1、课 题：矿井空气；,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、检测仪器与方法； 2、矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施； 3、矿井气候条件标准、改善方法。 二、重点难点： 1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准； 2、气体检测仪器与检测方法； 3、防止有害气体危害的措施； 4、矿井气候条件各参数的测定仪表及测定方法。 三、教学要求： 1、了解矿井空气各主要成分的基本性质； 2、了解矿井气候条件的质量标准及改善办法； 3、掌握矿井空气各主要成分的质量浓度标准、检测仪表及方法； 4、掌握矿井气候条件各参数的测定仪表及方法。,
2、（一）什么是矿井通风？ 矿井通风_是指利用机械或自然方法，把地面的新鲜空气送入井下，稀释有毒有害气体浓度并排除污风的作业过程。,（二）矿井通风的任务是什么？ 1、对井下供给适当的新鲜空气 2、冲炎并排有毒有害气体除和矿尘 3、为井下作业创造良好的气候条件 4、保障职工身体健康和生命安全,课题1 矿井空气成分 一 、地面空气的组 1、什么是矿井空气地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。 2、地面空气是我们居住的地球表面包围着的地面大气，它由干空气和水蒸气组成的混合气体，在正常情况下干空气由下列几种成分组成： 按体积计算，其百分比如下：氧20.96%;氮79%;二氧化碳0.04%地面空气中还有水蒸气
3、，微生物和灰尘,1矿井空气的成分 矿井空气主要指矿井井巷内的空气，它主要来源是地面空气， 其主要成分：氧，氮，二氧化碳，此外混入其他有毒有害气体。 2、 矿内空气和地面空气的区别:,3、下空气中氧含量降低的原因：,鲜风和污风 1. 新鲜风井巷中没有经过用风地点的风流，也就是说受污染程度较轻的空气。 如：井底车场，运输石门，运输平巷中的空气,2、污风经过用风地点一后的，受污染程度较大的回风巷内的空气。如；经过回采工作面的，掘进工作面后，充电洞室后，火药库后的风流。 三 、矿井空气的基本性质,1、氧气（02） 氧是一种无色，无味，无臭的气体，比重为1.11，它能帮助燃烧，能帮助人员呼吸，化学性质较
4、活泼的气体。：无、毒性、对人体的作用：17%时，静止状态无影响，工作时喘息、呼吸困难和心跳；10%12%时失去理智，时间稍长，即有生命危险；69%时，失去知觉，呼吸停止，几分钟内不救即亡。 人休息时平均需氧量0.25 l/min，在工作时13l/min. 规程规定：在采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于20%。因此在井下通风不良的巷道中或发生瓦斯爆炸、煤尘爆炸后往往缺氧，进入这些地区，必须先检查气体浓度，避免缺氧窒息。氧气浓度可用AY-1型氧气检测仪来测定.,2、CO2 色：无、味：略带酸味、毒性：无、比重1.52、化学活泼性:不活泼，易溶于水。对人体的作用：1%时，呼吸感到急促；
5、3%时呼吸量增加两倍，人很快发生疲劳现象；4%5%时呼吸感到困难，耳鸣，血液流动加快；6%时，发生严重喘息，极度虚弱无力；10%时，头痛，处于昏迷状态；1012%时，呼吸处于停止状态；2025%时，中毒死亡。 由于其比重比空气重所以积存于通风不良的巷道底部及下山盲巷中，进入这些地区，必须先检查气体浓度，避免缺氧窒息。 规程规定：在采掘工作面进风流中，按体积计算，二氧化碳不得超过0.5%；矿井总回风流或一翼总回风巷中的二氧化碳浓度不得超过0.75%，采区回风道、采掘工作面回风道中二氧化碳浓度不得超过1%。（超过如何呢？） 井下二氧化碳主要来源：煤及坑木等的氧化；井下爆破工作；火灾及瓦斯、煤尘爆炸
