呼吸加快，呼吸量增加，严重 时也能造成人员中毒或窒息。
矿井通风与安全精品课课件(上)
•
当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流
体层的接触面上，便产生粘性阻力(内摩擦力)以阻止
相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。
• 另外，在矿井通风中还常用运动粘度系数，和气体密 度有关，即和压力有关，这两个系数有如下的关系 （表１-２-１为几种有关流体的粘度）：
＝μ/，m２ /s
(1—2—4)
为理想气体。气体的分子作永不停息的
不规则运动，这种运动产生热能，故气
体分子运动是热运动，气体的物理参量
较多，其中比容、压力、温度是三个基
本参量。
• 1.1.2.1 空气的密度、比容及温度
•
1.空气的密度
•
空气和其他物质一样具有质量。单
位体积空气所具有的质量称为空气的密
度，用符号表示。空气可以看作是均质
等途径与周围环境进行热交换，散发到体外。人体代谢产热过程是体内生物
化学过程，而散热过程则是物理过程。在正常情况下，人体依靠自身的调节
机能，使产热和散热保持动平衡。
第一章矿井空气及调节
1.1.3.2 矿井气候对人体热平衡的影响
矿井气候是由空气温度、湿度，风速和辐射四要素组成的，它们都影 响着人体热平衡，且各要素之间的影响在很大程度上可以互换。例如，环 境相对湿度增高对人体所造成的影响可以被风速的增加所抵消。
为K(Kelvin)，用符号Ｔ表示。国际单位制还规
定摄氏(Celsius)温标为实用温标，用t表示，单
位为摄氏度，代号为℃。
•
摄氏温标的每1℃与热力学温标的每1 K完
全相同，温度是矿井表征气候条件的主要参数 之一。
第一章矿井空气及调节
• 1.1.2.2 空气的压力
•
空气的压力也称为空气的静压（绝对静压），用
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1.1.1 矿内空气的主要成分
（1） 氧气（O2）
• 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气 体。人类在生命活动过程中，必须不断吸 入氧气，呼出二氧化碳。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。
• 空气中氧的浓度对人的健康影响很大。最 有利于呼吸的氧浓度为21%左右；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。
中国矿业大学多媒体教学课件
第1章 矿内空气
第1章 矿内空气
• 1.1 矿内空气成分及其基本性质
• 1.2 矿内空气的主要物理参数
• 1.3 矿井气候
• 1.4 矿内空气的热力变化过程
• 1.5 实际气体的状态方程
学习目标、重点与难点
➢ 学习目标 1、矿内空气的主要成分 2、井下常见的有害气体 3、矿内空气的主要物理参数 4、矿井的气候条件，矿内空气的温度、湿度，风速，矿内
气是由多种气体组成的干空气和水蒸汽组 合而成的混合气体。
• 通常状况下，干空气各组分的数量基本不 变。在混合气体中，水蒸汽的浓度随地区 和季节而变化，其平均浓度约为1 %；此外 还含有尘埃和烟雾等杂质。
表1-1-1 干空气主要成分
气体成分
氮气（N2） 氧气（O2）
二氧化碳（CO2） 氩气（Ar）
其它（水蒸汽、惰性
气候参数的测定。
➢ 重点与难点 1、矿内空气主要成分及其性质 2、井下常见的有害气体、来源及最高允许浓度 3、矿井的气候条件（温度、湿度，风速）
1.1 矿内空气成分及其基本性质
• 1.1.1 矿内空气的主要成分 • 1.1.2 矿内空气中常见的有害气体
□
1.1 矿内空气成分及其基本性质
• 1.1.1 矿内空气的主要成分 • 井下空气的主要来源是地面空气。地面空
1.1.1 矿内空气的主要成分
• （3）二氧化碳（CO2） • 二氧化碳是无色，略带酸臭味的气体，比重为
1.52，是一种较重的气体，很难与空气 均匀混合， 故常积存在巷道的底部，在静止的空气中有明显 的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸，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。
• 在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害 的，但如果空气中完全不含有二氧化碳，则人体 的正常呼吸功能就不能维持。
（3）二氧化碳（CO2）
二氧化碳对人呼吸的影响 • 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。
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
（1） 氧气（O2）
• 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 ✓ 煤炭自燃 ✓ 瓦斯、煤尘爆炸 ✓ 煤岩和生产过程中产生的各种有害气体稀释
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。
• 《煤矿安全规程》规定，采掘工作面的进 风流中氧气浓度（按体积百分比计算）不 得低于20%。
• 为此，必须对矿井进行不断的通风，将适 量的新鲜空气源源不断地送到井下。这是 矿井通风最基本的任务之一。
1.1.1 矿内空气的主要成分
• （2）氮气（N2） • 氮气是无色、无味、无臭的惰性气体，是新鲜空
气中的主要成分，对空气的相对密度为0.97，它 本身无毒、不助燃，也不供呼吸。 • 但空气中若氮气浓度升高，则势必造成氧浓度相 对降低，从而也可能导致人员的窒息性伤害。正 因为氮气为惰性气体，因此又可将其用于井下防 灭火和防止瓦斯爆炸。 • 矿井空气中氮气主要来源是：地面大气、井下爆 破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。
1-3 二氧化碳中毒症状与浓度的关系
二氧化碳浓度 （体积）/%
主要症状
1
呼吸加深，但对工作效率无明显影响
3
呼吸急促，心跳加快，头痛，人体很快 疲劳
5
呼吸困难，头痛，恶心，呕吐，耳鸣
稀有气体和微量的灰尘
与微生物等）
按体积计 /% 78.13 20.90 0.03 0.93 0.01
按质量计 /% 75.71 23.17 0.05 0.91
0.16
1.1.1 矿内空气的主要成分
• 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。
• 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）。
• 矿内空气主要成分除氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化 碳（CO2）、水蒸汽（H2O）以外， 有时还混入一些有害气体，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）、氢气（H2）和矿尘等。
矿井通风与安全（中国矿业大学 课件） 第1章 矿内空气
Байду номын сангаас
矿井通风系统组成
矿井通风概念:依靠通风动力，将定量的新 鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井 下，以满足各用风地点的需要，同时将用过 的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不 断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程 叫做矿井通风。
矿井通风目的:是为井下各工作地点提供足 够的新鲜空气，使其中有毒有害气体、粉尘 不超过规定值，并有适宜的气候条件。
• 当空气中氧浓度降低时，人体就可能产生不良生理反
应，出现种种不适症状，严重时可能导致缺氧死亡。
氧浓度 （体积）/%
主要症状
17
静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难
15
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
10～12 失去理智，时间稍长有生命危险
6～9
失去知觉，呼吸停止，如不及时抢救几分钟内 可能导致死亡