第1章+矿井空气

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1、第一章矿井空气第一节矿井空气成分第二节矿井空气中有害气体第三节矿井气候1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。1807年风量约200m3／min的活塞式空气泵、1849年转速约95r／min风量约500m3／min的蒸气铁质离心式扇风机、1898年电力初型轴流式扇风机相继

2、投入使用。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。31672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。1813年开始用安全油灯照明并检查沼气和二气化碳的浓度。20世纪40年代以来年种气体的检测技术有了较大的发展。特别是60年代以来，风流中各参数(沼气和一氧化碳的浓度．风速、压力、温度等)已经实现了遥测和遥讯。1745年，俄国科学家M．B．лOMOHOCOB发表了空气在矿井流动的理论，1764年法

3、国采矿工程师JARS发表了关于矿井自然通风的理论，成为矿井通风学科史上奠基的两篇论文。20世纪以来，发表和出版了许多关于矿井通风的论文和专著。现在矿井通风已成为内容丰富的一门学科。4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／％备注氧气（O2）20.9623.32惰性稀有气体氦、氮气（N2）79.076.71氖、氩、氪、二氧化碳（CO2）0.040.06氙等计在氮气中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

4、质和状态变化。空气成分有害气体矿井气候地面空气矿井空气质量标准5二、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。固有新鲜空气和污浊空所之分。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。尽管矿井空气与地面空气相比，在性质上存在许多差异，但在新鲜空气中其主要成分仍然的氧、氮和二氧化碳。空气成分有害气体矿井气候地面空气矿井空气质量标准6物理变化气体混入（CH4,CO2,H2S)固体混入(岩尘，煤尘，其他杂质）气象变化（温度、气压、

5、湿度—体积、浓度）化学变化井下一切物质的缓慢氧化爆破作业火区氧化（采空区自燃发火）人员的呼吸71．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劳动强度呼吸空气量（L/min）氧气消耗量（L/min）休息6-150.2－0.4轻劳动20-250.6-1.0中度劳动30-401.2-2.6重劳动40-601.8-2.4极重劳动40-802.5-3.1空气成分有害气体矿井气候地面空气矿井空气质量标准8矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：人员呼吸；煤岩

6、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。人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系氧浓度/%　主要症状17　　　　静止时无影响，工作时能产生喘息和呼吸困难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空气成分有害气体矿井气候地面空气矿井空气质量标准92．二氧化碳(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）

7、，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。在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体的无害的。二氧化碳对人体的呼吸中枢神经有刺激作用，所以在抢救遇难者进行人工输氧时用。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。空气成分有害气体矿井气候地面空气矿井空气质量标准103．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

8、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,灭火人为注氮。