1礦井空氣教學(xué)課件

1、2020/10/5,1,2020/10/5,1,Mine Ventilation and Dust Control,礦井通風(fēng)與防塵 東華理工大學(xué) 巫林平,2020/10/5,2,2020/10/5,2,目 錄 Contents,1 緒論 2 礦內(nèi)大氣 3 礦內(nèi)風(fēng)流的基本性質(zhì) 4 礦內(nèi)風(fēng)流運(yùn)動的能量 方程式 5 礦井通風(fēng)阻力 6 礦井自然通風(fēng) 7 機(jī)械通風(fēng) 8 礦井風(fēng)流基本定律和風(fēng)量分配,9 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 10 局部通風(fēng) 11 礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計 12 礦井通風(fēng)管理與 監(jiān)測 13 礦井通風(fēng)技術(shù)的新發(fā)展 14 礦井防塵,2020/10/5,3,2020/10/5,3,1 緒

2、 論 Introduction,1.1 課程性質(zhì)、目的及任務(wù) 1.2 課程的主要內(nèi)容和基本要求 1.3 課程的重點和難點 1.4 課程的實驗安排 1.5 課程的學(xué)時分配,2020/10/5,4,2020/10/5,4,1.1 課程性質(zhì)、目的及任務(wù)the properties, Purposes and Task of the Course,礦井通風(fēng)與防塵是采礦工程、安全工程的必修專業(yè)課。礦井通風(fēng)是礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有非常重要的地位。 礦井通風(fēng)的根本目的就是向礦井輸入新鮮空氣和排出污濁空氣。即依靠通風(fēng)動力將定量的新鮮空氣，沿著既定的通風(fēng)線路不斷地輸入井下，以

3、滿足回采工作面、掘進(jìn)工作面、機(jī)電硐室、火藥庫以及其他用風(fēng)地點的需要；同時，將用過的空氣不斷排出地面。,2020/10/5,5,2020/10/5,5,1.1 課程性質(zhì)、目的及任務(wù)the properties, Purposes and Task of the Course,基本任務(wù)是供給礦井新鮮風(fēng)量，以沖淡并排出井下的毒性、窒息性和爆炸性氣體和粉塵，保證井下風(fēng)流的質(zhì)量和數(shù)量符合國家安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，防止各種傷害和爆炸事故，保障井下人員身體健康和生命安全，保護(hù)國家資源和財產(chǎn)。,2020/10/5,6,2020/10/5,6,1.2 課程的主要內(nèi)容和基本要求the Main Con

4、tents and Basic Requirements of the Course,主要內(nèi)容 1 研究礦內(nèi)有毒、有害（CO，NO2，H2S，SO2）及放射性氣體 和粉塵生成及分布的規(guī)律。 2 研究礦內(nèi)氣候條件的變化規(guī)律。 3 正確確定礦井的總供風(fēng)量和各作業(yè)地點所需的風(fēng)量。 4 正確確定礦井的通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)和通風(fēng)方法。 5 正確計算礦井通風(fēng)阻力，合理確定所需的通風(fēng)動力。 6 隨著生產(chǎn)的發(fā)展變化及時進(jìn)行風(fēng)量的調(diào)節(jié)。 7 對礦井通風(fēng)狀況進(jìn)行檢查、測定，及時發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。 基本要求 掌握礦內(nèi)大氣的性質(zhì)和風(fēng)流運(yùn)動的基本規(guī)律，學(xué)會礦井通風(fēng)和防塵的檢測方法、技術(shù)管理措施和設(shè)計計算方法。,20

5、20/10/5,7,2020/10/5,7,1.3 課程的重點和難點the Keynote and Difficult Point of the Course,重點是學(xué)習(xí)礦內(nèi)風(fēng)流運(yùn)動的基本規(guī)律、風(fēng)量計算及分配、礦井通風(fēng)阻力計算以及主扇選型。 難點是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的分析和設(shè)計。,2020/10/5,8,2020/10/5,8,1.4 課程的實驗安排Experiment Arrangement of the Course,本課程設(shè)有6學(xué)時的實驗，主要有： 1 空氣物理參數(shù)測定及風(fēng)速儀的校正； 2 風(fēng)流壓力測定、管道斷面壓力分布的測定； 3 風(fēng)流沿程流動壓力的測定、阻力系數(shù)的測定 及通風(fēng)機(jī)性能測定；

6、4 粉塵濃度及分散度的測定。,2020/10/5,9,2020/10/5,9,1.5 課程的學(xué)時分配Teaching Hours of the Course,本課程總學(xué)時52，其中授課46學(xué)時，實驗6學(xué)時。 成績評定： 本課程是考試課，采用結(jié)構(gòu)評分，即平時作業(yè)、考勤課堂表現(xiàn)占本課程考核總成績的20%，實驗課成績占20%，期末定時作業(yè)占60%。,2020/10/5,10,2020/10/5,10,參考文獻(xiàn),【0】支學(xué)藝，張紅嬰主編,礦井通風(fēng)與防塵，化學(xué)工業(yè)出版社，2013年 【1】陳國山，王洪勝主編,礦井通風(fēng)與防塵,冶金工業(yè)出版社，2010年 【2】陳曉青主編，金屬礦床露天開采，北京：冶金工業(yè)出

