矿井通风学1矿内空气.ppt

矿井通风与安全 中国矿业大学 课程体系与学习方法 一、教学参考书 　　1.张国枢《通风安全学》 　　2.王德明 《矿井通风与安全》 　　3.黄元平《矿井通风》 　　4.赵以蕙 《矿井通风与空气调节》 　　5.俞启香《矿井瓦斯防治》 　　6.《中国矿井通风工程图集》 课程体系与学习方法 二、学习方法 课程教学与实验结合 课程设计与现场实习结合 三、基础课程（流体力学、传热学） 四、考试要求 评定成绩：期末考试成绩为准 考试范围：平时的复习思考题 矿井通风科学技术的发展 1640 自然通风 1650 回风线路设置火炉（热风压） 1849 蒸汽离心式通风机 1898 电力轴流式通风机 1862 关于煤自燃的文章 1813 安全油灯检查O2、CH4、CO2 1960s 风流环境参数监测 1970s 电子计算机应用 第一章 矿内空气 矿井通风目的：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。 矿井通风系统：主要通风机、通风网络巷道和通风构筑物组成。 矿井通风系统矿井的心脏与动脉，是保障矿井安全的最主要技术手段之一。 本章重点阐述矿内空气的主要成分、井下常见的有害气体、矿井的气候条件。 1.1 矿内空气成分及其基本性质 矿内空气 地面空气进入矿井以后，其成分和性质要发生一系列变化，如氧浓度降低，二氧化碳浓度增加；混入各种有毒、有害气体和矿尘；空气的状态参数（温度、湿度、压力等）发生改变等。 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）。 有毒有害气体成分 　　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是氧、氮和二氧化碳。在污浊空气中含有大量有毒有害气体：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）等。 1.1.1 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。 人体需氧量与劳动强度的关系 人体缺氧症状与氧浓度的关系 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。 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 1.1.2 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：井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。 1.1.3 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，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。 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。 二氧化碳中毒症状与浓度的关系 矿内二氧化碳的主要来源 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；煤炭自然；瓦斯、煤尘爆炸等。此外，有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳，有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出，给矿井带来极大的危害。 《规程》规定：进风流中二氧化碳不超过0.5%；总回风流中，二氧化碳不超过1%。 1.1.4 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。CO能燃烧，浓度在13～75%时有爆炸的危险；CO与人体血液中血红素的亲合力比氧大150～300倍（血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞）。一旦CO进入人体后，首先就与血液中的血红素相结合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去输氧的功能，从而造成人体血液“窒息”。 HbCO指数 CO随空气吸入后，通过肺泡进入血液循环，与血液中的血红蛋白（Hb）和血液外的其他某些含铁蛋白质（如肌红蛋白、二价