6、；酸性矿井水水解；煤岩层中喷出；井下的人员呼吸等。,3、N2 色：无、味：无、毒性：无、比重0.97，不易水，不帮助燃烧，也不帮助人员呼吸，在高温下与氧化形成二氧化氮。 在正常条件下，对人体无害。在通风不良巷道内，大量氮气积存使氧气浓度相对降低，造成人员窒息。主要来源：井下爆破和生物腐烂，有些煤岩层也有氮气涌出。 四、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准 1、在采掘工作面进风流中，按体积计算，氧气浓度不得低于20%、二氧化碳不得超过0.5% 2、矿井总回风流或一翼总回风巷中的二氧化碳浓度不得超过0.75%，采区回风道、采掘工作面回风道中二氧化碳浓度不得超过1%。 3、在采掘工作面进风流中二氧化碳
7、浓度达到1.5%或采区、在采掘工作面回风流中二氧化碳浓度超过1.5%时，必须停工处理。,五、 矿井空气中有害气体,（一）、矿井空气中常见的有毒气体,（二）、矿井空气中常见的有害气体：,（三）、矿井空气中常见的爆找性气体：,1、硫化氢(H2S),2、二氧化硫（SO2）的主要性质,3.氮氧化物（NO2) 的主要性质：,4、一氧化碳的主要性质,5.瓦斯（CH4）的主要性质,安全规程对瓦斯CH4主要性质有关规定:,矿井总回风流或一翼总回风巷中的二氧化碳浓度不得超过0.75%,5.氨（NH3）,6氢（H2）,六、矿井空气的物理参数,六、矿井空气的物理参数 1、空气的质量单位体积空气所具有的质量称为空气的
8、密度；单位：Kg/ m3; 与P、t、湿度等有关。 2、空气的重量单位体积空气所具有的重量；单位：N; G= mg、g=9.81m/s2 3、体积：符号 单位：m3、cm3 4、温度描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标 T=273.15+t5、压力,5、压力,压,相对压力h： 单位：帕斯,绝对压力P 单位：帕斯,力,什么叫大气压力,大气层受到地心引力作用而呈现的压力称为大气压力。 当空气温度为0时，北纬45平面处的大气压力 为一个标准大气压 (101325 Pa),压力的有关单位,(1)标准大气压物理大气压，符号为atm。(2)工程大气压符
9、号为at。2单位及其换算(1)国际单位Pa、kPa、MPa、mbar、bar。(2)工程单位kgfcm2、kgfm2。(3)液柱高度mmHg、mmH2 O。(4)大气压的个数atm、at 换算关系：1 atm一760 mmHg一1 01325 mbar=101 325 Pa1 mbar一100 Pa=102 mmH201 mmHg一136 mmHzO一13333 Pa 矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm； 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa mmbar = 100 Pa = 10.2
10、mmH20,mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa,6、湿度空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。,湿 度 的 表 示 方 法,相对温度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量 与其同温下的饱和水蒸汽含量之比称为空气的相对湿度符号： 单位：%,绝对湿度每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气；符号：f g/m3,七、矿井空气中有毒有害气体检测,检 测 方 法,检测方法：,1、 取样分析法,2 、就地检测法,3、监测监控法,矿井空气中有毒有害气体检测,（一）取样分析法在井下采取气样本送地面化验室进行分析； 取样仪器：取样气球（二）就地检测法利用便携式检测仪表在现场中进行检测。 基本方法：检
