任务1情境1：矿井有害气体(共12页)

1、PAGE 13 学习(xux)任务一：矿井瓦斯及有害气体检查(jinch)及防治学习(xux)情境1：常见有害气体检查 学习任务1矿井瓦斯及有害气体检查及防治学习情境1常见有害气体检查学时6H学习任务描述某矿区二矿，有常见有害气体一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、氨气，现安全科现接到任务，检测矿区常见有害气体。我班为安全科员工，要求所有员工参学习常见有害气体检测管的使用方法及检测常见有害气体的方法。学习目标知识目标：了解矿井空气的主要成分及基本性质了解矿井空气中常见有害气体的主要成分了解煤矿安全规程对矿井空气有害气体成分的标准，及其危害技能目标：掌握井下空气成分的主要结构及其基本物理性质掌握检测井下

2、有害气体成分的技能掌握使用常见有害气体检测管的技能掌握常见有害气体的检测方法素质目标：良好的职业道德；独立工作的精神；良好的心理素质和克服困难的能力；较强的质量意识、安全意识、环保意识；较强的计划与决策，自学与创新能力；诚信、敬业、刻苦耐劳，科学、严谨的工作态度；严格执行6s现场管理制度。学习过程学习材料准备学习情境考核表、视频教学资料、PPT、参考资料、黑板、白板、白纸、白板笔、煤矿安全规程、学生工作任务书设备、工具准备桌椅、多媒体教学设备1套、资料查询的电脑1台、绘图工具1套设备环境设施要求一体化教室（多媒体装置、教学区、实训区、资料区、工具区）学习环节学生行为教师行为教学方法学时资讯学习

3、进行分组、选组长，学习安全文明生产的知识；思考本门课的教学模式和学习方法；思考有害气体集聚的因素；小组讨论并准备所需的相关知识和学习材料；依据学习任务的描述，小组讨论矿井气体成分；依据学习任务的描述，小组讨论矿井有害气体的物理性质及危害 ；依据学习任务的描述，小组讨论瓦斯等有害气体的检测方法；小组讨论学习常见有害气体检查的要求及规范。分组、选组长、讲解安全文明生产的知识；提出本课程的教学模式和特点；提出常见有害气体检测的步骤及方法；讲解相关知识，下发学生工作任务书；提供相关查询资料，手册等；根据学生个性特点对学生进行正确引导；保证课堂纪律。头脑风暴法小组讨论法讲授法实物教学法1H计划决策对收集

4、的信息进行讨论，并制定执行计划；各小组汇报制定的计划，其他小组讨论，提出意见或建议；针对所提意见或建议，对本组计划进行修改；确定最终的工作计划及设计方案；列写所需查询的资料及计算、检测方法；引导学生制定可行的工作计划；组织学生进行计划汇报，讨论；根据讨论结果组织各组工作计划进行完善；根据各组的汇报结果对各小组的工作计划进行点评、提出意见和建议；对各小组的工作计划可行性进行判定、并预测可能达到的效果。头脑风暴法卡片展示教学法小组讨论法1H任务实施依据煤矿安全规程，对各环节的设计进行理论检验；确定井下空气成分的主要结构及其基本物理性质；确定井下有害气体的成分及物理性质了解井下有害气体的危害性掌握检

5、测井下有害气体成分的技能巡回检查，确保学生顺利进行工作，保证学生及设备的安全；对工作过程中一些关键步骤进行演示操作，引导学生正确进行工作；针对学生提出的问题进行解答；记录学生在工作中的表现；记录学生在工作中出现的各种问题及解决方法。小组讨论法讲授法1H阶段检查检查确认是否符合煤矿安全规程；检查是否符合性能指标和设计要求；检查是否符合绘图要求；检查设备是否归位，场地是否整理，工作台是否干净，。指导学生进行参数的计算并进行检查；指导学生进行性能指标的检查；引导学生各项检查是否正确，是否完整；检查设备是否归位，场地是否整理，工作台是否干净。角色扮演法知识竞赛教学法1H结果评价根据作业过程和完成情况进

