矿井气候环境与检测培训课件

1、矿井气候环境与检测培训课件2引子引子1.1.2.2.采矿的学生如何看待石油开采？采矿的学生如何看待石油开采？3.3.煤炭资源有多宝贵？煤炭资源有多宝贵？ 1 18 81.351.35600=6480600=6480元元4.4.煤炭企业的贡献有多大？煤炭企业的贡献有多大？ 100100400=40000=4400=40000=4亿元亿元5.5.谁能阻挡煤炭企业的前进步伐？谁能阻挡煤炭企业的前进步伐？3通风安全学的产生通风安全学的产生1.1.我们需要什么样的空气？我们需要什么样的空气？2.2.我们需要多少风量？我们需要多少风量？3.3.如何产生这些风量？如何产生这些风量？4.4.如何使这些风量合理

2、分配到各用风地点？如何使这些风量合理分配到各用风地点？我们需要解决的问题是：我们需要解决的问题是：4学习中需要注意的几个问题学习中需要注意的几个问题一、该课程的学习的重点和难点一、该课程的学习的重点和难点 空气流动基本理论、通风阻力和动力、通风网络空气流动基本理论、通风阻力和动力、通风网络风量分配与调节、通风系统设计风量分配与调节、通风系统设计二、该课程学时分配二、该课程学时分配总共总共5252学时，计划课内学时，计划课内4848学时，实验学时，实验4 4学时学时三、成绩评定三、成绩评定平时成绩占平时成绩占20%20%，考试占，考试占80%80%。5主要参考书主要参考书1.1.矿井通风技术与发

3、展矿井通风技术与发展张友谊主编张友谊主编煤炭工业出版社煤炭工业出版社2.2.通风安全学通风安全学张国枢主编张国枢主编中国矿业大学出版社中国矿业大学出版社3.3.矿井通风与安全矿井通风与安全吴中立主编吴中立主编中国矿大出版社中国矿大出版社4.4.煤矿安全规程煤矿安全规程6目录目录第第1 1章章 矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测第第2 2章章 矿井空气流动基本原理矿井空气流动基本原理第第3 3章章 井巷通风阻力与技术管理井巷通风阻力与技术管理第第4 4章章 矿井通风动力与技术管理矿井通风动力与技术管理第第5 5章章 矿井通风风量分配与调节矿井通风风量分配与调节第第6 6章章 矿井通风系统矿井通

4、风系统第第7 7章章 矿井通风系统设计矿井通风系统设计第第8 8章章 矿井空调技术概论矿井空调技术概论7本章需要解决的问题本章需要解决的问题1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件u1.1.我们需要什么样的空气？我们需要什么样的空气？u2.2.矿井中哪些气体有害？他们是从哪儿来的？矿井中哪些气体有害？他们是从哪儿来的？对他们的控制要求是什么？对他们的控

5、制要求是什么？u3.3.相对于低海拔地区矿井，高海拔矿井具有哪些特殊相对于低海拔地区矿井，高海拔矿井具有哪些特殊的气候特点？的气候特点？u4.4.矿井有害气体的检测方法及检测原理是什么？如矿井有害气体的检测方法及检测原理是什么？如何对有害气体进行有效管理？何对有害气体进行有效管理？u5.5.如何评价矿井气候条件？如何评价矿井气候条件？81.1 矿井空气成分矿井空气成分定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。定义：地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。、地面空气的组成、地面空气的组成u地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体，亦称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。为湿空气。

6、u干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二干空气是指完全不含有水蒸汽的空气，由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。体。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件91.1 矿井空气成分矿井空气成分u干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下：干空气的组成成分比较稳定，其主要成分如下：

7、气体成分气体成分 按体积计按体积计 按质量计按质量计 备注备注氧气氧气（ O2 ） 20.9620.96 23.32 23.32 惰性稀有气体氦、惰性稀有气体氦、氮气氮气（N2） 79.079.0 76.7176.71 氖、氩、氪、氖、氩、氪、二氧化碳二氧化碳（CO2）0.04 0.04 0.06 0.06 氙等计在氮气中氙等计在氮气中u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质和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质和状态变化。状态变化。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气

