掘进一区多媒体教学ppt课件(矿内空气).ppt
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1、矿内空气,南屯煤矿掘进一区制作人:刘尚星,矿井通风科学技术的发展,1640 自然通风1650 回风线路设置火炉(热风压)1849 蒸汽离心式通风机1898 电力轴流式通风机1862 关于煤自燃的文章1813 安全油灯检查O2、CH4、CO21960s 风流环境参数监测1970s 电子计算机应用,早期的通风装置:人踩风箱鼓风,早期的通风装置:马踩轮子通风,早期的通风装置:马转圈通风,现代化的局部通风机,现代化的主要通风机,矿内空气,矿井通风目的: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。矿井通风系统:主要通风机、通风网络巷道和通风构筑物组成。矿
2、井通风系统矿井的心脏与动脉,是保障矿井安全的最主要技术手段之一。本章重点阐述矿内空气的主要成分、井下常见的有害气体、矿井的气候条件。,1 矿内空气成分及其基本性质,地面空气主要成分,矿内空气,地面空气进入矿井以后,其成分和性质要发生一系列变化,如氧浓度降低,二氧化碳浓度增加;混入各种有毒、有害气体和矿尘;空气的状态参数(温度、湿度、压力等)发生改变等。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)。,有毒有害气体成分,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
3、中其主要成分仍然是氧、氮和二氧化碳。在污浊空气中含有大量有毒有害气体:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)等。,1.1 氧气(O2),氧气是维持人体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。,人体需氧量与劳动强度的关系,人体缺氧症状与氧浓度的关系,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。,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
4、各种有害气体,在井下通风不良的地点,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,矿内采掘工作面的进风流中氧含量不得低于20%。,1.2 氮气(N2),氮气是一种惰性气体,是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防止瓦斯爆炸。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。,1.3 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,很难与空气 均匀混合,故常积存在巷道的底部,在静止
5、的空气中有明显的分界。二氧化碳不助然也不能供人呼吸,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。在新鲜空气中含有微量的二氧化碳对人体是无害的,但如果空气中完全不含有二氧化碳,则人体的正常呼吸功能就不能维持。,二氧化碳对人呼吸的影响,在抢救遇难者进行人工输氧时,往往要在氧气中加入5%的二氧化碳,以刺激遇难者的呼吸机能。当空气中二氧化碳的浓度过高时,也将使空气中的氧浓度相对降低,轻则使人呼吸加快,呼吸量增加,严重时也可能造成人员中毒或窒息。,二氧化碳中毒症状与浓度的关系,矿内二氧化碳的主要来源,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
6、破;煤炭自然;瓦斯、煤尘爆炸等。此外,有的煤层和岩层中也能长期连续地放出二氧化碳,有的甚至能与煤岩粉一起突然大量喷出,给矿井带来极大的危害。规程规定:进风流中二氧化碳不超过0.5%;总回风流中,二氧化碳不超过1%。,1.4 一氧化碳(CO),CO是一种无色、无味、无臭的气体,相对对密度为0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。CO能燃烧,浓度在1375%时有爆炸的危险;CO与人体血液中血红素的亲合力比氧大150300倍(血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞)。一旦CO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功能,从而造成人体血液“窒