7、版社，2010年 【3】李建波主編，金屬礦床地下開采，北京：冶金工業(yè)出版社，2011年 【4】王德明主編，礦井通風(fēng)與安全，徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012年 【5】劉錫明主編。礦井通風(fēng)與安全，北京：冶金工業(yè)出版社，2013年,2020/10/5,11,2020/10/5,11,參考文獻(xiàn),1 礦井通風(fēng)技術(shù)測定及其應(yīng)用 淮南煤炭學(xué)院通風(fēng)安全教研室 煤炭工業(yè)出版社 2 礦井通風(fēng)阻力及其測定 黃元平 煤炭工業(yè)出版社 3 煤礦安全手冊 第一篇 礦井通風(fēng)與空調(diào) 趙金福 煤炭工業(yè)出版社 4 礦井通風(fēng) 黃元平 中國礦業(yè)學(xué)院出版社 5 礦井通風(fēng)與安全 吳中立 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 6 礦井通風(fēng)工程 （美）C.J

8、.霍爾 煤炭工業(yè)出版社 7 金屬礦井通風(fēng)防塵設(shè)計參考資料 冶金工業(yè)出版社 8 通風(fēng)學(xué) （日）平松良雄 冶金工業(yè)出版社 9 冶金地下礦山安全規(guī)程 10 金屬非金屬礦山安全 湖北科學(xué)技術(shù)出版社 11 礦山安全培訓(xùn)教材 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局安全科學(xué)技術(shù)研究 中心 12 礦井通風(fēng)與防塵 王英敏 冶金工業(yè)出版社,2020/10/5,12,2020/10/5,12,2 礦內(nèi)大氣 Atmosphere Air in Mine,2.1 礦內(nèi)空氣的主要成分 2.2 礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體 2.3 放射性氣體 2.4 礦內(nèi)氣候條件,2020/10/5,13,2020/10/5,13,2.1 礦內(nèi)空氣的主要成分

9、 Main Composition of Mine Air,2.1.1 地面空氣 2.1.2 礦井空氣 2.1.3 井下空氣的主要成分,2020/10/5,14,2020/10/5,14,2.1.1 地面空氣 Atmospheric Air,地面空氣一般是由以下幾種氣體混合組成： O2 氧 20.90；（按體積百分比） N2 氮 78.13； CO2 二氧化碳 0.03； Ar 氬 0.93； 其它稀有氣體 0.01。 地面空氣是干空氣和水蒸氣的混合氣體，在正常情況下，地面空氣（干空氣）中各種氣體的組成如上述，它們表示某種氣體的體積在干空氣的總體積中所占的百分?jǐn)?shù)。,2020/10/5,15,2

10、020/10/5,15,2.1.2 礦井空氣 Air in Mine,地面空氣進(jìn)入礦井以后即稱為礦井空氣。 地面空氣進(jìn)入井下后會發(fā)生物理和化學(xué)兩種變化。（？） 表現(xiàn)為：氧含量降低，二氧化碳量增高，并混入了礦塵和有毒有害氣體（如CO2 、H2S 、N02、SO2），空氣的溫度、濕度和壓力也發(fā)生了變化等。,一般來講，正常的地面空氣進(jìn)入礦井后，當(dāng)其成分與地面空氣成分相同或相差不多時，稱為礦內(nèi)新鮮空氣（安全規(guī)程規(guī)定，就含塵量而言，入風(fēng)風(fēng)源的含塵量不大于0.5mg/m3）（新風(fēng)）。,2020/10/5,16,2020/10/5,17,2020/10/5,17,2.1.2 礦井空氣 Air in Mine

11、,當(dāng)井下空氣中混入各種有毒有害氣體，含氧量降低，CO2增加，以及粉塵含量增加，這時稱為礦內(nèi)污濁空氣（污風(fēng)）。,2020/10/5,18,2020/10/5,18,物 理 變 化 Physical Change,1 氣體混入。井下空氣中混入 CO2 和H2S 等氣體。 2 固體混入。井下各作業(yè)點所產(chǎn)生的礦塵（巖塵）和其它雜塵浮游在井下空氣中。 3 氣象變化。主要是由于井下空氣的溫度、氣壓和濕度的變化引起井下空氣的體積和濃度變化。,2020/10/5,19,2020/10/5,19,化 學(xué) 變 化 Chemical Change,井下一切物質(zhì)（如巖石，坑木等）的緩慢氧化、自燃現(xiàn)象及人體呼吸產(chǎn)生CO

12、2 。 井下爆破、火區(qū)氧化、機(jī)械潤滑油高溫分解等都能產(chǎn)生CO。 井下火區(qū)氧化和含硫礦的水解都能產(chǎn)生H2S。 井下爆破能產(chǎn)生氧化氮（NO2 及 N2O5）等。,2020/10/5,20,2020/10/5,20,2.1.3 井下空氣的主要成分 Main Composition of Mine Air,井下空氣的主要成分有O2，N2， CO2 ，但是N2是惰性氣體，變化不大，故主要還是O2 ，CO2。,2020/10/5,21,2020/10/5,21,氧 氣 (O2) （1）Oxygen,氧為無色、無味、無臭的氣體，相對密度為1.11。它是一種非常活潑的元素，能與很多元素起氧化反應(yīng)，能幫助燃燒和

