矿井通风与安全中国矿业大学课件第1章矿内空气

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1、秦波涛王德明安全工程学院矿井通风与安全MineVentilationandSafety中国矿业大学多媒体教学课件矿井通风系统组成矿井通风概念:依靠通风动力，将定量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足各用风地点的需要，同时将用过的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程叫做矿井通风。矿井通风目的:是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。第1章矿内空气中国矿业大学多媒体教学课件第1章矿内空气1.1矿内空气成分及其基本性质1.2

2、矿内空气的主要物理参数1.3矿井气候1.4矿内空气的热力变化过程1.5实际气体的状态方程学习目标、重点与难点学习目标1、矿内空气的主要成分2、井下常见的有害气体3、矿内空气的主要物理参数4、矿井的气候条件，矿内空气的温度、湿度，风速，矿内气候参数的测定。重点与难点1、矿内空气主要成分及其性质2、井下常见的有害气体、来源及最高允许浓度3、矿井的气候条件（温度、湿度，风速）1.1矿内空气成分及其基本性质1.1.1矿内空气的主要成分1.1.2矿内空气中常见的有害气体□1.1矿内空气成分及其基本性质1.1.1矿内空气的主要成分井

3、下空气的主要来源是地面空气。地面空气是由多种气体组成的干空气和水蒸汽组合而成的混合气体。通常状况下，干空气各组分的数量基本不变。在混合气体中，水蒸汽的浓度随地区和季节而变化，其平均浓度约为1%；此外还含有尘埃和烟雾等杂质。表1-1-1干空气主要成分气体成分按体积计/%按质量计/%氮气（N2）78.1375.71氧气（O2）20.9023.17二氧化碳（CO2）0.030.05氩气（Ar）0.930.91其它（水蒸汽、惰性稀有气体和微量的灰尘与微生物等）0.010.161.1.1矿内空气的主要成分地面空气进入矿井以后，由于受到污染

4、，其成分和性质要发生一系列的变化，如氧浓度降低，二氧化碳浓度增加。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）。矿内空气主要成分除氧气（O2）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）、水蒸汽（H2O）以外，有时还混入一些有害气体，如瓦斯（CH4）、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）和矿尘等。1.1.1矿内空气的主要成分（1）氧气（O2）氧气是维持人体

5、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。空气中氧的浓度对人的健康影响很大。最有利于呼吸的氧浓度为21%左右；当空气中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。人体需氧量与劳动强度的关系劳动强度呼吸空气量/L·min-1氧气消耗量/L·min-1休息６～１５0.2～0.4轻劳动２０～２５0.6～１.0中度劳动３０～４０1.2～１.6重劳动４０～６０1.8～2.4极重劳动４

6、０～８０2.5～3.0氧浓度（体积）/%主要症状17静止时无影响，工作时能引起喘息和呼吸困难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。人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系（1）氧气（O2）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稀释在井下通风不良的地

7、点，如果不经检查而贸然进入，就可能引起人员的缺氧窒息。《煤矿安全规程》规定，采掘工作面的进风流中氧气浓度（按体积百分比计算）不得低于20%。为此，必须对矿井进行不断的通风，将适量的新鲜空气源源不断地送到井下。这是矿井通风最基本的任务之一。1.1.1矿内空气的主要成分（2）氮气（N2）氮气是无色、无味、无臭的惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，对空气的相对密度为0.97，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

8、防止瓦斯爆炸。矿井空气中氮气主要来源是：地面大气、井下爆破和生物的腐烂，有些煤岩层中也有氮气涌出。1.1.1矿内空气的主要成分（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，是一种较重的气体，很难与空气均匀混合，故常积存在巷道的底部，在