7、息”。,HbCO指数,CO随空气吸入后,通过肺泡进入血液循环,与血液中的血红蛋白(Hb)和血液外的其他某些含铁蛋白质(如肌红蛋白、二价铁的细胞素等)形成可逆性的结合。由于其与血红蛋白的亲和力要比氧与血红蛋白的亲和力大240倍,故把血液内氧合血红蛋白中的氧排挤出来,而形成碳氧血红蛋白(HbCO);又由于碳氧血红蛋白的离解比氧合血红蛋白(HbO2)的离解慢3600倍,故HbCO较之HbO2更为稳定。,毒理和临床表现,一氧化碳(CO) CO + Hb HbCO 亲和力 HbCO HbO2 300倍解离速度 HbCO HbO2 3600倍,毒理和临床表现,(1)CO所致组织缺氧及其程度取决于以下因素:
8、HbCO饱和度:空气中 CO 浓度愈高,肺泡气中 CO分压愈大,血液中 HbCO饱和度愈高。吸入空气中氧和CO分压:吸入高氧分压气体,可加速HbCO解离和CO排出。每分钟肺通气量:劳动量大、空气和血液中CO达到平衡的时间缩短。HbCO动脉血氧量对缺氧最敏感的中枢神经系统能量供应障碍,使大脑和基底神经节,尤其是苍白球和黑质发生变性、软化或坏死,出现中枢神经系统损害。,毒理和临床表现,(2)急性中毒临床表现主要为中枢神经、心血管以及血液系统方面症状,如剧烈头痛、头昏、恶心、呕吐;短暂昏厥、不同程度意识障碍或昏迷,皮肤粘膜呈樱桃红色。重者并发脑水肿、休克或严重心肌损害、呼吸衰竭。出现以锥体系或锥体外
9、系症状精神意识障碍为主要表现的CO神经精神后发症或迟发脑病。,CO中毒症状与浓度的关系,一氧化碳对人的生理作用,矿内CO的来源与允许浓度,空气中一氧化碳的主要来源有:井下爆破;矿井火灾;煤炭自然以及煤尘、瓦斯爆炸事故等。规程规定:矿内空气中CO浓度不得超过0.0024% 。,1.5 二氧化硫(SO2),SO2是一种无色,有强烈硫磺味的气体,易溶于水,在风速较小时,易积聚于巷道的底部。对眼睛有强烈刺激作用。SO2与水后生成都市硫酸,对呼吸器官有腐蚀作用,使用喉咙和支气管发炎,呼吸麻痹,严重时引起肺病水肿,当空气中含二氧化硫为0.0005%时,嗅觉器官能闻到刺激味。0.002%时,有强烈的刺激,可
10、引起头痛和喉痛。0.05%时,引起急性支气管炎和肺水肿,短期间内即死亡。规程规定:空气中二氧化硫含量不得超过0.0005%。,1.6 二氧化氮(NO2),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1.59,易溶于水。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。二氧化氮中毒有潜伏期,有的在严重中毒时尚无明显感觉,还可坚持工作。但经过624小时后发作,中毒者指头出现黄色斑点,并出现严重的咳嗽、头痛、呕吐甚至死亡。,二氧化氮中毒症状与浓度的关系,二氧化氮的来源与允许浓度,矿内空气中二氧化氮的主要来源:井下爆破工作。规程规
11、定氮氧化合物不得超过0.00025%。,1.7 硫化氢(H2S),硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味,当空气中浓度达到0.0001%即可嗅到。硫化氢相对密度为1.19,易溶于水,在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢,可能积存于旧巷积水中。空气中硫化氢浓度为4.3%45.5%时有爆炸危险。 硫化氢剧毒,有强烈的刺激作用。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。规程规定硫化氢的允许浓度为0.00066%。,2003年12月23日22时左右,重庆市开县高桥镇的川东北气矿16H井发生特大井喷事故,造成243人死亡。,1.8 氨气(NH3),氨
12、气是一种无色、有浓烈臭味的气体,比重为0.596,易溶于水,空气浓度中达30%时有爆炸危险。 氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉头水肿。 矿内空气中氨气的主要来源:爆破工作,用水灭火等;部分岩层中也有氨气涌出。规程允许浓度为0.004%。,1.9 氢气(H2),氢气无色、无味、无毒,相对密度为0.07。氢气能自燃,其点燃温度比甲烷低100200,当空气中氢气浓度为4%74%时有爆炸危险。 井下空气中氢气的主要来源: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。,2 矿内气候条件,2.1 矿内空气温度,矿内空气温度是影响矿内气候条件的重要因素。气温过高或过低,对人体都有不
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