矿井通风资料.ppt
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1、矿井通井通风主主讲人人:栾玉涛栾玉涛 1.导语:近年来,随着机械化程度的提高,煤矿各类事故呈逐年下降的趋势。但瓦斯事故却呈上升态势,且多数为重特大事故,对国家、人民的生命、财产造成了极大的危害。这些事故除少数为自然因素外,还有管理问题等,但大多数是与广大职工安全意识薄弱,知识方面欠缺有关。我们有必要对广大职工进行矿井通风方面的教育学习,特别是一通三防方面的知识普及,以便预防灾害事故的发生和发生灾害事故时能够采取正确的措施去处理和逃生。2.矿井空气井空气 利用机械或自然通利用机械或自然通风动力,使地面空气力,使地面空气进入井下,并在井巷中作定向和定量入井下,并在井巷中作定向和定量地流地流动,最后
2、排出,最后排出矿井的全井的全过程称程称为矿井通井通风。目的、主要任目的、主要任务保保证矿井空气的井空气的质量符合要求。量符合要求。第一第一 节 矿井空气成份井空气成份定定义:地面空气地面空气进入入矿井以后即称井以后即称为矿井空气井空气。一、地面空气的一、地面空气的组成成地面空气是由地面空气是由干空气干空气和和水蒸汽水蒸汽组成的混合气体,亦称成的混合气体,亦称为湿空气湿空气。干空气干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微和其他一些微量气体所量气体所组成的混合气体。干空气的成的混合气体。干空气的组成成分比成成分比较稳定
3、,其主要成分如下。定,其主要成分如下。湿空气中含有水蒸气,但其含量的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化会引起湿空气的物理性质和状和状态变化。化。气体成分气体成分 按体按体积计 按按质量量计 备 注注 氧气(氧气(O2O2)20.96 23.32 20.96 23.32 惰性稀有气体氦、惰性稀有气体氦、氮气(氮气(N2N2)79.0 76.71 79.0 76.71 氖、氩、氪、二氧化碳(二氧化碳(CO2CO2)0.04 0.06 0.04 0.06 氙等氙等计在氮气中在氮气中3.二、二、矿井空气的主要成分及基本性井空气的主要成分及基本性质 新新鲜空气:空气:井巷中用井巷中
4、用风地点以前、受地点以前、受污染程度染程度较轻的的进风巷道内的空气,巷道内的空气,污浊空气:空气:通通过用用风地点以后、受地点以后、受污染程度染程度较重的回重的回风巷道内的空气,巷道内的空气,1 1氧气氧气(O(O2 2)氧气是氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体持人体正常生理机能所需要的气体,人体人体维持正常生命持正常生命过程所需程所需的氧气量,取决于人的体的氧气量,取决于人的体质、精神状、精神状态和和劳动强度等。度等。人体人体输氧量与氧量与劳动强度的关系度的关系 劳动强度度 呼吸空气量(呼吸空气量(L/minL/min)氧气消耗量(氧气消耗量(L/minL/min)休休 息息 6-15
5、0.26-15 0.20.40.4 轻 劳 动 20-25 0.6-1.020-25 0.6-1.0 中度中度劳动 30-40 1.2-2.630-40 1.2-2.6 重重 劳 动 40-60 1.8-2.440-60 1.8-2.4 极重极重劳动 40-80 2.5-3.140-80 2.5-3.1 4.当空气中的氧当空气中的氧浓度降低度降低时,人体就可能,人体就可能产生不良的生理反生不良的生理反应,出出现种种不舒适的症状,种种不舒适的症状,严重重时可能可能导致缺氧死亡。致缺氧死亡。矿井空气中氧井空气中氧浓度降低的主要原因有:度降低的主要原因有:人人员呼吸;煤岩和其他有呼吸;煤岩和其他有机
6、物的机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;此外,煤岩和生爆炸;此外,煤岩和生产过程中程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相度相对降低。降低。2 2二氧化碳二氧化碳(CO(CO2 2)二二氧氧化化碳碳不不助助燃燃,也也不不能能供供人人呼呼吸吸,略略带酸酸臭臭味味。二二氧氧化化碳碳比比空空气气重重(其其比比重重为1.521.52),在在风速速较小小的的巷巷道道中中底底板板附附近近浓度度较大大;在在风速速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。矿井井空空气气中中二二氧氧化化碳碳的的主主要要来来源源是