6、行自评，互评；总结制作过程中遇到的问题，及解决方法；各组进行组内表扬与批评活动，包括知识、技能、态度三方面；认真填写常见有害气体检测方法考核评价表；对本次学习的记录。下发常见有害气体检查的过程考核评价表；按照对常见有害气体检测方法的记录对各组进行考核评价；记录考核过程中出现的问题。小组讨论法1H学习小结各组进行本任务总结活动，谈谈工作完成后所学到的知识、技能、素质三方面的收获。对学生的成果进行点评，对各组的总结评价进行补充；点评具有突出表现的学生。小组讨论法讲授法1H考核方式： 过程考核的方式，以课堂表现、笔记、作业、记录、成果为依据。学习建议：讨论矿井常见有害检测方法。培养学生的讲授能力，为

7、学生提供展示的机会。过程考核评价表 学习任务1矿井瓦斯及有害气体检查及防治学习情境1常见有害气体检查班级： 姓名： 学号： 指导教师：评价项目评价标准评价依据评价方式权重得分总分小组评价（30%）教师评价（70%）职业素质具有团队协作精神；教学日志；课堂记录；工作现场。5%具有良好的心理素质和克服困难的能力；5%具有诚信、敬业、吃苦耐劳的精神；5%具有科学、严谨、创新的工作态度；5%具备较强的安全生产意识、质量意识、标准规范意识、环保意识；5%职业技能1.确定井下空气成分的主要结构及其基本物理性质；提交的常见有害气体成分浓度标准的记录；工作实施过程中教师的记录；20%2.确定井下有害气体的成分

8、及物理性质20%3.了解井下有害气体的危害性20%4.掌握检测井下有害气体成分的技能20%5.熟知煤矿安全规程中对常见有害气体浓度的标准。20%【相关(xinggun)知识】一、井下空气的主要(zhyo)成分地面空气进入(jnr)井下时，由于受到污染，其成分和性质要发生变化。固有新鲜空气和污浊空气之分。 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，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。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。 地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分增多，且各种成

9、分的浓度发生改变。1.物理变化气体混入CH4、CO2、N2、H2S、H2、SO2等气体从地层中涌出到井下空气中；固体混入井下作业时产生微小的岩尘、煤尘和其它杂尘悬浮于井下空气之中；气象变化井下空气的温度、气压和湿度变化时引起井下空气的浓度变化。2.化学变化井下物质（煤、岩石、坑木等）的缓慢氧化、爆破工作、井下火灾、煤尘瓦斯爆炸、人员呼吸等都会产生CO2；井下爆破工作、矿井火灾、煤尘瓦斯爆炸、机械润滑油高温分解等产生CO；有机物腐烂、含硫煤的水解、从老空区和旧巷积水中放出等产生H2S；井下火区氧化和含硫煤的缓慢氧化等产生SO2；井下爆破工作能产生氧化氮（NO、NO2、N2O5），是炮烟的主要成分

10、；矿井发生火灾和爆炸事故时产生NH3；井下充电硐室的电解、火灾和爆炸事故中都会产生H2。因此，井下空气的成分一般共有O2、N2、H2、CO、CO2、CH4、H2S、SO2、NO2、NH3、水蒸气和浮尘十二种。其中(qzhng)O2是井下人员呼吸所必需的，必须保持足够的浓度，其余的超过一定浓度时，对人体(rnt)都是有害的，必须将其浓度降低到没有危害的程度。二、矿井空气中的有害气体及其基本(jbn)性质（一）一氧化碳（CO）一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，相对密度0.97，微溶于水，能燃烧，当体积浓度达到13%-75%时遇火源有爆炸性。一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与

11、氧气的亲和力大250-300倍。一氧化碳的中毒程度与中毒浓度、中毒时间、呼吸频率和深度及人的体质有关。与中毒浓度和中毒时间的关系如表1-1所示。表1-1-1 一氧化碳的中毒程度与浓度的关系一氧化碳浓度（体积）/%主要症状0.016数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状0.0481h可引起轻微中毒症状0.1280.5-1h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状0.40短时间失去知觉、抽筋、假死。30min内即可死亡一氧化碳中毒除上述症状外，最显著的特征是中毒者粘膜和皮肤呈樱桃红色。矿井中一氧化碳的主要来源有：爆破工作；矿井火灾；瓦斯及煤尘爆炸等。据统计，在煤矿发生的瓦斯爆炸、煤尘爆炸及火灾事

