矿井通风基本理论知识 Microsoft Word 文档

矿井通风基本理论知识

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ＣＯ２

ＣＯ２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。

一、矿井空气中的有害气体及其基本性质

(一)一氧化碳（CO）

基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是0.97,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。

有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。

浓度为0.016% 数小时后头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状

0.048% 1H内轻微中毒

0.4% 短时间内失去知觉、抽筋、30分钟内即可死亡

1% 1－3分钟就会死亡

中毒症状还有中毒者黏膜和皮肤呈樱桃红色

矿井中主要来源：爆破工作、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸（爆炸后浓度可达2－4%）。据统计资料表明，在矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸事故中约有70%－75%人员的死亡都是因CO中毒造成的。

《煤矿安全规程》规定：井下空气中CO浓度不得大于0.0024%

(二)硫化氢(H2S)

无色、微甜、臭鸡蛋味的气体，对空气的相对密度是1.19，易溶于水，当浓度为4.3%－46%时具有爆炸性。有剧毒，使血液缺氧同时对眼睛和呼吸道有强烈的刺激作用，能引起肺水肿。

矿井中的主要来源：有机物腐烂、含硫矿物遇水。

《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00066%

(三)二氧化硫(SO2)

无色、有强烈的硫磺气味，易溶于水，对空气的相对密度为2.32,有剧毒,被矿工称为”瞎眼气体”。

SO2 + H2O = H2SO3

矿井中的主要来源：含硫矿物的氧化和燃烧、含硫煤体中涌出。

《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.000５%

(四)二氧化氮(NO2)

红褐色气体,有强烈的刺激作用,相对空气的密度为1.59，易溶于水（生成硝酸）可引起肺水肿。

矿井中主要来源：炸药爆炸。

《煤矿安全规程》规定的最高允许浓度为0.00025%

(五)氨气

(六)氢气

《煤矿安全规程》规定：井下充电室风流中以及局部积聚处的氢气浓度不得

超过0.5%。

二、防止有害气体危害的措施

(1)加强通风 (2)加强检查 (3)瓦斯抽放(4)放炮喷雾或使用水炮泥

(5)加强管理;密闭的设置规范.(6)携带自救器(7)急救

第三节井下气候条件

井下气候是指井下空气的温度、湿度、风速三者综合所给予人的舒适感觉程度

1、温度

℃，K，℉

T=273.15+t

井下气温受地面气温、地层岩石温度、氧化生热与水分蒸发吸热、空气压缩与膨胀、通风强度等因素影响

进风路线上冬暧夏凉

《规程》第102条，采掘工作面气温不得超过26℃；机电硐室气温不得超过30℃

2、湿度

（1）绝对湿度fa（g/m3）

（2）相对湿度

=100fa/fs，%

当 =0时为干空气；当 =100%时为饱和空气；＜30%时蒸发过快，干燥； =80%~100%时蒸发困难，潮湿

井下进风路线冬干夏湿，回风路线常年潮湿

一般认为 =50%~60%为适宜

根据干球温度和干、湿球温度的差值可查出相对湿度

例：Q1=1000m3/min，t干1=22℃，

t湿1=21℃， 1=91%，fs1=19.3g/m3

fa1=91%×19.3=17.56g/m3

Q2=1100m3/min，t干2=14℃，

t湿2=14℃， 2=100%，fs2=12g/m3

fa2=100%×12=12g/m3

fa1＞fa2

W=W1-W2=Q1×fa1-Q2×fa2

=1000×17.56-1100×12

=4360g/min

=4360×60×24

=6.3t/d

空气的密度：为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。

湿空气由干空气和水蒸气构成，其密度ρ为单位体积气体具有的质量，Kg/m3。

t—湿空气的实测温度℃；

Ps、P—饱和水蒸气的绝对压力、湿空气绝对静压，Pa。

温度的测定规定：

1、掘进工作面，应在工作面距迎头2米处的回风流中；

2、长壁式工作面，回风巷距工作面10~15米的回风流中；

3、机电硐室，硐室回风道口的回风流中；

4、温度的测定点不应靠近人体、发热或致冷设备，至少距离0.5米;

温度的测定时间，一般在8：00~16：00的时间内进行。

第二章矿井通风

第一节矿井通风的基本任务

把地面空气不断送入井下，同时把污风排出井外的过程就是矿井通风