7、是:煤煤和和有有机机物物的的氧氧化化;人人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。爆炸等。5.3 3氮气氮气(N(N2 2)氮氮气气是是一一种种惰惰性性气气体体,是是新新鲜空空气气中中的的主主要要成成分分,它它本本身身无无毒毒、不不助助燃燃,也也不不供供呼呼吸吸。但但空空气气中中含含氮氮量量升升高高,则势必必造造成成氧氧含含量量相相对降降低低,从从而而也也可可能能造造成成人人员的的窒窒息息性性伤害害。正正因因为氮氮气气具具有有的的惰惰性,因此可将其用于井下防性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。火和防止瓦斯爆炸。矿井井
8、空空气气中中氮氮气气主主要要来来源源是是:井井下下爆爆破破和和生生物物的的腐腐烂,有有些些煤煤岩岩层中也有氮气涌出中也有氮气涌出,灭火人火人为注氮。注氮。三、三、矿井空气主要成分的井空气主要成分的质量(量(浓度)度)标准准 采采掘掘工工作作面面进风流流中中的的氧氧气气浓度度不不得得低低于于2020;二二氧氧化化碳碳浓度度不不得得超超过0.50.5;总回回风流流中中不不得得超超过0.750.75;当当采采掘掘工工作作面面风流流中中二二氧氧化化碳碳浓度度达达到到1.51.5或或采采区区、采采掘掘工工作作面面回回风道道风流流中中二二氧氧化化碳碳浓度超度超过1.51.5时,必必须停工停工处理理。6.第
9、二第二节 矿井空气中的有害气体井空气中的有害气体空气中常空气中常见有害气体:有害气体:COCO、NONO2 2、SOSO2 2 、NHNH3 3 、H H2 2 。一、基本性性一、基本性性质、一氧化碳(、一氧化碳(COCO)一氧化碳是一种无色、一氧化碳是一种无色、无味、无味、无臭的气体。相无臭的气体。相对密度密度为0.970.97,微,微溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化,当空气中一氧化碳碳浓度在度在13137575范范围内内时有爆炸的危有爆炸的危险。主要危害主要危害:血:血红素是人体血液中携素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的
10、氧气和排出二氧化碳的细胞。胞。一氧化碳与人体血液中血一氧化碳与人体血液中血红素的素的亲合力比氧大合力比氧大250250300300倍。一旦一倍。一旦一氧化碳氧化碳进入人体后,首先就与血液中的血入人体后,首先就与血液中的血红素相素相结合,因而减少了合,因而减少了血血红素与氧素与氧结合的机会,使血合的机会,使血红素失去素失去输氧的功能,从而造成人体氧的功能,从而造成人体血液血液“窒息窒息”。0.08%0.08%,4040分分钟引起引起头痛眩痛眩晕和和恶心,心,0.32%0.32%,510510分分钟引起引起头痛、眩痛、眩晕,3030分分钟引起昏迷,死亡。引起昏迷,死亡。主要来源主要来源:爆破;:爆
11、破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤井火灾;煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。瓦斯爆炸事故等。7.、硫化、硫化氢(H H2 2S S)硫化硫化氢无色、微甜、有无色、微甜、有浓烈的臭烈的臭鸡蛋味,当空气中蛋味,当空气中浓度度达到达到0.00010.0001即可嗅到,但当即可嗅到,但当浓度度较高高时,因嗅,因嗅觉神神经中毒麻痹,反而中毒麻痹,反而嗅不到。硫化嗅不到。硫化氢相相对密度密度为1.191.19,易溶于水,在常温、常,易溶于水,在常温、常压下一个体下一个体积的水可溶解的水可溶解2.52.5个体个体积的硫化的硫化氢,所以它可能,所以它可能积存于旧巷的存于旧巷的积水中。硫化水中。硫化氢能燃能燃烧,空气中
12、硫化,空气中硫化氢浓度度为4.34.345.545.5时有爆炸危有爆炸危险。主要危害主要危害:硫化:硫化氢剧毒,有毒,有强烈的刺激作用;能阻碍生物氧化烈的刺激作用;能阻碍生物氧化过程,使程,使人体缺氧。当空气中硫化人体缺氧。当空气中硫化氢浓度度较低低时主要以腐主要以腐蚀刺激作用刺激作用为主,主,浓度度较高高时能引起人体迅速昏迷或死亡。能引起人体迅速昏迷或死亡。0.0050.01%0.0050.01%,1212小小时后出后出现眼及眼及呼吸道刺激,呼吸道刺激,0.0150.02%0.0150.02%主要来源:主要来源:有机物腐有机物腐烂;含硫;含硫矿物的水解;物的水解;矿物氧化和燃物氧化和燃烧;从
13、老空区;从老空区和旧巷和旧巷积水中放出。水中放出。、二氧化氮(、二氧化氮(NONO2 2)二氧化氮是一种褐二氧化氮是一种褐红色的气体,有色的气体,有强烈的刺激气味,烈的刺激气味,相相对密度密度为1.591.59,易溶于水。,易溶于水。主要危害:主要危害:二氧化氮溶于水后生成腐二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很性很强的硝酸,的硝酸,对眼睛、呼吸道眼睛、呼吸道粘膜和肺部有粘膜和肺部有强烈的刺激及腐烈的刺激及腐蚀作用,二氧化氮中毒有潜伏期,中毒者作用,二氧化氮中毒有潜伏期,中毒者指指头出出现黄色斑点。黄色斑点。0.01%0.01%出出现严重中毒。重中毒。主要来源主要来源:井下爆破工作。:井下爆破工作。8.
