矿井空气
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煤矿工人安全知识—矿井通风原因及矿井空气一、矿井为什么要通风在地面我们可以自由地呼吸,不必须要任何设施、花任何代价;而关于地下生产的矿井,却必须进行通风。
通风的目的是:1.供给井下工作人员适量的新鲜空气每一个矿井的井下工作人员少则数百人,多则上千人,他们必须要呼吸,所以必须供给他们一定量的新鲜空气。
依据《煤矿安全规程》第103条规定:按井下同时工作的最多人数计算,每人每分钟供给风量不得少于4立方米。
2.稀释并排出有害气体与粉尘采掘过程中,从煤层、岩层中以及爆破作业时,都产生大量有害气体,诸如瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、二氧化氮和二氧化硫等。
这些气体有的能爆炸,有的有毒,有的虽然无毒,但当空气中其浓度较高时,会使空气中的氧气浓度相对减少,氧气浓度过低时能使人窒息。
此外,采掘作业过程中还要产生大量粉尘,其中煤尘能爆炸,岩尘和煤尘能使人得尘肺病。
为了防止有害气体和粉尘危害职工的安全和健康,也必须对井下进行通风,使新鲜空气源源不断地流经作业场所,稀释并排出有害气体和粉尘。
3、为井下创造优良的气候条件井下比较潮湿,空气温度比较高,工作人员长期在这种条件下工作,既影响身体健康,又降低劳作效率。
矿井通风就可以为井下创造一个较为舒适的气候环境条件。
因此,矿井通风非常必要和极为重要,必须引起高度重视。
二、矿井空气矿井空气来源于地面空气。
地面空气主要由氧、氮、二氧化碳等气体所组成。
上述气体按体积百分数计为:氧气(O2) 20.96%氮气(N2) 79.%二氧化碳(C02) 0.04%此外,还有微量稀有气体、水蒸气、灰尘和微生物等。
地面空气进入矿井后,在成分和性质上将发生以下变化:1.氧气含量减少。
这是因为氧能与煤和其它有机物发生氧化,井下放炮、人员呼吸等都要消耗一部分氧气;此外,从煤、岩中泄出的各种有害气体混入空气中,会使氧气的比例相对减少。
2.混入各种有害气体和粉尘。
3.空气的压力、温度和湿度发生变化。
可见,矿井空气与地面空气是不同的。
矿井空气及其调节矿井是开采矿物资源的地下空间,由于其封闭性和特有的工作环境,其中的空气质量往往会受到重大影响,从而对工人的健康和安全造成威胁。
因此,矿井空气的调节问题至关重要,本文将从以下几个方面来探讨这一话题。
一、矿井空气中的常见危害因素矿井通常会存在以下危害因素:1. 二氧化碳:由于人员活动和机械设备运转等原因,矿井内CO2浓度很容易超标,低浓度的CO2会让人感觉头晕、乏力、心慌等,达到一定浓度时则会危及生命。
2. 一氧化碳:矿井内燃烧机械排放的废气可能含有一氧化碳,这种气体对人体神经系统和循环系统有害,一旦吸入过量,可能导致中毒。
3. 甲烷:井下煤矿开采过程中会释放出甲烷,这种气体是易燃易爆的,如果未能及时排除,将会成为重大安全隐患。
4.石棉矿尘:矿井挖掘过程中可能会产生石棉尘,这种尘埃对人体呼吸系统极其危害,长期暴露可能导致肺癌等疾病。
二、矿井空气质量调节的原则针对上述问题,矿井空气调节应遵循以下原则:1. 尽量减少危害因素的产生:通过科学管理和技术手段,对人员、设备、物料等各方面进行规范化操作,减少二氧化碳、甲烷等有害气体的产生。
2. 合理采用通风调节:通风是矿井空气调节的主要手段,应根据矿井的大小、采矿方式、安全要求等因素,合理设置通风系统,并定期进行维护和检修。
3. 监测和控制空气质量:在矿井内设置空气质量监测仪器,定期对空气中的氧气、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等气体进行检测,并及时调节。
4. 进行应急处理:在矿井内发生异常情况时,如出现气体泄漏、火灾等,应及时采取应急措施,确保人员的安全。
三、矿井空气调节的具体方法1. 均流通风法:通过在矿井入口设置一定的风门,使空气在井内形成循环,从而减少二氧化碳和甲烷的浓度,增加氧气供应。
2. 分支通风法:通过分别引入新风和回风,使矿区内空气流动,有效消除矿井内有害气体,扩散新鲜空气。
3. 机械通风法:使用机械通风设备强制将新风引入矿井内,并将废气排出井外,可以快速达到通风效果,但是设备成本较高。