12、故中，约7075%的死亡人员都是因一氧化碳中毒所致。（二）硫化氢（H2S）硫化氢是无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体，相对密度为1.19，易溶于水，当浓度达4.3%-46%时具有爆炸性。硫化氢有剧毒。它能使人体血液缺氧中毒，对眼睛及呼吸道的粘膜具有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿。当空气中浓度达到0.0001%时可嗅到臭味，但当浓度较高时（0.005-0.01%），因嗅觉神经中毒麻痹，臭味“减弱”或“消失”，反而嗅不到。硫化氢的中毒程度与浓度的关系如表1-2所示。表1-1-2硫化氢的中毒程度与浓度(nngd)的关系硫化氢浓度（体积）/%主要症状0.0001有强烈臭鸡蛋味0.01流唾液和清

13、鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难0.050.5-1h严重中毒，失去知觉、抽筋、瞳孔变大，甚至死亡0.1短时间内死亡矿井中硫化氢的主要来源有：坑木等有机物腐烂；含硫矿物的水化；从老空区和旧巷积水中放出。1971年，我国某矿一上山掘进工作面曾发生一起老空区透水事故，人员撤出后，矿调度室主任(zhrn)和一名技术员去现场了解透水情况，被涌出的硫化氢熏倒致死。有些矿区的煤层中也有硫化氢涌出。（三）二氧化硫(r yng hu li)（SO2）二氧化硫是无色、有强烈硫磺气味及酸味的气体，当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。它易溶于水，相对密度为2.32，是井下有害气体中密度最大的，常常积聚在

14、井下巷道的底部。二氧化硫有剧毒。空气中的二氧化硫遇水后生成硫酸，对眼睛有刺激作用，矿工们将其称之为“瞎眼气体”。此外，也能对呼吸道的粘膜产生强烈的刺激作用，引起喉炎和肺水肿。二氧化硫的中毒程度与浓度的关系如表1-3所示。表1-1-3二氧化硫的中毒程度与浓度的关系二氧化硫浓度（体积）/%主要症状0.0005嗅到刺激性气味0.002头痛、眼睛红肿、流泪、喉痛0.05引起急性支气管炎和肺水肿，短时间内有生命危险矿井(kungjng)中二氧化硫的主要来源有：含硫矿物的氧化与燃烧；在含硫矿物中爆破；从含硫煤体中涌出。（四）二氧化氮（NO2）二氧化氮是一种红褐色气体，有强烈的刺激性气味，相对密度1.59，

15、易溶于水。二氧化氮是井下毒性(d xn)最强的有害气体。它遇水后生成硝酸，对眼睛、呼吸道粘膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可引起肺水肿。二氧化氮的中毒有潜伏期，容易被人忽视。中毒初期仅是眼睛和喉咙有轻微的刺激症状，常不被注意，有的在严重中毒时尚无明显感觉，还可坚持工作，但经过6h甚至更长时间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤(p f)出现黄色斑点，头发发黄，吐黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐甚至死亡。二氧化氮的中毒程度与浓度的关系如表1-4所示。表1-1-4二氧化氮的中毒程度与浓度的关系二氧化氮浓度（体积）/%主要症状0.0042-4h内不致显著中毒，6h后出现中毒症状，咳嗽0.

16、006短时间内喉咙感到刺激、咳嗽，胸痛0.01强烈刺激呼吸器官，严重咳嗽，呕吐、腹泻，神经麻木0.025短时间即可致死矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。炸药爆破时会产生一系列氮氧化物，如一氧化氮（遇空气即转化为二氧化氮）、二氧化氮等，是炮烟的主要成分。我国某矿1972年在煤层中掘进巷道时，工作面非常干燥，工人们放炮后立即迎着炮烟进入，结果因吸入炮烟过多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。因此在爆破工作中，一定要加强通风，防止炮烟熏人事故。（五）氨气（NH3）氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体，相对密度为0.6，易溶于水。当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸性。氨气有剧毒。它对皮肤和呼吸