14、4.4.二氧化硫二氧化硫(SO2)(SO2)二二氧氧化化硫硫无无色色、有有强烈烈的的硫硫磺磺气气味味及及酸酸味味,空空气气中中浓度度达达到到0.00050.0005即即可可嗅嗅到到。其相其相对密度密度为2.222.22,易溶于水。,易溶于水。主主要要危危害害:遇遇水水后后生生成成硫硫酸酸,对眼眼睛睛及及呼呼吸吸系系统粘粘膜膜有有强烈烈的的刺刺激激作作用用,可可引引起起喉喉炎炎和和肺肺水水肿。当当浓度度达达到到 0.0020.002时,眼眼及及呼呼吸吸器器官官即即感感到到有有强烈烈的的刺刺激;激;浓度达度达0.050.05时,短,短时间内即有致命危内即有致命危险。主主要要来来源源:含含硫硫矿物物
15、的的氧氧化化与与自自燃燃;在在含含硫硫矿物物中中爆爆破破;以以及及从从含含硫硫矿层中中涌涌出。出。5.5.氨气氨气(NH(NH3 3)无无色色、有有浓烈烈臭臭味味的的气气体体,相相对密密度度为0.5960.596,易易溶溶于于水水,。空空气气浓度度中中达达3030时有爆炸危有爆炸危险。主要危害主要危害:氨气:氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉头水水肿。主要来源主要来源:爆破工作,注凝胶、水:爆破工作,注凝胶、水灭火等;部分岩火等;部分岩层中也有氨气涌出。中也有氨气涌出。9.6.6.氢气气(H(H2 2)无色、无味、无毒,相无色、无味、无毒,相对密度密
16、度为0.070.07。氢气能自燃,其点燃温度比沼气气能自燃,其点燃温度比沼气低低100100200200,主要危害主要危害:当空气中:当空气中氢气气浓度度为4 47474时有爆炸危有爆炸危险。主要来源:主要来源:井下蓄井下蓄电池充池充电时可放出可放出氢气;有些中等气;有些中等变质的煤的煤层中也有中也有氢气涌出、或煤氧化。气涌出、或煤氧化。二、二、矿井空气中有害气体的安全井空气中有害气体的安全浓度度标准准 矿井空气中有害气体井空气中有害气体对井下作井下作业人人员的生命安全危害极大,因此,的生命安全危害极大,因此,规程程对常常见有害气体的安全有害气体的安全标准做了明确的准做了明确的规定,定,矿井空
17、气中有害气体的最高容井空气中有害气体的最高容许浓度度有害气体名称有害气体名称 符号符号 最高容最高容许浓度度/%/%一氧化碳一氧化碳 CO 0.0024CO 0.0024氧化氮(折算成二氧化氮)氧化氮(折算成二氧化氮)NONO2 2 0.00025 0.00025二氧化硫二氧化硫 SOSO2 2 0.0005 0.0005硫化硫化氢 H H2 2S 0.00066S 0.00066氨氨 NHNH3 3 0.004 0.00410.第三第三节 矿井气候井气候矿井气候:井气候:矿井空气的井空气的温度温度、湿度湿度和和流速流速三个参数的三个参数的综合作用。合作用。这三个参数三个参数也称也称为矿井气候
18、条件的三要素。井气候条件的三要素。一、一、矿井气候井气候对人体人体热平衡的影响平衡的影响新新陈代代谢是人是人类生命活生命活动的基本的基本过程之一。人体散程之一。人体散热主要是通主要是通过人体皮肤表人体皮肤表面与外界的面与外界的对流流、辐射和汗液蒸射和汗液蒸发这三种基本形式三种基本形式进行的。行的。对流散流散热取决于取决于周周围空气的温度和流速;空气的温度和流速;辐射散射散热主要取决于主要取决于环境温度;蒸境温度;蒸发散散热取决于周取决于周围空气的相空气的相对湿度和流速。湿度和流速。人体人体热平衡关系式:平衡关系式:q qm m-q-qw w=q=qd d+q+qz z+q+qf f+q+qch
19、chq qm m人体在新人体在新陈代代谢中中产热量,取决于人体活量,取决于人体活动量;量;q qW W人体用于做功而消耗的人体用于做功而消耗的热量,量,qm-qwqm-qw人体排出的多余人体排出的多余热量量;q qd d人体人体对流散流散热量,低于人体表面温度,量,低于人体表面温度,为负,否,否则,为正;正;q qz z汗液蒸汗液蒸发或呼出水蒸气所或呼出水蒸气所带出的出的热量;量;q qf f人体与周人体与周围物体表面的物体表面的辐谢散散热量,可正,可量,可正,可负;q qchch人体由人体由热量量转化而没有排出体外的能量;人体化而没有排出体外的能量;人体热平衡平衡时,q qchch=0=0;
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