8、体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件、井下空气成分的生成、井下空气成分的生成u物理变化物理变化u气体混入气体混入瓦斯、二氧化碳和硫化氢等气体从地层瓦斯、二氧化碳和硫化氢等气体从地层中涌出到井下空气中。中涌出到井下空气中。u固体混入固体混入井下各种作业所产生的微小的岩尘、煤尘井下各种作业所产生的微小的岩尘、煤尘和其他杂尘浮游在井下空气之中。和其他杂尘浮游在井下空气之中。u气象变化气象变化主要是由于井下空气的温度、气压和湿度的主要是由于井下空气的温度、气压和湿度的变化引起井

9、下空气的体积和浓度的变化。变化引起井下空气的体积和浓度的变化。101.1 矿井空气成分矿井空气成分1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件u化学变化化学变化u井下一切物质井下一切物质(煤、岩石、坑木、煤、岩石、坑木、等等)的缓慢氧化、爆的缓慢氧化、爆破工作、火区氧化破工作、火区氧化(指采空区的煤炭被空气氧化而逐渐起火的指采空区的煤炭被空气氧化而逐渐起火

10、的自燃现象和人员的呼吸等都会产生二氧化碳；自燃现象和人员的呼吸等都会产生二氧化碳；u井下的爆破工作、火区氧化和机械润滑油高温分解等都井下的爆破工作、火区氧化和机械润滑油高温分解等都能产生一氧化碳；能产生一氧化碳；u井下火区氧化和含硫煤的水解都能产生硫化氢；井下火区氧化和含硫煤的水解都能产生硫化氢；u井下火区氧化和含硫煤的缓慢氧化都产生二氧化硫；井下火区氧化和含硫煤的缓慢氧化都产生二氧化硫；u井下爆破工作能产生氧化氮井下爆破工作能产生氧化氮(NO2及及N2O5)；u井下充电硐室的电解能产生氢；井下火区氧化能产生氨井下充电硐室的电解能产生氢；井下火区氧化能产生氨(NH3)。111.1 矿井空气成分

11、矿井空气成分1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件u就煤矿而言，井下空气的成分种类共有就煤矿而言，井下空气的成分种类共有O2、CH4、CO2、CO、H2S、SO2、N2、NO2 (或或N2O5)、H2、NH3、水水蒸气和浮尘十二种。蒸气和浮尘十二种。u在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持在上述成分中，氧是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够

12、的浓度，其余九种足够的浓度，其余九种(水蒸气除外水蒸气除外)气体和浮尘，超气体和浮尘，超过一定浓度时，对人体都是有害的。这九种气体又过一定浓度时，对人体都是有害的。这九种气体又名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指名为广义的矿井瓦斯，而狭义的矿井瓦斯则专指CH4。CH4是煤矿井下普遍存在的气体，在一定浓度范是煤矿井下普遍存在的气体，在一定浓度范围内，具有爆炸性。所以，围内，具有爆炸性。所以，CH4是煤矿井下最危险的气是煤矿井下最危险的气体。体。121.1 矿井空气成分矿井空气成分1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井

13、空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件131.1 矿井空气成分矿井空气成分、矿井空气的主要成分及基本性质、矿井空气的主要成分及基本性质新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻新鲜空气：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回风巷道内的空气1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.