17、道粘膜有刺激作用，可引起喉头(hutu)水肿，严重时失去知觉，以致死亡。氨气主要是在矿井发生火灾或爆炸事故时产生。（六）氢气(qn q)（H2）氢气无色、无味、无毒，相对密度为0.07，是井下最轻的有害气体。空气中氢气浓度达到4%-74%时具有(jyu)爆炸危险。井下氢气的主要来源是蓄电池充电。此外，矿井发生火灾和爆炸事故中也会产生。除了上述有害气体之外，矿井空气中最主要的有害气体是甲烷（CH4，又称沼气）。它是一种具有窒息性和爆炸性的气体，对煤矿安全生产的威胁最大，关于它的主要性质、危害和预防措施等将在煤矿安全教材中详细介绍，本节不再重复。在煤矿生产中，通常把以甲烷为主的这些有毒有害气体总称

18、为瓦斯。三、矿井空气中有害气体的安全浓度标准为了防止有害气体对人体和安全生产造成危害，煤矿安全规程中对其安全浓度（允许浓度）标准做了明确规定，其中主要有毒气体的浓度标准如表1-5所示。表1-1-5 矿井空气中有害气体最高允许浓度有害气体名称符号最高允许浓度（%）一氧化碳CO0.0024氧化氮（换算成二氧化氮）NO20.00025二氧化硫SO20.0005硫化氢H2S0.00066氨NH30.004此外(cwi)，煤矿安全规程(guchng)还规定：井下充电室风流(fngli)中以及局部积聚处的氢气浓度不得超过0.5%。对矿井中涌出量较大的甲烷（瓦斯）气体，煤矿安全规程对其安全浓度和超限后的措施

19、都有更为详尽的规定。通过上述有害气体的安全浓度标准可以看出，最高允许浓度的制定都留有较大的安全系数，只要在矿井生产中严格遵守规程规定，不违章作业，人身安全是完全有保障的。四、有害气体的检测方法近年来，随着煤矿安全装备水平的不断提高，瓦斯监控系统的普遍应用，有害气体的检测手段也日趋完善，各大、中型矿井已经形成了人工定点、定时检测与自动监测相结合的检测体系。在人工检测方法中，除了取样分析法之外，目前使用最广泛的还是快速测定法。（一）瓦斯（CH4）的快速检测方法煤矿中用于检测瓦斯的仪器有光学瓦斯检定器、瓦斯检测报警仪、瓦斯断电仪等。其构造原理及使用方法将在下一学习情境中介绍。（二）CO、NO2、H2

20、S、SO2、NH3、H2的快速检测方法煤矿井下空气中CO、NO2、H2S、SO2、NH3和H2等有害气体的浓度测定，普遍采用比长式检测管法。它是根据待测气体同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浓度的。下面以比长式CO检测管为例说明检测原理及检测方法。图1-1-1 比长式CO检测管结构示意图（图中1-6标注位置）1堵塞物；2活性炭；3硅胶；4消除剂；5玻璃粉；6指示粉如图1-1所示，比长式CO检测管是一支46mm，长150mm的玻璃管，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气体通过时，与指示粉起反应，在玻璃管壁上形成一个棕色环，棕色环随着气体通

21、过向前移动，移动的长度与气样中所含CO浓度成正比。因此，可以根据玻璃管上的刻度直接读出CO的浓度值。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，只是检测管内装的指示(zhsh)粉各不相同，颜色变化各有差异。表1-6是我国煤矿用比长式气体检测管主要(zhyo)性能表。表1-1-6我国煤矿用比长式气体(qt)检测管主要性能表检测管名称型号测量范围(体积比%)最小分辨率最小检测浓度颜色变化CO(5-50)10-6(10-500)10-6(100-5000)10-6510-62010-620010-6510-61010-610010-6白棕褐色CO20.2%-3.0%1%-15%0.2%1

22、%0.1%0.5%蓝色白色H2S1(3-100) 10-6510-6310-6白棕色SO21(2.5-100) 10-6510-62.510-6紫土黄色NO21(1-50) 10-62.510-6110-6白黄绿色NH31(20-200) 10-62010-62010-6桔黄蓝灰色O21%-21%1%0.5%白茶色H210.5%-3.0%0.5%0.3%白淡红与比长式检测管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。使用时先将阀门把手转到水平位置，在待测地点拉动活塞拉杆往复抽送气23次，使待测气体充满活塞筒，再将把手扳至45位置；将检测管两端用小砂轮片打开，按检测管上的箭头指向插入胶管接头；将把手扳至垂直位置，按检测管上规定的送气时间（一般100s）把气样以均匀的速度送入检测管，然后，拔出检测管读数。如果(rgu)