13、供人和動物呼吸，是空氣中不可缺少的氣體。 放熱反應(yīng),2020/10/5,22,2020/10/5,22,氧 氣 (O2) （1）Oxygen,氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所需要的氣體,人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動強(qiáng)度等。 人體輸氧量與勞動強(qiáng)度的關(guān)系 勞動強(qiáng)度 呼吸空氣量（L/min） 氧氣消耗量（L/min） 休 息 6-15 0.20.4 輕 勞 動 20-25 0.6-1.0 中度勞動 30-40 1.2-2.6 重 勞 動 40-60 1.8-2.4 極重勞動 60-80 2.5-3.1,2020/10/5,23,2020/10/5,23,氧 氣 (O2

14、) （2） Oxygen,當(dāng)空氣中的含氧量減小時，人們的呼吸就會感到困難，嚴(yán)重時會導(dǎo)致窒息（含氧量降到69） 。所以，我國礦山安全規(guī)程規(guī)定，礦內(nèi)空氣的含氧量不得低于20。 氧氣既提供人呼吸，又是助燃物質(zhì)。井下工人勞動，需要有足夠含氧量的空氣，但對一些采空區(qū)域卻要阻止含氧空氣進(jìn)入，以防自燃，釀成火災(zāi)。,2020/10/5,24,2020/10/5,24,氧 氣 (O2) （2） Oxygen,地面空氣進(jìn)入井下后，氧氣濃度會有所降低。主要原因有： 1）人員呼吸； 2）坑木和其他有機(jī)物的緩慢氧化； 3）爆破工作； 4）井下火災(zāi)、礦塵爆炸； 5）礦巖和生產(chǎn)中產(chǎn)生其他有害氣體等。,2020/10/5,2

15、5,2020/10/5,25,二 氧 化 碳 (CO2) Carbon Dioxide,CO2是一種比重為1.52的無色無味氣體，常沉積在巷道的底部。 我國礦山安全規(guī)程規(guī)定：有人工作或可能有人到達(dá)的井巷， CO2不得大于0.5，總回風(fēng)流中CO2不大于1。,2020/10/5,26,2020/10/5,26,二 氧 化 碳 (CO2) Carbon Dioxide,不助燃，也不能供人呼吸，易溶于水，生成碳酸，使水溶液成弱酸性，對眼鼻喉黏膜有刺激作用。 對人的呼吸起刺激作用； 當(dāng)空氣中CO2濃度過大時，造成氧濃度降低，可以引起缺氧窒息。當(dāng)空氣中的CO2含量達(dá)1020，人就有生命危險。,2020/1

16、0/5,27,2020/10/5,27,二 氧 化 碳 (CO2) Carbon Dioxide,二氧化碳比空氣重，常常積聚在礦井巷道底板、水倉、盲井、采空區(qū)及通風(fēng)不良處。 礦井中二氧化碳的主要來源有： 有機(jī)物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災(zāi)；爆炸等。有時也能從礦巖中大量涌出，甚至與巖石一起突然噴出，給安全生產(chǎn)造成重大影響。,2020/10/5,28,2020/10/5,28,氮?dú)?N2) Carbon Dioxide,無色、無味、無臭的惰性氣體，相對密度為0.97，微溶于水，不助燃，無毒，不能供人呼吸。 氮?dú)庠谡Ｇ闆r下對人體無害，但當(dāng)空氣中氮?dú)鉂舛仍黾訒r，會相應(yīng)降低氧氣濃度，人會因缺氧

17、而窒息。 在廢棄舊巷或封閉的采空區(qū)中，有可能積存氮?dú)?、礦井中的氮?dú)庵饕獊碓从冢壕卤?；有機(jī)物的腐爛；天然生成的氮?dú)鈴牡V巖中涌出。,2020/10/5,29,2020/10/5,29,2.2 礦內(nèi)空氣中常見的有害氣體Main Noxious Gases in Mine,金屬礦山井下常見的對安全生產(chǎn)威脅最大的有毒氣體有：CO，NO2，SO2 ，H2S等。 2.2.1 有毒氣體的來源 2.2.2 各種有毒氣體的性質(zhì) 2.2.3 礦塵 2.2.4 礦內(nèi)空氣成分安全標(biāo)準(zhǔn),2020/10/5,30,2020/10/5,30,2.2.1 有毒氣體的來源the Source of Noxious Gases