14、21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件141.1 矿井空气成分矿井空气成分氧气氧气(O(O2 2) ) 氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体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。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需氧量与劳动强度的关系 劳动强度劳动强度 呼吸空气量（呼吸空气量（L/minL

15、/min） 氧气消耗量（氧气消耗量（L/minL/min） 休休 息息 轻轻 劳劳 动动 中度劳动中度劳动 重重 劳劳 动动 极重劳动极重劳动 40-80 2.5-3.140-80 2.5-3.11 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件151.1 矿井空气成分矿井空气成分 当空气中的氧浓度降低时，人体就可能产生不良的生当空气中的氧浓度降低时，人体就可能

16、产生不良的生理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺理反应，出现种种不舒适的症状，严重时可能导致缺氧死亡。氧死亡。矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：矿井空气中氧浓度降低的主要原因有：u人员呼吸；人员呼吸；u煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；u煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；u此外，煤岩和生产过程中产生的各种有害气体，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。也使空气中的氧浓度相对降低。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.3

17、1.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件161.1 矿井空气成分矿井空气成分二氧化碳二氧化碳(CO(CO2 2) ) 二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二二氧化碳不助燃，也不能供人呼吸，略带酸臭味。二氧化碳比空气重（其比重为氧化碳比空气重（其比重为1.521.52），在风速较小的巷），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。能与空气均匀地混合。 矿井空气中二氧化碳的主要来源是：煤和有机物的氧

18、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。燃；瓦斯、煤尘爆炸等。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件171.1 矿井空气成分矿井空气成分氮气氮气(N(N2 2) ) 氮气是一种惰性气体，是新鲜空气中的主要成分，氮气是一种惰性气体，是

19、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。正因为氮气具有的可能造成人员的窒息性伤害。正因为氮气具有的惰性，因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆惰性，因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。炸。 矿井空气中氮气主要来源是：井下爆破和生物的腐烂，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有些煤岩层中也有氮气涌出, ,灭火人为注氮。灭火人为注氮。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1

20、矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件181.1 矿井空气成分矿井空气成分、矿井空气主要成分的质量、矿井空气主要成分的质量(浓度浓度)标准标准u采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于2020；u二氧化碳浓度不得超过二氧化碳浓度不得超过0.50.5；u总回风流中不得超过总回风流中不得超过0.750.75；u当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达

21、到1.51.5或采区、或采区、 采掘工采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.51.5时，必须停工处理。时，必须停工处理。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件191.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体空气中常见有害气体：空气中常见有害气体：COCO、NONO2 2、SOSO2 2 、NHNH3 3 、H

22、H2 2、矿井空气中常见有害气体、矿井空气中常见有害气体1.2.1.1.2.1.、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。相对密度为对密度为0.970.97，微溶于水，能与空气均匀地混合。一氧，微溶于水，能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在化碳能燃烧，当空气中一氧化碳浓度在13137575范围内范围内时有爆炸的危险。时有爆炸的危险。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区

23、矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件201.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体主要危害：血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细主要危害：血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250250300300倍。一旦一氧化碳进入人体后，首先就与血液中的血红素相结倍。一旦一氧化碳进入人体后，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合，因而减少了血红素与氧结合的机会，使血红素失去

24、输氧的功能，从而造成人体血液功能，从而造成人体血液“窒息窒息”。0.08%0.08%，4040分钟引起头痛眩晕分钟引起头痛眩晕和恶心，和恶心，0.32%0.32%，5 51010分钟引起头痛、眩晕，分钟引起头痛、眩晕，3030分钟引起昏迷，分钟引起昏迷，死亡。死亡。主要来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故主要来源：爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。等。1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检

25、矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件211.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体、硫化氢（、硫化氢（H H2 2S S）u无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味，当空气中浓度达到到0.00010.0001即可嗅到即可嗅到u当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。当浓度较高时，因嗅觉神经中毒麻痹，反而嗅不到。u相对密度为相对密度为1.191.19，易溶于水，在常温、常压下一个，易溶于水，在常温、常压下一个体积的水可溶解体积的水可溶解2.52.5个体积的硫化氢，所以它可能积存个体积的硫化氢，所以它可能积存于旧巷的积水中

26、。于旧巷的积水中。u硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为硫化氢能燃烧，空气中硫化氢浓度为4.34.345.545.5时时有爆炸危险。有爆炸危险。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件221.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体硫化氢主要危害：硫化氢主要危害：u硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；硫化氢剧毒，有强烈的刺激作用；u能阻碍生物氧化过程，使人体