矿井空气主要成分和有毒有害气体一、矿井空气主要成分矿内空气主要成分除氧气(O2)、氮气(N2)、二氧化碳(CO2)、水蒸气(H2O)以外,还混有大量的有害气体,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)和氢气(H2)等。
二、气体的特性1、氧气(O2)氧气是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体,当空气中的氧气浓度降低时,人体就可能不良的生理反应,严重时可能导致死亡(%为氧气浓度正常;%为氧气最小允许浓度;当空气中氧气浓度下降到17%时,人在静止状态下尚无影响,如果从事强度较大的活动或劳动时就会呼吸困难和心跳加速,引起喘息;当氧气浓度下降到15%时,人就会呼吸急促,感到迟钝,以致不能从事劳动活动;当氧气浓度下降到10%-12%时,人就会失去理智,如果时间稍长就会对生命构成威胁;当氧气浓度下降到6%-9%时,人则会失去知觉,如果不及时进行抢救就会造成死亡)。
《煤矿安全规程》规定:采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20%。
2、氮气(N2)氮气是无色、无味、无臭的惰性气体,是空气的主要成分,它本身无毒、不助燃,也不供呼吸。
空气中氮气浓度升高,会造成氧气浓度相对降低,从而可能导致人员的窒息性伤害。
3、二氧化碳(CO2)二氧化碳是无色略带酸臭的气体,不助燃,也不供呼吸,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。
微量的二氧化碳对人体是无害的,它对人的呼吸有刺激作用;但二氧化碳的浓度过高时,也将是空气中的氧气浓度相对降低,轻则使人呼吸加快,呼吸量增加,严重时可能造成人员窒息。
《煤矿安全规程》规定:采掘工作面的进风流中,二氧化碳不超过%,采取回风巷和采掘工作面回风巷回风流中二氧化碳浓度达到%时。
必须停止工作,撤出人员。
总回风巷或一翼回风巷中二氧化碳超过%时,必须查明原因,进行处理。
4、瓦斯(CH4)瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是一种无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为,难溶于水,虽然无毒,但浓度较高时会引起窒息;在空气(氧气达到12%以上)中具有一定浓度(5%—16%)并遇到高温(650—750℃)时会引起爆炸。
矿井空气中的主要成分矿井空气是指位于地下矿井内的空气组成。
由于矿井深处通常没有充分的氧气供应,所以矿井空气中的成分与地表空气有所不同。
本文将详细介绍矿井空气中的主要成分。
首先,矿井空气中的主要成分是氮气。
氮气是一种惰性气体,占据空气的主要比例,通常约占78%。
这是因为地球大气层中的氮气含量非常丰富,在进入矿井空间时会被带入其中。
其次,矿井空气中的第二主要成分是氧气。
与地表空气相比,矿井空气中的氧气含量会下降,通常约为21%左右。
这是由于矿井深入地下,氧气很难通过自然通风或其他机制到达矿井深处。
因此,在矿井中,氧气供应可能是有限的。
然后,矿井空气中的第三主要成分是水蒸气。
矿井地下通常存在一定的地下水位,水蒸气会从地下水面向上蒸发,进入矿井空间。
水蒸气的含量通常取决于地下水位高低以及矿井通风状况等因素。
此外,矿井空气中还可能含有其他气体,如甲烷、硫化氢、一氧化碳等。
这些气体通常来自煤层瓦斯或其他地质作用的副产物。
这些气体的浓度和含量与具体矿井的地质条件相关,因此每个矿井的气体组成可能不同。
对于矿井空气的成分控制和处理,矿井通常会采取一系列的安全措施。
例如,通过通风系统提供足够的氧气供应,确保矿工能够呼吸到足够的新鲜空气。
此外,矿井也会安装气体探测器,以及相应的报警系统,及时发现和处理异常的气体浓度。
综上所述,矿井空气的主要成分主要包括氮气、氧气和水蒸气。
此外,矿井地下的特殊环境可能导致其他气体的存在,如二氧化碳、甲烷等。
理解和控制矿井空气的成分对矿工的健康和安全至关重要。
因此,在矿井开采过程中需采取相应的措施来确保矿工的生命安全。
矿井空气及其成份定义: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是由干空气和水蒸汽组成的混合气体,亦称为湿空气。