18、,1 爆破時所產(chǎn)生的炮煙。炸藥在井下爆炸后，產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，如CO, NO2等。 2 柴油機(jī)工作時所產(chǎn)生的廢氣。柴油機(jī)工作時所排廢氣的主要成分是氧化氮，CO 、 醛類和油煙等。（缸徑） 坑內(nèi)柴油機(jī)廢棄排放指標(biāo) 單位g/(kW*h),2020/10/5,31,2020/10/5,31,爆 破 Explosion,爆破是礦山生產(chǎn)的主要作業(yè)之一。爆破后，工人不能立即進(jìn)入工作面，因為現(xiàn)代各種工業(yè)炸藥的爆破分解都是建立在可燃物質(zhì)(如碳、氫、氧等)氣化的基礎(chǔ)上。當(dāng)炸藥爆炸時除產(chǎn)生水蒸氣和氮外，還產(chǎn)生二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等有毒有害氣體，統(tǒng)稱為炮煙。它會直接危害礦工的健康和安全。,2020/1

19、0/5,32,2020/10/5,32,2.2.1 有毒氣體的來源the Source of Noxious Gases,3 硫化礦物的氧化。在開采高硫礦床時，由于硫化礦物緩慢氧化，產(chǎn)生SO2 和 H2S氣體。 4 井下火災(zāi)。井下火災(zāi)引起坑木燃燒，產(chǎn)生大量的CO。,2020/10/5,33,2020/10/5,33,2.2.2 各種有毒氣體的性質(zhì)the Properties of Noxious Gases,一氧化碳（CO）：礦山安全規(guī)程規(guī)定：礦內(nèi)空氣中CO濃度不可超過0.0024。爆破后，在通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，CO濃度降至0.02時，才可進(jìn)入工作面。 物理性質(zhì)： 無色無味無臭的氣體，對空氣

20、的相對密度為0.97，故能均勻的散布于空氣中，不用特殊儀器不易察覺。微溶于水，化學(xué)性質(zhì)不活潑，但濃度在13%75%時能引起爆炸。,2020/10/5,34,2020/10/5,34,一 氧 化 碳 Carbon Monoxide,極毒：當(dāng)空氣中一氧化碳濃度為0.4%時，在很短的時間內(nèi)人就會失去知覺，搶救不及時就會中毒死亡。 主要危害：血紅素是人體血液中攜帶氧氣和排出二氧化碳的細(xì)胞。一氧化碳與人體血液中血紅素的親合力比氧大250300倍。一旦一氧化碳進(jìn)入人體后，首先就與血液中的血紅素相結(jié)合，因而減少了血紅素與氧結(jié)合的機(jī)會，使血紅素失去輸氧的功能，從而造成人體血液“窒息”。當(dāng)濃度為0 .08%時，

21、40分鐘引起頭痛眩暈和惡心；濃度為0.32%時，510分鐘引起頭痛、眩暈，30分鐘引起昏迷，死亡。,2020/10/5,35,2020/10/5,35,2.2.2 各種有毒氣體的性質(zhì)the Properties of Noxious Gases,中毒程度和中毒快慢與下列因素有關(guān)： 1）空氣中一氧化碳的濃度； 2）與含有CO的空氣接觸時間； 3）呼吸頻率與呼吸深度； 4）與人的體質(zhì)和體格有關(guān)； 一氧化碳濃度與人體中毒程度的關(guān)系,2020/10/5,36,2020/10/5,36,2.2.2 各種有毒氣體的性質(zhì)the Properties of Noxious Gases,氮氧化物（NOxNO2）

22、：礦山安全規(guī)程規(guī)定：氮氧化物不大于0.00025。（NOx5mg/m3） 硫化氫（H2S）： 礦山安全規(guī)程規(guī)定：井下空氣中H2S含量不能超過0.00066。（H2S10mg/m3）。 二氧化硫(SO2)：礦山安全規(guī)程規(guī)定：空氣中 SO2含量不得超過0.0005。（SO2 5mg/m3）。,2020/10/5,37,2020/10/5,37,氮氧化物（NOxNO2）Nitrogen Dioxide,炸藥爆炸時產(chǎn)生一系列的氮氧化物，如NO，NO2，NO遇空氣中的氧就立即氧化為NO2。 NO2是一種比重為1.57的有強(qiáng)烈窒息性紅褐色氣體，易溶于水而生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，對眼睛、呼吸道粘膜和肺部有強(qiáng)烈

23、的刺激及腐蝕作用。 主要危害：對于人體最大的危害是引起肺水腫。二氧化氮中毒有潛伏期，中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點。礦內(nèi)空氣中當(dāng)NO2的濃度為0.01%時，出現(xiàn)嚴(yán)重中毒， 0.025時，很快使人中毒死亡。 礦井中二氧化氮的主要來源是爆破工作。,2020/10/5,38,2020/10/5,38,硫化氫（H2S）Hydrogen Sulfide,硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味，當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001即可嗅到，但當(dāng)濃度較高時，因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，反而嗅不到。硫化氫相對密度為1.19，易溶于水，所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒，空氣中硫化氫濃度為6.0時，有爆炸危險。 主要危害：硫化氫劇