27、缺氧；能阻碍生物氧化过程，使人体缺氧；u当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主，浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。主，浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧主要来源：有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和旧巷积水中放出化和燃烧；从老空区和旧巷积水中放出。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检

28、测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件231.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体1.2.1.1.2.1.、二氧化氮（、二氧化氮（NONO2 2） 二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气二氧化氮是一种褐红色的气体，有强烈的刺激气味，相对密度为味，相对密度为1.591.59，易溶于水。，易溶于水。主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝主要危害：二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头腐蚀作用，二氧化氮中毒有潜伏期，中毒者指头出现黄色斑点。出现黄色

29、斑点。0.01%0.01%出现严重中毒。出现严重中毒。主要来源：井下爆破工作。主要来源：井下爆破工作。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件241.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体、二氧化硫（、二氧化硫（SOSO2 2） 二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味，空气中浓度达到中浓度达到0.00050

30、.0005即可嗅到。其相对密度为即可嗅到。其相对密度为2.222.22，易，易溶于水。溶于水。主要危害：遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈主要危害：遇水后生成硫酸，对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用，的刺激作用， 可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到 0.0020.002时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；浓度达时，眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激；浓度达0.050.05时，短时间内即有致命危险。时，短时间内即有致命危险。主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫矿物中主要来源：含硫矿物的氧化与自燃；在含硫矿物中爆破；以及从含硫矿层中涌出。爆破；以及从含硫矿层中涌出

31、。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件251.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体、氨气（、氨气（NHNH3 3） 无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.5960.596，易，易溶于水，空气浓度中达溶于水，空气浓度中达3030时有爆炸危险。时有爆炸危险。主要危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起主要

32、危害：氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉头水肿。喉头水肿。主要来源：爆破工作，注凝胶、水灭火等；部分岩主要来源：爆破工作，注凝胶、水灭火等；部分岩层中也有氨气涌出。层中也有氨气涌出。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件261.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体1.2.1.6.1.2.1.6.氢气（氢气（H H2 2） 无色、无味、

33、无毒，相对密度为无色、无味、无毒，相对密度为0.070.07。氢气能自燃，。氢气能自燃，其点燃温度比沼气低其点燃温度比沼气低100100200200。主要危害：当空气中氢气浓度为主要危害：当空气中氢气浓度为4 47474时有爆炸危险。时有爆炸危险。主要来源：井下蓄电池充电时可放出氢气；有些中等变质主要来源：井下蓄电池充电时可放出氢气；有些中等变质的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特

34、点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件271.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体、矿井有害气体的性质、矿井有害气体的性质u臭、味和色方面臭、味和色方面有臭的气体有四种：有臭的气体有四种：NHNH3 3，SOSO2 2，H H2 2S S，COCO3 3；有味的气体有三种：；有味的气体有三种：SOSO2 2，H H2 2S S，COCO2 2；有色气体只有；有色气体只有一种，即一种，即NONO2 2（浅红褐色（浅红褐色) )。可根据以上性质察觉这些气体可根据以上性质察觉这些气体的存在。的存在。u比重方面比重方面空气的比重为空气

35、的比重为1 1，比空气重的气体有四种，即，比空气重的气体有四种，即SOSO2 2 ，NONO2 2 ，COCO2 2 ，H H2 2S S ；比空气轻的气体有五种，即；比空气轻的气体有五种，即H H2 2，CHCH4 4，NHNH3 3，COCO，N N2 2。观测气体浓度时须注意气体的比重，观测气体浓度时须注意气体的比重，即须靠近底板观测比空气重的气体，靠近顶板观测比即须靠近底板观测比空气重的气体，靠近顶板观测比空气轻的气体。空气轻的气体。u水溶性方面水溶性方面能溶于水的气体有五种，按溶水性大小依次能溶于水的气体有五种，按溶水性大小依次为为SOSO2 2，H H2 2S S，COCO2 2，