干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,由氧、氮、二氧化碳、氩、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。
干空气的组成成分比较稳定,其主要成分如下。
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。
气体成分按体积计/%按质量计/%备注氧气(O2)20.96 23.32 惰性稀有气体氦、氮气(N2)79.0 76.71 氖、氩、氪、二氧化碳(CO2)0.04 0.06 氙等计在氮气中地面空气又称为大气,是混合气体,大气中除了水蒸气的比例随地区和季节变化较大以外,其余化学组成成分相对稳定。
一般将不含水蒸汽的空气称为干空气,它的组成成分和体积百分比分别为氧气(20.96%)、氮气(79%)和二氧化碳(0.04%).地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气,将发生一系列变化。
主要有:氧气含量减少;有毒有害气体含量增加;粉尘浓度增大;空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。
在矿井通风中,习惯上风速计分作新鲜风流(新风)和污风风流(污风或乏风)。
一、矿井空气的主要成分及其基本性质(一)氧气(O2)氧气是一种无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为1.105。
氧气很活跃,易使多种元素氧化,能助燃。
氧气是维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。
一般情况下,人在休息时的需氧量为0.2~0.4L/min;在工作时为1~3 L/min。
地面空气进入井下后,氧气浓度要有所降低,氧气浓度降低的主要原因有:人员呼吸;煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化;爆破工作;井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸;煤岩和生产中产生其他有害气体等。
在正常通风的井巷和工作面中,氧气浓度与地面相比一般变化不大,不会对人体造成太大影响。
但在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后,应特别注意对氧气浓度的检查,以防发生窒息事故。
矿井空气密度如何计算公式矿井空气密度的计算公式。
矿井是指地下开采矿产资源的地方,由于矿井深处常常缺乏氧气,所以矿井空气密度的计算对于矿工的生命安全至关重要。
矿井空气密度的计算公式可以帮助矿工们更好地了解矿井内部的气体状况,从而采取相应的安全措施。
矿井空气密度的计算公式可以通过理想气体状态方程来计算,理想气体状态方程是描述气体状态的基本方程之一,其公式为PV=nRT,其中P表示气体的压力,V表示气体的体积,n表示气体的物质量,R为气体常数,T表示气体的温度。
根据理想气体状态方程,可以推导出矿井空气密度的计算公式为ρ = MP/RT,其中ρ表示空气密度,M表示空气的分子量。
在矿井中,由于地下深处的高压和高温,空气的密度会有所变化。
为了更准确地计算矿井空气密度,我们需要考虑以下几个因素:1. 压力,矿井深处的气体压力会随着深度的增加而增加,因此在计算矿井空气密度时,需要考虑矿井内部的气体压力。
2. 温度,矿井深处的温度较高,这会对空气的密度产生影响。
在计算矿井空气密度时,需要考虑矿井内部的气体温度。
3. 湿度,矿井内部的湿度也会对空气的密度产生影响。
湿度较高的矿井内部空气密度会较低。
在实际应用中,可以通过测量矿井内部的气体压力、温度和湿度,然后将这些数据代入矿井空气密度的计算公式中,就可以得到矿井内部空气的密度。
除了通过理想气体状态方程来计算矿井空气密度外,还可以通过实验方法来测定矿井空气密度。
通过在矿井内部设置气体密度测定仪器,可以直接测量矿井内部空气的密度,从而得到准确的数据。
矿井空气密度的计算对于矿工的生命安全至关重要。
矿井内部空气的密度直接影响着矿工们的生存环境,了解矿井空气密度的计算公式可以帮助矿工们更好地了解矿井内部的气体状况,从而采取相应的安全措施,确保矿工们的生命安全。
总之,矿井空气密度的计算公式可以通过理想气体状态方程来计算,考虑矿井内部的气体压力、温度和湿度等因素,通过实验方法来测定矿井空气密度。