24、毒，有強(qiáng)烈的刺激作用；能阻礙生物氧化過程，使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時，主要以腐蝕刺激作用為主；濃度較高時能引起人體迅速昏迷或死亡。如當(dāng)濃度達(dá)到0.1%時，在短時間內(nèi)就會有生命危險。,2020/10/5,39,2020/10/5,39,硫化氫（H2S）Hydrogen Sulfide,主要來源：坑木等有機(jī)物腐爛，含硫礦物的水化，從老空區(qū)和舊巷道積水中放出。 金屬非金屬礦山安全規(guī)程中規(guī)定：井下空氣中硫化氫含量不得超過0.00066%。,2020/10/5,40,2020/10/5,40,二 氧 化 硫 (SO2) Sulfur Dioxide,二氧化硫(SO2)，無色、有強(qiáng)烈的硫磺氣味及

25、酸味，空氣中濃度達(dá)到0.0005即可嗅到。其相對密度為2.2，常存在于巷道底部，易溶于水。 主要危害：遇水后生成硫酸，對眼睛及呼吸系統(tǒng)粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水腫。當(dāng)濃度達(dá)到 0.002時，眼睛及呼吸器官即感到有強(qiáng)烈的刺激（瞎眼氣體）；濃度達(dá)0.05時，短時間內(nèi)即有致命危險。,2020/10/5,41,2020/10/5,41,二 氧 化 硫 (SO2) Sulfur Dioxide,礦井中二氧化硫的主要來源：含硫礦物的氧化與燃燒；在含硫礦物中爆破；從含硫煤體中涌出。 我國規(guī)程規(guī)定：空氣中SO2含量不得超過0.0005%。,2020/10/5,42,2020/10/5,42,氨氣，

26、氫氣,氨氣（火災(zāi)，爆炸事故）：無色有濃烈臭味的氣體，相對密度為0.6，易溶于水。氨氣濃度達(dá)到30%時遇明火有爆炸性。有劇毒，對皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫，嚴(yán)重時失去知覺以致死亡。 氫氣：無色無味無毒，相對密度0.07。濃度達(dá)到4%74%時具有爆炸危險。 主要來源：蓄電池充電，礦井火災(zāi)和爆炸事故。,2020/10/5,43,2020/10/5,43,2.2.3 礦 塵 Mine Dust,在開采過程中，所產(chǎn)生的一切細(xì)散狀礦物和巖石的塵粒，稱為礦塵，它能較長久地懸浮于空氣中，也叫做粉塵。含游離二氧化矽（SiO2）的粉塵叫做矽塵。 礦塵最大的危害是，當(dāng)人體長期吸入含有游離SiO2的礦

27、塵時，會引起矽肺病。矽肺病是礦山的一種主要職業(yè)病，是因為長期大量吸入含游離SiO2的礦塵引起的。矽塵沉積于肺泡中，使肺組織部分地失去彈性而硬化，使人們呼吸功能減退，出現(xiàn)咳嗽、氣短、胸痛、無力等癥狀，不僅造成病痛，并影響勞動能力，嚴(yán)重時將喪失勞動能力。 井下作業(yè)場所的粉塵濃度必須符合國家標(biāo)準(zhǔn)。,2020/10/5,44,2020/10/5,44,二 氧 化 矽 Silicon Dioxide,二氧化矽是地殼上常見的氧化物，是許多巖石和礦物的重要組成部分，它有兩種存在狀態(tài)：一種是結(jié)合態(tài)的二氧化硅，即矽酸鹽礦物，如長石，滑石，石棉等，對人體的危害較輕。另一種是游離狀態(tài)的SiO2, 主要是石英，以及燧

28、石、磷石英、白石英等。礦塵中含游離SiO2含量越高，對人體危害越大。一般金屬礦山礦塵游離SiO2含量在3070左右，有時高達(dá)90以上。,2020/10/5,45,2020/10/5,45,粉塵濃度國家標(biāo)準(zhǔn) the National Standard of Dust Density,我國關(guān)于防止廠礦企業(yè)中矽塵危害的決定中規(guī)定，作業(yè)場所空氣中粉塵氣體濃度：含游離SiO2大于10者，不能超過2 mg/m3， 小于10者，不得超過10 mg/m3。,2020/10/5,46,2020/10/5,46,礦內(nèi)空氣成分安全標(biāo)準(zhǔn) Safety Standard of Air Composition in Mi

29、ne,2020/10/5,47,2020/10/5,47,有毒氣體中毒時的急救,急救措施： 1.立即將中毒者移至新鮮空氣處或地表； 2.將患者口中一切妨礙呼吸的東西松開； 3.保暖 4.輸氧 5.解毒,2020/10/5,48,2020/10/5,48,有毒氣體的測定,以快速準(zhǔn)確的測定法為宜，現(xiàn)場廣為采用的測定方法為檢定管快測定法。 比色法 比長法,2020/10/5,49,2020/10/5,49,2.3 放射性氣體 Radiated Gases,2.3.1 氡及其子體的性質(zhì)和危害 2.3.2 礦內(nèi)大氣中氡的來源 2.3.3 氡及氡子體的最大允許度,2020/10/5,50,2020/10/