11、定管检测法： 比色法比长法 比色法以变色深浅来确定有毒气体浓度 比长法以变色长度来确定有毒气体浓度煤矿中常的方法,检定管使用范围：CO、SO2、 NO2、H2S 、NH3 、H2等气体检测；煤矿井下空气中CO、SO2、 NO2、H2S 、NH3 、H2 等有害气体的含量测定，用比长式检测管法。 检定管原理它是根据待测气体和检测管中的指示粉发生化学反应后指示粉的变色长度来确定待测气体含量的。下面以比长式CO检测管为例说明检测原理及检测方法。,（如图11） 1一堵塞物，2一活性炭；3一硅胶；4一消除剂，5一玻璃粉；6一指示粉 如图11所示比长式CO检测管是一支直径646mm，长150mm的玻璃管，
12、以活性硅胶为载体，吸附化学试剂碘酸钾和发烟硫酸充填于管中，当CO气体通过检测管时，与指示粉发生反应，有碘生成，同时在玻璃管壁上形成一个棕色环，随着气体通过，棕色环向前移 动，移动的长度与气样中所含CO成正比。因此，可以根据玻璃管上的刻度直接读出CO的含量；, 其他有害气体的比长式检测管结构及工作原理与CO基本相同，只是检测管内装装的指示粉各不相同，颜色变化各有差异。表17是中国煤矿用比长式气体检测管主要性能表c检定配套使用的仪器抽气唧筒。主要结构如图12,由活塞筒、变换阀和拉杆等部分组成。活塞筒来抽取气样，变换阀可以改变气样流动方向或切断气流。当阀门把手3处于垂直位置时，活塞筒与接头胶管，当阀
13、门把手顺时针方向旋转水平位置时，活塞筒与气嘴相通；阀门把手处于45位置时， 变换阀将活塞筒与外界气体隔断。在活塞拉杆上刻有标尺，可以表示出手柄拉动到某一位置时吸入活塞筒的气样体积； 根据检测气体种数可分为单一气体检测器和复合气体监测器等。 复合气体监测器同时装四种气体传感器，也可以个更换不同气体的传感器，就可以测定不同类型的有毒有害气体浓度； 单一气体检测器只能检测一种有毒有害气体； 这种方法可以现场直接采用，也可以与计算机连接。,（三）监测监控法：对有毒有气体的浓度联续,检测范围：检测瓦斯、CO、H2S、02、烟雾、矿尘等 （四）瓦斯（CH4）检测仪器：检测瓦斯的仪器：光学瓦斯检定器、瓦斯检
14、测报警仪、瓦斯断电议。,八、煤矿井下气体监测采样工作1安全规定(1)采集密闭内气样时，要首先检查密闭外气样是否超限(瓦斯不超过1，不超过15，一氧化碳不超过24 ppn，氧气不低于20，其他气体符合规程规定，才能进行操作。(2)采样过程中要随时注意附近的顶底板及通风情况，严禁在危险区域操作。 (3)采样中要注意来往车辆和行人，以免被撞伤。2操作准备(1)带齐所用工具并进行详细检查，要求完整、齐全、准确、灵活好用。1)采样泵。要有足够酊排气压力，能迅速充足球胆，声音正常，保证连续使用小时。2)取样杆、取样球、胶皮管、球胆，要保证外观无损伤、无漏气3)温度计经过校验，刻度清晰、准确。4)多种气体检
15、定器和各种气体检定管。CO、CO2、02、CH4等检测范围合适，不失效5)备有微风管、笔记本、笔和其他工具，能保证正常使用，不发生安全事故。 (2)在正式采样之前，对球胆进行冲洗。,3操作顺序操作应遵照下列顺序进行：检查仪器工具一安全检查一采样一送分析室整理仪器工具。4正常操作(1)采样之前，首先对球胆进行冲洗。把预测地点的气体通过采样球或抽气泵压入球胆内，球胆中部膨胀厚度不小于5 。左手拿球胆底部，将球胆平放在大腿上，右下挤压球胆，排出球胆内气体，如此操作三次冲洗球胆。(2)采集密闭内气样。进入密闭前栅栏外，首先观察密闭外u形压差计，判断密闭是进风还是出风，如果密闭前没有U形压差计，可用微风
16、管或粉笔末检查该密闭是进风还是出风。1)密闭内进风时的采样。将取样胶管通过测气孔送入密闭内，或将胶管连接在留好的管子上，在胶管四周用黄泥或其他东西堵严实。不得使密闭外新鲜空气混入气样中，用采样泵连续取10 min以上，将采样球胆冲洗以后即可采样，将球胆充足后，用夹子夹紧球胆口，并填写采样记录，将标签贴在球胆上。2)密闭内出风时的采样。将取样胶管通过测气孔送入密闭内，或将胶管连接在留好的管子上，在胶管四周用黄泥或其他东西堵严实。用采样泵或取样球采样，将采样球胆冲洗以后即可采样，应将采样球胆充足后，用夹子夹紧球胆口，并填写采样记录等。3)取样完毕后，要将栅栏打好，防止其他人员误入。4)如密闭反水池