矿井空气的名词解释当谈到矿井空气时,我们通常指的是煤矿或其他矿山中的气态环境。
矿井空气与自由空气存在明显差异,主要由氮气、氧气、二氧化碳、甲烷等组成。
这些气体的特性和浓度对矿工的安全和健康具有重要影响。
以下将进一步探讨矿井空气的组成、流动和污染等相关问题。
1. 矿井空气的组成矿井空气主要由氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)和甲烷(CH4)等气体组成。
氮气占空气的主要成分,约占78%,它在矿井空气中的浓度也较高。
氧气是矿工维持生存所需的重要元素,占空气的约21%。
二氧化碳主要通过人员和设备的代谢作用产生,浓度占空气的约0.03%。
甲烷是煤矿中常见的可燃气体,其浓度随矿井深度的增加而增加。
2. 矿井空气的流动矿井空气的流动是指空气在矿井内的传递和交换过程。
矿井的开拓和挖掘会破坏地下原有的气流平衡,因此需要通过适当的通风系统来保持空气的流通。
通风系统可以分为主通风和局部通风两种形式。
主通风是指通过采风井和回风井进行的整体通风,局部通风则是在矿工作面局部设置的通风设施。
矿井空气的流动对于矿工的安全至关重要。
良好的通风系统可以将有害气体及时排出,防止煤尘和甲烷积累引发爆炸和窒息事故。
此外,通风还有助于控制矿井温度和湿度,提供舒适的工作环境。
3. 矿井空气的污染矿井空气的污染主要来自于煤矿开采过程中产生的废气和煤尘。
废气包括煤的燃烧产物和人员、设备的代谢产物,如二氧化碳、一氧化碳、硫化物等。
这些废气中含有大量有毒有害物质,对矿工的身体健康造成威胁。
另外,煤尘也是煤矿空气中的重要污染源。
煤尘产生于采煤、运输和处理过程中,它不仅有机械性地影响呼吸道,还会在空气中悬浮,并引发尘爆和呼吸系统疾病。
为了保护矿工的健康,减少空气污染对矿井环境的影响,各国对煤矿采取了一系列的措施,如加强通风、降低煤尘产生和处理废气等。
4. 矿井空气的检测为了监测和控制矿井空气的质量,矿山通常配备空气检测系统。
这些系统可以实时监测矿井中的氧气浓度、甲烷浓度、二氧化碳浓度等参数,并通过报警器提醒矿工注意安全。
煤矿工人安全知识—矿井空气中有害气体与矿井气候一、矿井空气中的有害气体矿井空气中,有一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氢、氨和瓦斯(有时单独指甲烷)等有害气体,这些气体的一般性质及对人体的危害(瓦斯另有专册介绍),简述如下:一氧化碳一氧化碳主要在爆破过程、矿井火灾及瓦斯、煤尘爆炸时产生。
它无色、无味、无嗅,是一种毒性很大的气体。
当空气中的浓度达到o.4%时,短时间内会使人丧失知觉,以致死亡。
二养化氮二氧化氮主要来源于爆破过程,它是一种剧毒气体,对人的眼睛、呼吸道及肺部组织具有激烈的腐蚀作用,能引起肺水肿。
当其在空气中的浓度达到0.025%时,能使人在短时间内死亡。
二养化硫,二氧化硫无色,但具有硫磺气味。
它主要由含硫煤炭的氧化和自燃,以及在含硫煤层中进行爆破时产生。
二氧化硫对人的眼睛和呼吸系统有激烈的刺激作用。
当其在空气中的浓度达到o.05%时,会引起支气管炎、肺气肿,短时间内能导致人的死亡。
硫化氢硫化氢气体赋存于煤层中.在落煤过程中自然泄出,有机物腐烂和含硫矿物遇水时也可以分解出硫化氢。
这种气体无色、微甜、有臭鸡蛋味。
它是一种有激烈毒性的气体,对人的眼、鼻、喉的粘膜有刺激作用。
当空气中浓度达到0.1%时,短时间内会使人死亡。
防止井下空气中的有害气体中毒的主要措施是强化通风,将上述有害气体冲淡,《煤矿安全规程》第101条规定:一氧化碳浓度不得超过o.24%;二氧化氮不得超过0.025%;二氧化硫不得超过0.05%;硫化氢不得超过0.066%;另外氨气不得超过0.4%。
井下空气中有害气体浓度不应超过《规程》规定。
二、矿井气候矿井空气的气候条件,是指作业地点空气的温度、湿度和风速三者的综合状态对人体的散热效果而言。
井下采、掘工作面气候条件的好坏,直接影响工人的身体健康和劳作效率。
人吃进食物后,经过氧化作用要产生大量的热,其中一部分用以维持正常体温(36.5—37℃),其余大部分热量都要散失到体外。
人体热量是通过辐射、对流和蒸发作用散失出去的。