30、5,50,2.3.1 氡及其子體的性質(zhì)和危害 the Properties and Harm of Radon,氡是一種惰性氣體，對人體無直接危害，但氡子體是呈固體微粒形式，大小為0.001-0.05m，有一定的荷電性，具有很強(qiáng)的附著能力。因此，在空氣中很容易與粉塵結(jié)合形成“放射性氣溶膠”。被吸入人體后，氡及其子體繼續(xù)衰變放出射線，長期作用能使支氣管和肺組織產(chǎn)生慢性損傷，引起病變，故認(rèn)為它是產(chǎn)生礦工肺癌的原因之一。,2020/10/5,51,2020/10/5,51,2.3.1 氡及其子體的性質(zhì)和危害 the Properties and Harm of Radon,（1）氡及其子體的性質(zhì) 氡

31、是無色無味透明的放射性氣體，半衰期為3.825D。惰性氣體，能溶于水、油類、有機(jī)溶劑及其它溶解。能被固體物質(zhì)吸附，吸附力最強(qiáng)的是活性炭。 衰變規(guī)律：氡-鐳A-鐳B-鐳C-鐳C-鐳D-鉛 由氡到鉛的衰變過程中所產(chǎn)生的短壽命中間產(chǎn)物統(tǒng)稱為氡的子體。氡子體具有金屬特性和荷電性，與物質(zhì)粘附性很強(qiáng)，易于礦塵結(jié)合、黏著，形成放射性氣溶膠。,2020/10/5,52,2020/10/5,52,2.3.1 氡及其子體的性質(zhì)和危害 the Properties and Harm of Radon,（2）氡及其子體的危害 射線穿透能力差，電離本領(lǐng)強(qiáng)，內(nèi)照射對人體組織的危害較大，多表現(xiàn)為呼吸道系統(tǒng)疾病。 、射線穿透

32、能力強(qiáng)，外照射引起的損傷多表現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)和血液系統(tǒng)的疾病。 對含鈾礦山，外照射不是主要危害，主要放射性危害是內(nèi)照射。 氡子體對人體貢獻(xiàn)的劑量比氡大19.8倍，氡子體的危害是主要的。,2020/10/5,53,2020/10/5,53,2.3.2 礦內(nèi)大氣中氡的來源 Source of Radon in Mine Air,1）巖石中普遍存在著鈾，鈾不斷地衰變，不斷產(chǎn)生氡氣，并從巖石的裸露表面進(jìn)入空氣中。 2）氡在水中的溶解度不大，但由于巖石裂隙中存在高濃度的氡，使地下水中溶解大量的氡，一經(jīng)流入礦井，氡便從水中析出。 3）采礦及掘進(jìn)都在不斷地破碎礦巖。隨著礦巖裸露面的增加，也增加了礦井的氡析出量。

33、,2020/10/5,54,2020/10/5,54,2.3.3 氡及氡子體的最大允許濃度 the Permissible Concentration of Radon,氡及其子體對人體的危害條件： A. 空氣中氡及其子體要超過一定濃度； B. 氡及其子體能進(jìn)入人體內(nèi)； C.人體接受上述濃度的氡和子體要超過一定時間。 我國放射性防護(hù)規(guī)定規(guī)定礦山井下工作場所空氣中的最大允許濃度為3.7kBq/m3，或叫1艾曼。 氡子體的潛能值不超過0.3工作水平或1國標(biāo)，或6.4J/m3。,2020/10/5,55,2020/10/5,55,2.4 礦內(nèi)氣候條件 the Climate Condition in

34、 Mine,2.4.1 概述 2.4.2 礦內(nèi)空氣的濕度、含濕量 2.4.3 礦內(nèi)空氣溫度 2.4.4 井下氣候條件的舒適性 2.4.5 衡量礦井氣候條件的指標(biāo),2020/10/5,56,2020/10/5,56,2.4.1 概 述（1）General Introduction,人體在工作或休息時，都在不斷產(chǎn)生和散發(fā)熱量。在正常條件下，人體產(chǎn)熱速率和環(huán)境冷卻能力相適應(yīng)而處于平衡狀態(tài)，體溫保持在36.537度。 新陳代謝是人類生命活動的基本過程之一。人體散熱主要是通過人體皮膚表面與外界的對流、輻射和汗液蒸發(fā)這三種基本形式進(jìn)行的。,2020/10/5,57,2020/10/5,57,2.4.1 概

35、 述（1）General Introduction,輻射散熱：由溫度較高的物體表面（一般為皮膚）發(fā)射紅外線，而由溫度較低的物體接收的散熱方式。經(jīng)該途徑散發(fā)的熱量約占總散熱量的70%85%。 對流散熱(thermal convection) 緊貼身體的空氣由于輻射的結(jié)果溫度升高，體積膨脹而上升，冷空氣接著來補(bǔ)充，體表又與新移動過來的較冷空氣進(jìn)行熱量交換，因而不斷帶走熱量。 蒸發(fā)散熱是指體液的水分在皮膚和粘膜（主要是呼吸道粘膜）表面由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時帶走大量熱量的一種散熱方式。（與礦井氣候條件之間的關(guān)系？）,2020/10/5,58,2020/10/5,58,2.4.1 概 述（1）Gener