17、出水时，必须在取样的同时测量水温。,(3)在工作面隅角及巷道高冒处取样。将取样杆送至顶板1020 cm处，用抽气泵或取样球取样，视采样空间大小、气体来源等情况，具体决定对气样的置换时间和对球胆的冲洗次数，在取样的同时测量温度，应将球胆充足后，用夹子夹紧球胆口，详细观察该地点有无积热现象和自燃征兆，并做详细记录。(4)材料道、溜子道后部采空区取样。将取样杆送人后部采空区，用抽气泵或取样球取样，抽气时间不少于3 rain，在取样的同时测量温度，将球胆冲洗后才能取样，并仔细观察有无自燃征兆和积热现象，要做详细记录。(5)在材料道、溜子道风流及工作面架间取样。 1)在材料道、溜子道风流中取样时，应将取
18、样杆置于巷道上方，取样位置视现场情况而定，一般应设在停采线附近，在取样的同时测量温度。用取样球取样时，应将球胆按要求冲洗后才能取样。2)架间取样，应将取样杆置于工作面后部采空区或顶板上方，在取样的同时测量温度。将球胆按要求冲洗后再取样，应观察工作面有无积热、气味异常等现象，认真做记录。(6)探气孔取样用细竿或其他东西将胶管送入探气孔内(长度不少于1m)，并用黄泥将胶管周围堵严实。确保外部气体不得进人，用采样泵取样抽气时间不少于20 min，确保取到内部气样，将球胆按要求冲洗后才能取样。取样后要及时用棉纱等封实探气孔。(7)采样后应将球胆口绑扎牢固，以免漏气，应及时将气样送化验室进行气体分析。自
19、采样到气体分析间隔时间不得超过10h。(8)如果有炮烟，严禁采样。,5特殊操作火区采样工采样时要两人同行，进入采样地点前，应先检查甲烷、一氧化碳、氧气等气体，超限时禁止进入。6收尾工作(1)升井后及时将气样送化验室。(2)向值班人员汇报现场情况，并认真填写取样时间、地点、对应球胆号、温度等。九、防止有毒有害气体危害的措施1加强通风，降低浓度。防止有毒有害气体危害的根本措施就是加强通风，不断地供给井下新鲜空气，用适量的风量将各种有毒有害气体排除到矿井外或降到规程规定的安全浓度以下，以保证人员的安全与健康。2加强检查，争取主动。应用各种仪器仪表经常检查、监视井下各种有毒有害气体自情况，以便及时发现
20、问题并采取有效措施进行处理。3抽放排除，变废为宝。如果某种有毒有害气体的储藏量较大，可采用回采前预抽自方法，如许多矿井将瓦斯预先抽放出来送到地面，并加以利用。4禁人险区，避免窒息。井下通风不良的地区或不通风的旧巷道，往往积聚着大量毒有害气体，因此，应在其出口设置栅栏，并挂上“禁止入内”的牌子。如果要进入时， 须先进行检查，当确认对人体无害时才能进入。5喷雾洒水，减少生成。当工作面有二氧化碳涌出或因放炮产生二氧化氮时，应采户喷雾洒水的方法，使其溶解在水中。若在水中加入适量的石灰或药剂，效果会更好。,6及时抢救，减少伤亡。如果有人由于缺氧窒息或呼人了有毒有害气体而中毒时，须及时抢救并注意下列事项：
21、(1)立即将窒息者或中毒者移到新鲜风流中或送到地面，首先将中毒者嘴里妨碍呼吸白物体(如假牙、粘液、血、泥土等)清除，将领带、腰带、上衣解松，但对一氧化碳中毒牵要注意保暖，避免着凉。(2)给中毒者输送纯氧并进行人工呼吸，对一氧化碳和硫化氢中毒者，最好在纯氧中力人5的二氧化碳，刺激呼吸神经中枢，以增强其呼吸能力。(3)对二氧化氮和二氧化硫中毒者，只能用拉舌法或活动上肢法进行人工呼吸，刺激神经引起呼吸运动，不能用压迫胸部的人工呼吸，避免肺部水肿加剧。(4)对硫化氢中毒者可用浸有氯水的棉花或毛巾，放在患者嘴鼻旁，也可给患者喝少影稀氯水溶液解毒。(5)人体外部器官受毒气刺激时，可用药水冲洗。如眼睛受二氧化硫、二氧化氮和硫化氢等气体毒害时，可用1的硼酸水或弱明矾水溶液冲洗，喉咙受害时，可用苏打溶液或硼酸水漱口；受氨气毒害时，可用硼酸水或生理盐水漱口，用柔软毛巾擦身并冲洗眼鼻。,