36、NONO2 2和和NHNH3 3。根据这种性质，采用喷雾根据这种性质，采用喷雾洒水的措施，可以降低这些气体在空气中的浓度。洒水的措施，可以降低这些气体在空气中的浓度。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件281.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体u爆炸性方面爆炸性方面气体爆炸的体积浓度范围叫做气体的爆气体爆炸的体积浓度范围叫做气体的爆炸界限

37、，能够燃烧且能爆炸的气体有四种，即炸界限，能够燃烧且能爆炸的气体有四种，即CH4 (其其爆炸界限为爆炸界限为516 ），）， H2S(爆炸界限约为爆炸界限约为446)；CO(爆炸界限约为爆炸界限约为1375)；H2(爆炸界限约爆炸界限约为为474)。u对人体的影响对人体的影响对人体有毒的气体有五种。对人体有毒的气体有五种。 NO2是是最毒的气体，它能强烈地刺激眼睛和呼吸系统最毒的气体，它能强烈地刺激眼睛和呼吸系统(鼻、喉、鼻、喉、肺肺)，能和呼吸道上的水分化合而成硝酸，能和呼吸道上的水分化合而成硝酸(HNO3)，可使，可使肺浮肿致命；肺浮肿致命；SO2能较强地刺激眼睛和呼吸系统，能较强地刺激眼

38、睛和呼吸系统，使眼睛红肿，俗称害眼气体；使眼睛红肿，俗称害眼气体； H2S能刺激眼睛和呼能刺激眼睛和呼吸系统，且能使人体血液中毒致命，吸系统，且能使人体血液中毒致命， CO能驱逐人体能驱逐人体血液中的血液中的O2，使血液缺氧致命，使血液缺氧致命， NH3能刺激眼睛、皮能刺激眼睛、皮肤和呼吸系统。肤和呼吸系统。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件29

39、1.2 矿井空气中的有害气体矿井空气中的有害气体、矿井空气中有害气体的安全浓度标准、矿井空气中有害气体的安全浓度标准 矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大，因此，全危害极大，因此，规程规程对常见有害气体的安全对常见有害气体的安全标准做了明确的规定：标准做了明确的规定：矿井空气中有害气体的最高容许浓度矿井空气中有害气体的最高容许浓度有害气体名称有害气体名称 符号符号 最高容许浓度最高容许浓度/%/%一氧化碳一氧化碳 CO 0.0024CO 0.0024氧化氮（折算成氧化氮（折算成NONO2 2） NONO2 2 0.00025 0.00025

40、二氧化硫二氧化硫 SOSO2 2 0.0005 0.0005硫化氢硫化氢 H H2 2S 0.00066S 0.00066氨氨 NHNH3 3 0.004 0.004制定标准时留有比较大的安全系数制定标准时留有比较大的安全系数1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井气高海拔地区矿井气候的特点候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件301.3 高海拔地区矿井气候的特点高海拔地区矿井气候的特点 现行的现行的煤矿安全规程煤

41、矿安全规程规定：规定：“在采掘工作面的进风井中，在采掘工作面的进风井中，按体积计算，氧气不得低于按体积计算，氧气不得低于20%20%；二氧化碳不得超过；二氧化碳不得超过0.5%0.5%。”高高海拔矿井内空气虽在体积百分比上可以满足这一要求，但单位海拔矿井内空气虽在体积百分比上可以满足这一要求，但单位体积内含氧量却随着海拔的增高而相应减少，这就是高海拔矿体积内含氧量却随着海拔的增高而相应减少，这就是高海拔矿井通风困难的主要症结。井通风困难的主要症结。、空气密度随高度的变化空气密度随高度的变化 根据气体状态方程式求得空气密度与海拔高度的根据气体状态方程式求得空气密度与海拔高度的关系为：关系为：1

42、1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体矿井有害气体的检测与管理的检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件26. 400/1THH311.3 高海拔地区矿井气候的特点高海拔地区矿井气候的特点 高海拔地区由于空气稀薄，虽然其中各种气体的成份比与海平面相高海拔地区由于空气稀薄，虽然其中各种气体的成份比与海平面相差无几，但是单位体积的重量却随海拔的增高而降低，即单位体积差无几，但是单位体积的重量却随海拔的增高而降低，即单位体积