36、al Introduction,對流散熱取決于周圍空氣的溫度和流速；輻射散熱主要取決于環(huán)境溫度；蒸發(fā)散熱取決于周圍空氣的相對濕度和流速。 礦井氣候條件主要指礦井空氣的溫度、濕度和流速等，也稱礦井氣候條件的三要素。,2020/10/5,59,59,2.4.1 概 述（2） General Introduction,礦井氣候條件的三要素是影響人體熱平衡的主要因素。 空氣溫度：對人體對流、輻射起著主要作用。 相對濕度：影響人體蒸發(fā)散熱的效果。 風(fēng)速：影響人體的對流散熱和蒸發(fā)散熱的效果。對流換熱強(qiáng)度隨風(fēng)速而增大。同時濕交換效果也隨風(fēng)速增大而加強(qiáng)。如有風(fēng)的天氣，衣服干得快。 影響人體產(chǎn)生熱量主要決定于勞

37、動強(qiáng)度。而影響人體散熱的條件是空氣的溫度、濕度和風(fēng)速三者的綜合狀態(tài)。,2020/10/5,60,2020/10/5,60,2.4.2 礦內(nèi)空氣的濕度、含濕量 Humidity of Mine Air,1 幾個概念 2 影響濕度的原因 3 礦井濕度變化規(guī)律,2020/10/5,61,2020/10/5,61,幾 個 概 念 Concept,1 絕對濕度（ ）。單位體積或單位重量的濕空氣中所含水蒸氣重量的實際值（g/m3 或g/kg）。 2 飽和能力（ ） 。單位體積或單位重量的空氣能容納水蒸氣量的極限能力或最大能力（g/m3 或g/kg）。 當(dāng)溫度升高時，空氣的體積增大，空氣分子間的孔隙增大，容

38、納水蒸氣的能力增大。這就是說，空氣溫度越高，空氣的飽和能力就越大。 3 相對濕度( )。在溫度相同和壓力相同的條件下，空氣的絕對濕度和飽和能力的百分比叫做空氣的相對濕度。 4 露點。在氣壓不變，水蒸氣無增減的情況下，不飽和空氣因冷卻而達(dá)到飽和時的溫度。,2020/10/5,62,2020/10/5,62,相對濕度的計算 Calculation of Relative Humidity,為水蒸氣壓力， 為飽和水蒸氣壓力。 =0， =100% ，分別意味著什么？ 在一定溫度和壓力下， 的數(shù)值是常數(shù)，則由上式可知，和 是成正比例變化的，即空氣的相對濕度越大，則空氣的絕對濕度也越大，即表示這時的空氣越

39、潮濕。,2020/10/5,63,2020/10/5,63,影響濕度的原因 Factors Affecting Humidity,1 地面濕度隨季節(jié)變化。 陰雨季節(jié)濕度較大，夏季相對濕度較低（氣溫高， 高），冬季相對濕度較大（氣溫低， 低）。 2 地面濕度與地理位置有關(guān)。沿海地區(qū)較高，向內(nèi)陸逐漸降低，西北地區(qū)達(dá)到最低值。因為空氣中水蒸氣來自水面，故大氣中濕度一般自沿海向內(nèi)陸和自低層向高層（海拔）遞減。（如贛南平均海拔300500m，甘肅2000m左右）。,2020/10/5,64,2020/10/5,64,礦井濕度變化規(guī)律 Change Law of Humidity in Mine,井下濕度

40、由于礦井涌水或滴水或充填、濕式作業(yè)、噴霧灑水等原因，井下通常都很潮濕，金屬礦山井下相對濕度在8090左右。 一般來說，在礦井進(jìn)風(fēng)路線上，冷天相對濕度大，含有一定量水蒸氣的冷空氣進(jìn)入井下，氣溫逐漸升高，其飽和能力逐漸變大，相對濕度變小，沿途要吸收井巷中的水分，則進(jìn)風(fēng)段干燥；熱天相對濕度低，熱空氣進(jìn)入井下，氣溫逐漸降低，其飽和能力逐漸變小，使其中一部分水蒸氣凝結(jié)成水珠，故進(jìn)風(fēng)段里很潮濕。這就是人們常見的進(jìn)風(fēng)段冬干夏濕現(xiàn)象。采掘工作面和回風(fēng)路線上，因氣溫常年不變，故其濕度亦幾乎常不變，而且相對濕度都在95以上。,2020/10/5,65,2020/10/5,65,2.4.3 礦內(nèi)空氣溫度 Tempe

41、rature of Air in Mine,1 溫度變化 2 影響礦內(nèi)溫度的因素 3 井下氣溫變化規(guī)律,2020/10/5,66,2020/10/5,66,溫 度 變 化 the Change of Temperature,礦內(nèi)空氣溫度是礦內(nèi)氣候條件的一個重要因素。礦內(nèi)空氣最適宜人們勞動的溫度是15-20。 空氣在礦井中流動，會由于各種原因而導(dǎo)致溫升。通常有對流溫升和換熱溫升。 對流溫升，是指空氣由于絕熱壓縮和水分蒸發(fā)時所引起的空氣溫度變化。 換熱溫升，是指巖石和空氣中的熱交換，所引起的空氣溫度的變化。,2020/10/5,67,2020/10/5,67,影響礦內(nèi)溫度的因素 the Facto