矿井空气成分及有毒有害气体的检测第一章矿井空气一、教学内容:1、矿井空气主要成分及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法;2、矿井空气主要有害气体及其基本性质、质量浓度标准、检测仪器与方法、防止有害气体危害的措施;3、矿井气候条件标准、改善方法,二、重点难点:1、矿井空气主要有害气体的质量浓度标准;2、气体检测仪器与检测方法;3、防止有害气体危害的措施;4、矿井气候条件各参数的测定仪表及测定方法。
三、教学要求:1、了解矿井空气各主要成分的基本性质;2、了解矿井气候条件的质量标准及改善办法;3、掌握矿井空气各主要成分的质量浓度标准、检测仪表及方法;4、掌握矿井气候条件各参数的测定仪表及方法。
第一节矿井空气成分地面空气又称为大气,是混合气体,大气中除了水蒸气的比例随地区和季节变化较大以外,其余化学组成成分相对稳定。
一般将不含水蒸汽的空气称为干空气,它的组成成分和体积百分比分别为氧气(20.96%)、氮气(79%)和二氧化碳(0.04%).地面空气从井筒进入井下就成了矿井空气,将发生一系列变化。
主要有:氧气含量减少;有毒有害气体含量增加;粉尘浓度增大;空气的温度、湿度、压力等物理状态变化等。
在矿井通风中,习惯上把风流分作新鲜风流(新风)和污风风流(污风或乏风)。
一、矿井空气的主要成分及其基本性质(一)氧气(O2)氧气是一种无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为1.105。
氧气很活跃,易使多种元素氧化,能助燃。
氧气是维持人体正常生理机能所不可缺少的气体。
一般情况下,人在休息时的需氧量为0.2~0.4L/min;在工作时为1~3L/min。
人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系如表1-1所示。
表1-1 人体缺氧症状与空气中氧气浓度的关系氧气浓度(体积)/% 人体主要症状171510~126~9 静止状态无影响,工作时会感到喘息、呼吸困难和强烈心跳呼吸及心跳急促,无力进行劳动失去知觉,昏迷,有生命危险短时间内失去知觉,呼吸停止,可能导致死亡地面空气进入井下后,氧气浓度要有所降低,氧气浓度降低的主要原因有:人员呼吸;煤岩、坑木和其他有机物的缓慢氧化;爆破工作;井下火灾和瓦斯、煤尘爆炸;煤岩和生产中产生其他有害气体等。
在正常通风的井巷和工作面中,氧气浓度与地面相比一般变化不大,不会对人体造成太大影响。
但在井下盲巷、通风不良的巷道中或发生火灾、爆炸事故后,应特别注意对氧气浓度的检查,以防发生窒息事故。
(二)氮气(N2)氮气是无色、无味、无臭的惰性气体,相对密度为0.97,微溶于水,不助燃,无毒,不能供人呼吸。
氮气在正常情况下对人体无害,但当空气中的氮气浓度增加时,会相应降低氧气浓度,人会因缺氧而窒息。
在井下废弃旧巷或封闭的采空区中,有可能积存氮气。
如1982年9月7日,我国某矿因矿井主要通风机停风,井下采空区的氮气大量涌出,致使采煤工作面支架安装人员缺氧窒息,造成多人伤亡事故。
矿井中的氮气主要来源于:井下爆破;有机物的腐烂;天然生成的氮气从煤岩中涌出等。
(三)二氧化碳(CO2)二氧化碳是无色、略带酸臭味的气体,相对密度为1.52,不助燃也不能供人呼吸,略带毒性,易溶于水。
二氧化碳对人体的呼吸有刺激作用,所以在为中毒或窒息的人员输氧时,常常要在氧气中加入5%的二氧化碳,以促使患者加强呼吸。
当空气中的二氧化碳浓度过高时,轻则使人呼吸加快,呼吸量增加,严重时也能造成人员中毒或窒息。
空气中二氧化碳浓度对人体的危害程度如表1-2所示。
表1-2 空气中二氧化碳浓度对人体的影响二氧化碳浓度(体积)/% 人体主要症状1351010~2020~25 呼吸加深,急促呼吸急促,心跳加快,头痛,很快疲劳呼吸困难,头痛,恶心,耳鸣头痛,头昏,呼吸困难,昏迷呼吸停顿,失去知觉,时间稍长会死亡短时间中毒死亡二氧化碳比空气重,常常积聚在煤矿井下的巷道底板、水仓、溜煤眼、下山尽头、盲巷、采空区及通风不良处。
矿井中二氧化碳的主要来源有:煤和有机物的氧化;人员呼吸;井下爆破;井下火灾;瓦斯、煤尘爆炸等。
有时也能从煤岩中大量涌出,甚至与煤或岩石一起突然喷出,给安全生产造成重大影响。
如我国某矿,曾在1975年6月发生过一起二氧化碳和岩石突出事故,突出二氧化碳11000m3。
二氧化碳窒息同缺氧窒息一样,都是造成矿井人员伤亡的重要原因之一。
