矿井生产过程中,必须连续持续地将地面空气输送到井下各个作业地点,以供给人员呼吸,并稀释和排除井下各种有害气体和矿尘,制造良好矿井气候条件,确保井下作业人员的躯体健康和劳动安全。 第一节 矿井空气成分
一、 地面空气
地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体,亦称为湿空气。干空气是指完全不含有水蒸气的空气,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固,成分的数量差不多不变。干空气成分的数量用体积浓度或质量浓度来表示,前者为某种气体的体积在干空气的总体积中所占的百分数;后者为某种气体的质量在干空气的总质量中所占的百分比。其要紧成分如表1-1所示。 表1-1 干空气的组成成分表
气体成分 | 按体积计/% | 按质量计/% | 分子量 |
氮气(N2) | 78.088 | 75.527 | 28.013 |
人脸识别医疗 | 20.949 | 23.143 | 31.999 |
二氧化碳(CO2) | 0.030 | 0.046 | 44.010 |
其它气体 | 红外线测速仪0.933 | 1.284 | |
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核酸提取纯化方法备注:其它气体要紧指的是氦、氖、氩、氪、氙等惰性稀有气体。
工程运算中,干空气可近似地仅考虑氧气和氮气,组成按氧气(21%)、氮气(79%)来运算。干空气的物理参数如下:
分子量 28.97
气体常数 287.05 J/kg.K
空气密度(0℃,1atm) 1.293 kg/m3
湿空气中含有水蒸气,其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。地面空气中,水蒸气的浓度随地区和气候而变化,其体积浓度变化范畴为0~4%。此外,实际空气中还含有微量的污染气体和尘埃。
二、矿井空气的要紧成分及其差不多性质
矿井空气要紧来源于地面空气,尽管发生了一系列变化,但其要紧成分仍旧是氧气和氮气。
1.氧气(O2)
氧气是一种无、无味的气体,有关于空气的比重为1.105,化学性质爽朗,易使其它物质氧化,能助燃,是矿井火灾以及瓦斯、煤尘爆炸的必要条件。
氧气是人呼吸所必需的气体,人的生命要紧是依靠吃进食物和持续吸入空气中的氧气,在体内进行新陈代谢来坚持的。人对氧气的需要量取决于人的体质、精神状态和劳动强度等,人的需氧量与劳动强度的关系如表1-2所示。
表1-2 人体输氧量与劳动强度的关系
劳动强度 | 呼吸空气量(L/min) | 氧气消耗量(L/min) |
桃园采集休息 | 6~15 | 0.2~0.4 |
轻劳动 | 20~25 | 0.6~1.0 |
中等劳动 | 30~40 | 1.2~2.6 |
重劳动 | 40~60 | 1.8~2.4 |
极重劳动 | 40~80 | 2.5~3.1 |
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空气中氧气浓度为21%左右对人的呼吸最为有利。空气中氧气浓度的降低会阻碍人的健康,甚至危及生命。空气中氧气浓度降低对人体的阻碍见表1-3。
表1-3 人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系
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氧浓度(体积)% | 要紧症状顾婷婷是什么梗 |
17 15 10~12 6~9 | 静止时无阻碍,工作时能引起喘息和呼吸困难 呼吸及心跳急促,耳鸣目眩,感受和判定能力降低,失去劳动能力 失去理智,时刻稍长有生命危险 失去知觉,呼吸停止,如不及时抢救几分钟内可能导致死亡 |
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矿井中由于有害气体的涌出、物质氧化、人员呼吸等消耗氧气,会导致井下空气中氧气浓度降低。在通风不良或停风的巷道,氧气的浓度能够降低到5%以下,冒然进入会导致窒息
死亡,我国煤矿每年都发生多起因缺氧造成的窒息死亡事故。另一方面,关于井下瓦斯积聚区域或采空区,不可盲目送入空气,否则,会使之达到瓦斯爆炸的条件或引发煤炭自燃。
考虑到井下作业,体力劳动强度较大,《金属非金属矿山安全规程》(GBl6423—2006) (以后简称《规程》)规定:井下采掘工作面进风流中的空气成分 (按体积运算),氧气不低于20%,二氧化碳不高于0.5%。工作地点按照人数运算风量时,每人每分钟不得低于4m3。
2.氮气
氮气是一种无、无味、无毒的气体,有关于空气的比重为0.97;化学性质稳固,一样不与其它物质起反应,在矿井生产中常被当作惰性气体用来灭火或惰化采空区。正常情形下,空气中的氮气对人体无害,然而在井下有限空间里,当空气中氮气浓度过高时,将相对降低氧气浓度而使人缺氧窒息。