42、rs Affecting Temperature in Mine,地面空氣溫度 空氣受壓縮和膨脹 巖石溫度的影響,2020/10/5,68,2020/10/5,68,地面空氣溫度 the Temperature of Atmospheric Air,地面氣溫一年四季有周期性變化，甚至一日之內(nèi)也發(fā)生周期性變化。 地面空氣溫度的變化對井下空氣的影響極大 。我國北方冬季寒冷，進(jìn)風(fēng)段若不預(yù)熱，有可能出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象；南方夏季炎熱，使井下溫度升高，惡化工作環(huán)境，尤其是淺井。,2020/10/5,69,2020/10/5,69,空氣受壓縮和膨脹 Compression and Expansion of Air

43、,當(dāng)空氣沿井筒向下流動時，由于井筒加深，空氣受壓縮，而放出熱量，使空氣溫度升高；當(dāng)空氣向上流動時，則膨脹吸熱，使溫度降低。 空氣溫升計算式： t2 -t1 = g ( z1 - z2 ) / Cp t1、t21、2點的空氣溫度，；z1、z2 1、2點的標(biāo)高，m; Cp 空氣的定壓比熱容，J/kg ； g 重力加速度，m/s2 。,2020/10/5,70,2020/10/5,70,巖石溫度的影響（1）Effect of Rock Temperature,地表以下巖石的溫度是變化的，可分為三帶： 變溫帶：溫度隨地表溫度而變化； 恒溫帶：不受地表溫度的變化影響，而穩(wěn)定不變。其溫度近似等于當(dāng)?shù)啬昶骄?/p>

44、氣溫，深度大約距地表2030米。 增溫帶：在恒溫帶以下，巖石溫度隨深度的增加而增加。 一定深度的巖石溫度計算式： tZ = t0 + Gt ( Z - Z0 ) tZ 距地面垂深Z米處的巖層溫度， ；t0 恒溫帶處巖層的溫度，可近似取當(dāng)?shù)啬昶骄鶜鉁?，。Z 巖層的深度，m； Z0 恒溫帶的深度，m; Gt 地溫梯度，即巖層溫度隨深度的變化率， /m。,2020/10/5,71,2020/10/5,71,巖石溫度的影響（2） Effect of Rock Temperature,圍巖與井下空氣的熱交換是一個復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)定過程，但其主要熱交換方式為傳導(dǎo)和對流。當(dāng)圍巖溫度高于進(jìn)入礦內(nèi)空氣的溫度時，巖體

45、內(nèi)部的熱量就會傳遞到巷道壁，再由巖壁散發(fā)到空氣中，使空氣加熱而升溫。 巖體中的熱量不斷地傳給空氣，在巷道周圍逐漸形成冷卻圈。冷卻圈的大小決定于巖石的性質(zhì)、巖體與空氣的溫差，以及距井口的距離和通風(fēng)時間的長短。,2020/10/5,72,2020/10/5,72,巖石溫度的影響（2） Effect of Rock Temperature,圍巖向空氣的散熱量可按下列熱平衡方程式計算： Q= Kq pL ( tr - ta ) 式中， tr為圍巖的原始溫度； ta為巷道內(nèi)某點空氣的溫度；p為巷道周長，m； Kq為圍巖的非穩(wěn)態(tài)熱交換系數(shù)，約為0.3-1.0；,2020/10/5,73,2020/10/5

46、,73,礦井熱源,除巖石溫度的影響之外，水分蒸發(fā)及冷凝、機(jī)械散熱、氧化生熱、熱水散熱也會成為井下增溫的主要原因。 井下人體散熱、燈火、電氣設(shè)備、放炮、巖石破碎過程散發(fā)的熱量在礦井總散熱量中所占的比例不大，不會成為主要熱源。,2020/10/5,74,2020/10/5,74,井下氣溫變化規(guī)律（1）the Change Law of Temperature in Mine,在進(jìn)風(fēng)路線上（指向礦井進(jìn)風(fēng)口到采掘工作面的一段路線）： 冬季：冷空氣進(jìn)入井下，冷氣溫與地溫進(jìn)行熱交換，風(fēng)流吸熱，地溫散熱，因地溫隨深度增加且風(fēng)流下行受壓縮，故沿線氣溫逐漸升高。 夏季：與冬季的情況相反，沿線氣溫逐漸下降。即在進(jìn)風(fēng)路線上，氣溫隨四季而變，和地表氣溫相比，有冬暖夏涼的現(xiàn)象，對地表氣溫起調(diào)節(jié)作用，進(jìn)風(fēng)路線好比調(diào)節(jié)器。,2020/10/5,75,2020/10/5,75,井下氣溫變化規(guī)律（2） the Change Law of Temperature in Mine,在采掘工作面內(nèi)，由于物質(zhì)的氧化程度大，機(jī)電設(shè)備多，人員多以及爆破工作等，致使產(chǎn)生較大的熱量，對風(fēng)流起著加熱作用，氣溫逐漸升高，而且常年變