二、矿井空气主要成分的质量(浓度)标准矿井空气的主要成分中,由于氧气和二氧化碳对人员身体健康和安全生产影响很大,所以《煤矿安全规程》(以下简称《规程》)对其浓度标准做了明确规定。
主要如下:采掘工作面进风流中,按体积计算,氧气浓度不低于20%;二氧化碳浓度不超过0.5%。
矿井总回风巷或一翼回风巷风流中,二氧化碳超过0.75%时,必须立即查明原因,进行处理。
采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中二氧化碳超过1.5%时,采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%时,都必须停止工作,撤出人员,进行处理。
三、矿井空气主要成分的检测方法矿井空气主要成分的检测方法可分为两大类:一是取样分析法,二是快速测定法。
(一)取样分析法利用取样瓶或吸气球等容器提取井下空气式样,送往地面化验室进行分析。
分析仪器多用气相色谱仪,分析精度高,定性准确,分析速度快,一次进样可以同时完成多种气体的分析;但所需时间长,操作复杂,技术要求高。
一般用于井下火区成分检测或需精确测定空气成分的场合。
(二)快速测定法利用便携式仪器在井下就地检测,快速测定出主要气体成分,是目前普遍采用的测定方法。
1、氧气浓度的快速测定方法(1)利用氧气检测仪检测检测井下氧气的便携式仪器种类较多,主要有AY—1B型、JJY—1型(可测O2、CH4两种气体)等。
其中AY—1B型是普遍使用的氧气检测仪,本质安全型。
AY—1B型氧气检测仪采用的是电化学“隔膜式伽伐尼电池”原理。
氧气传感元件(隔膜式伽伐尼电池)分别由铂、铅两种不同金属做阴极和阳极,碱性溶液做电解液,通过聚四氯乙烯薄膜将其封闭构成,如图1-1a 所示。
当氧气透过隔膜在电极上发生电化学反应时,在两个电极间将形成同氧气浓度成正比的电流值,通过测定电极间的电流值即可实现对氧气浓度的测定。
图1-1b为AY—1B型氧气检测仪的外部结构图。
(a)(b)图1-1 AY—1B型氧气检测仪(a)隔膜式伽伐尼电池结构示意图(b)AY—1B型氧气检测仪的外部结构图1—氧气浓度显示器;2—仪器铭牌;3—示值调准电位器旋钮;4—氧气扩散孔;5—提手;6—密封盖;7—开关(2)利用比长式氧气检测管检测这种方法与矿井中主要有害气体的检测基本相同(详见本章第二节)2、二氧化碳浓度的快速检测方法矿井空气中二氧化碳的测定主要使用光学瓦斯鉴定器,检查方法详见《煤矿安全》教材。
第二节矿井空气中的有害气体及其检测一、矿井空气中的有害气体及其基本性质(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1-3所示。
表1-3 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0.048 1h可引起轻微中毒症状0.128 0.5~1h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、煤尘爆炸及火灾事故中,约70~75%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1-4所示。
表1-4 硫化氢的中毒程度与浓度的关系硫化氢浓度(体积)/% 主要症状0.0001 有强烈臭鸡蛋味0.01 流唾液和清鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难0.05 0.5~1h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(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1-5所示。
表1-5 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,易溶于水。
二氧化氮是井下毒性最强的有害气体。
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1-6所示。
表1-6 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0.004 2~4h内不致显著中毒,6h后出现中毒症状,咳嗽0.006 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。