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1、项目一 矿井有害气体的防治,任务1 测定空气成分和有害气体含量,任务2 制定防治有害气体的措施,能力目标：1、能使用便携式仪器和比长式鉴定管测定空气主要成分和矿井中有害气体浓度；2、能根据有害气体的危害程度，编制防治措施。,知识目标：1、能陈述矿井通风的任务；2、能解释矿井空气成分的主要性质和对人体的影响；3、能概述井下主要有害气体的主要性质、来源、危害；4、能说出煤矿安全规程对各种有害气体的允许浓度标准。,项目目标,项目一 矿井有害气体的防治,一、矿井空气的主要成分（一）地面空气与井下空气 1、地面空气的主要成分（1）氧气:20.96%（2）氮气:79%（3）二氧化碳:0.04%2、井下空气
2、与地面空气的不同（1）氧气含量减少；（2）有毒有害气体含量增加；（3）粉尘浓度增大；（4）空气的温度、湿度、压力等发生变化。3、新风与污风 新鲜风流（新风）：到达用风地点以前的风流，空气成分变化不大。污风风流（污风）：经过用风地点以后的风流,1、氧气（02）无色、无嗅、无味；对空气的相对密度 1.105；能助燃。氧气是维 持人体正常生理机能所不可缺少的气体。人在休息时的需氧量为0.20.4L/min；在工作时为13 L/min。,表1-1 人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系,（二）矿井空气主要成分的基本性质,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
3、灾和瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产中产生其他有害气体等。2、氮气（N2）无色、无味、无臭的惰性气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒，不能供人呼吸。氮气在正常情况下对人体无害，但当空气中的氮气浓度增加时，会相应降低氧气浓度，人会因缺氧而窒息。矿井中的氮气主要来源于：井下爆破；有机物的腐烂；天然生成的氮气从煤岩中涌出等,3、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。,表1-2 空气中二氧化碳浓度对人体的影响,二
4、氧化碳比空气重，常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。矿井中二氧化碳的主要来源有：煤和有机物的氧化；人员呼吸；井下爆破；井下火灾；瓦斯、煤尘爆炸等,（三）矿井空气主要成分的质量（浓度）标准 1、采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不低于20%；二氧化碳浓度不超过0.5%。2、矿井总回风巷或一翼回风巷风流中，二氧化碳超过0.75%时，必须立即查明原因，进行处理。3、采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时，采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时，都必须停止工作，撤出人员，进行处理。,（四）矿井空气主要成分的检测方法矿井空气主要成分
5、的检测方法可分为两大类：1、取样分析法：气瓶取样，分析仪器分析（气相色谱仪）。特点：分析精度高，定性准确；速度慢；操作复杂。适用于井下火区成分检测。2、快速测定法：（1）便携式仪器就地检测；（2）比长式鉴定管检测。特点：速度快；精确度稍差。,二、矿井空气中常见的有害气体,矿井空气中常见的有害气体主要有：CH4、CO2、CO、H2S、SO2、NO2、NH3、H2等。（一）矿井空气中的有害气体及其基本性质 1、甲烷（CH4）“三无”气体，对空气的密度0.554，微溶于水，渗透性和扩散性很强。本身无毒，但浓度过高时，会使人缺氧窒息。具有燃烧性和爆炸性。当浓度达到516%时，遇火源能发生剧烈爆炸。主要
6、来源：煤层中放出。2、二氧化碳（CO2）主要性质见第一节：矿井空气主要成分,3、一氧化碳（CO）一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%75%时遇火源有爆炸性。一氧化碳有剧毒。人体吸入含有一氧化碳的空气时，血液缺氧引起窒息和中毒。,表1-3 一氧化碳的中毒程度与浓度的关系,4、硫化氢（H2S）硫化氢是无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，当浓度达4.3%46%时具有爆炸性。硫化氢有剧毒。它不但能使人体血液缺氧中毒，同时对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。,一氧化碳中毒最显著的特征是：中毒者
7、粘膜和皮肤呈樱桃红色。矿井中一氧化碳的主要来源有：爆破工作；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。,表1-4 硫化氢的中毒程度与浓度的关系,矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。5、二氧化硫（SO2）无色、有强烈硫磺气味及酸味的气体，当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。易溶于水，相对密度为2.32，是井下有害气体中密度最大的，常常积聚在井下巷道的底部。二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。,表1-5 二氧化硫的中毒程
8、度与浓度的关系,矿井中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。6、二氧化氮（NO2）二氧化氮是一种红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，易溶于水。二氧化氮是井下毒性最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。,表1-6 二氧化氮的中毒程度与浓度的关系,7、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
9、，以致死亡。氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。8、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。,（二）矿井空气中有害气体的安全浓度标准,表1-7 矿井空气中有害气体最高允许浓度,（三）有害气体的检测方法,1、瓦斯（CH4）的快速检测方法 煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等,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
10、示粉的变色长度来确定待测气体浓度的。,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,（四）防止有害气体危害的措施1、加强通风。2、加强对有害气体的检查。3、瓦斯抽放。4、放炮喷雾或使用水炮泥。5、加强对通风不良处和井下盲巷的管理。6、井下人员必须随身佩带自救器。7、对缺氧窒息或中毒人员及时进行急救。一般是先将伤员移到新鲜风流中，根据具体情况采取人工呼吸（NO2、H2S中毒除外）或其它急救措施。,复习思考题,1、地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何不同？2、什么是矿井空气的新鲜风流？污风风流？3、氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧气减少的原因有哪些？4、矿井空气中氧气和二氧化碳的安全浓度标准分别是多少？5、矿井空气中常见的有害气体有哪些？它们的来源和对人体的影响如何？规程对这些有害气体的最高允许浓度是如何规定的？6、用比长式检测管法检测有害气体浓度的原理是什么？可用来检测哪些气体？7、防止有害气体危害的措施有哪些？,习 题,1、井下某采煤工作面的回风巷道中，已知CO2的绝对涌出量为6.5m3/min，回风量为520 m3/min，问该工作面回风流中的CO2浓度是多少？是否符合安全浓度标准？,