43、内各种气体质量相应减少，这便对高海拔矿井通风造成了难以克服内各种气体质量相应减少，这便对高海拔矿井通风造成了难以克服的困难。的困难。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件海拔高度与大气含氧量的关系海拔高度与大气含氧量的关系321.3 高海拔地区矿井气候的特点高海拔地区矿井气候的特点、大气对人的作用及人对高海拔气候条件的要求、大气对人的作用及人对高海拔

44、气候条件的要求u矿工在休息时需氧量一般不少于矿工在休息时需氧量一般不少于0.25L/min，工作时则为，工作时则为14L/min。通过肺部从空气中吸取的氧量的多少取决于所吸入的空。通过肺部从空气中吸取的氧量的多少取决于所吸入的空气中氧的压力。而最利于呼吸的氧气压力为气中氧的压力。而最利于呼吸的氧气压力为21206Pa。u因此，为提高高海拔矿井人员的工作适应性和劳动效率，首因此，为提高高海拔矿井人员的工作适应性和劳动效率，首要解决的就是提高矿井空气压力，改善劳动条件。要解决的就是提高矿井空气压力，改善劳动条件。1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.

45、21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件331.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理、有害气体的检测、有害气体的检测检定管检测法检定管检测法检测矿井有害气体浓度的方式有两种：检测矿井有害气体浓度的方式有两种：u取样化验分析法，即把井下采取的气样送到地面化验取样化验分析法，即把井下采取的气样送到地面化验室进行分析。该方式所测得的数据准确度高、范围广，室进行分析。该方式所测得的数据准确度高、范围广，但所需时间长，不能根据具体

46、情况及时采取具体有效但所需时间长，不能根据具体情况及时采取具体有效的处理措施；的处理措施；u就地检测方式就地检测方式1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件341.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31

47、.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件 检定管检测法是就地快速检测方法之一，所需仪检定管检测法是就地快速检测方法之一，所需仪器由检定管及吸气装置两部分组成。器由检定管及吸气装置两部分组成。、检定管及检测原理、检定管及检测原理u检定管的结构检定管的结构1外壳；2堵塞物；3保护胶；4隔离层；5指示胶；6指示被测气体浓度的刻度检定管结构示意图检定管结构示意图351.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气

48、的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件u检定管的工作原理检定管的工作原理u当含有被测气体的空气以一定的速度通过检定管时，被测气当含有被测气体的空气以一定的速度通过检定管时，被测气体与指示胶发生化学反应，根据指示胶变色的程度或变色的长体与指示胶发生化学反应，根据指示胶变色的程度或变色的长度来确定其浓度。前者称为比色式，后者称为比长式。度来确定其浓度。前者称为比色式，后者称为比长式。u由于比色式检定管存在灵敏度低、颜色不易辨认，

49、两个色阶代表的由于比色式检定管存在灵敏度低、颜色不易辨认，两个色阶代表的浓度间隔太大、成本高、定量测定准确性差等缺点，所以目前主要用浓度间隔太大、成本高、定量测定准确性差等缺点，所以目前主要用比长式检定管。比长式检定管。u我国煤矿通常使用的检定管有一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧我国煤矿通常使用的检定管有一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、二氧化氮和氧气检定管等几种。化氮和氧气检定管等几种。、吸气装置及检测方法、吸气装置及检测方法吸气装置有吸气装置有J-1型采样器、型采样器、DQJD-1型多种气体检定器和型多种气体检定器和XR-1型气体检型气体检测器三种。测器三种。1气样入口；2检定管插孔；3三通阀；

50、4活塞杆；5吸气筒；6温度计J-1型采样器结构示意图型采样器结构示意图361 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理1插管座；2上压盖；3橡胶波纹管；4链条；5支撑环；6弹簧；7下压盖；8出气阀门 吸气泵结构示意图吸气泵结构示意图371 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构

51、成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理1抽气球；2金属三通；3检定管XR-1型气体检测器结构示意图型气体检测器结构示意图381 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构矿井空气的构成成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管

52、理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理391.4 矿井有害气体的检测与管理矿井有害气体的检测与管理、防止有害气体危害的措施、防止有害气体危害的措施u加强通风冲淡瓦斯加强通风冲淡瓦斯u坚持检查争取主动坚持检查争取主动u喷雾洒水减少生成喷雾洒水减少生成u禁入险区避免窒息禁入险区避免窒息u及时抢救减少死亡及时抢救减少死亡u抽放瓦斯变害为宝抽放瓦斯变害为宝1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候

53、的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件401.5 矿井气候条件矿井气候条件矿井气候：矿井气候：u矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。作用。u这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体的检矿井有害气体的检测与管理测与管理1.51.5矿井气候

54、条件矿井气候条件411.5 矿井气候条件矿井气候条件、矿井气候对人体热平衡的影响、矿井气候对人体热平衡的影响人体散热基本形式：对流、辐射和汗液蒸发人体散热基本形式：对流、辐射和汗液蒸发对流散热取决于周围空气的温度和流速；对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。1 1矿井气候环境与矿井气候环境与检测检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有矿井空气中有害气体害气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有

55、害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件42人体热平衡关系式：人体热平衡关系式：q qm m-q-qw w=q=qd d+q+qz z+q+qf f+q+qchchq qm m人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；q qW W人体用于做功而消耗的热量，人体用于做功而消耗的热量，qm-qwqm-qw人体排出的多余热量人体排出的多余热量；q qd d人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；q qz z汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；汗液蒸发或呼出水蒸

56、气所带出的热量；q qf f人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；q qchch人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时，人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时，q qchch=0=0；当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高q qchch00，人体温度降低，人体温度降低，q qchch00。为什么有相当一部分能量白白排出体外？为什么有相当一部分能量白白排出体外？维持体温：维持体温：36.5-3736.5-371 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的

57、构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.5 矿井气候条件矿井气候条件43矿井气候条件的三要素：矿井气候条件的三要素：空气温度：对人体对流散热起着主要作用。空气温度：对人体对流散热起着主要作用。相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。 风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。对流换热强度随风速而增大。同时湿交换效果也随风速增大而强度随风速而增大。同

58、时湿交换效果也随风速增大而加强。如有风的天气，凉衣服干得快。加强。如有风的天气，凉衣服干得快。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中有害气体气体1.31.3高海拔地区矿高海拔地区矿井气候的特点井气候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.5 矿井气候条件矿井气候条件44、衡量矿井气候条件的指标、衡量矿井气候条件的指标1 1）干球温度）干球温度干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。特点：在一定程

59、度上直接反映出矿井气候条件的好坏。只反映了特点：在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏。只反映了气温对矿井气候条件的影响。气温对矿井气候条件的影响。2 2）湿球温度）湿球温度 湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没热平衡的影响，比干球温度要合理些。但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响。有反映风速对人体热平衡的影响。1 1矿井气候环境与检测矿井气候环境与检测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害气矿井空气中有害气体体1.31.3高海拔地区矿井高海拔地区矿井气候的特点气

60、候的特点1.41.4矿井有害气体的矿井有害气体的检测与管理检测与管理1.51.5矿井气候条件矿井气候条件1.5 矿井气候条件矿井气候条件453 3）等效温度）等效温度 等效温度定义为湿空气的焓与比热等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值。它是一个以能量为基础来的比值。它是一个以能量为基础来评价矿井气候条件的指标。评价矿井气候条件的指标。 当气温在当气温在25-3625-36的范围内，等效温的范围内，等效温度与湿球温度成线性关系，具有相度与湿球温度成线性关系，具有相同意义。同意义。1 1矿井气候环境与检矿井气候环境与检测测1.11.1矿井空气的构成矿井空气的构成1.21.2矿井空气中有害矿井空气中