第一章 矿井空气
【提要】 本章主要介绍了矿内空气成分、矿内有害气体对人体的危害及矿井气候条件等方面的内容。
第—节 矿井空气
一、矿井通风的任务
依靠通风动力，将定量的新鲜空气，沿着既定的通风路线不断地输入井下，以满足回采工作面、掘进工作面、机电峒室、火药库、以及其它用风地点的需要；同时将用过的污浊空气不断地排出地面。这种对矿井不断输入新鲜空气和排出污浊空气的作业过程叫做矿井通风。它的基本任务是： (1)供给井下新鲜空气，冲淡并排除井下污浊空气及粉尘。 (2)保障井下作业人员的身体健康和生命安全。 (3)创造良好的气候条件和舒适的工作环境。
二、空气进入井下后发生的变化
井下空气的来源主要是地面空气，但地面空气进入井下后，会发生物理和化学两种变化，因而井下空气的质量和数量都和地面空气有较大不同。 (1)氧气浓度降低。 (2)混入各种有害有毒气体。 (3)混入煤尘和岩尘。
(4)空气的温度、湿度和压力发生变化。
因此《煤矿安全规程》规定：在采掘工作面的进风流中氧气浓度不得低于20％，二氧化碳浓度不
名 称 一氧化碳 氧化氮(换算成二氧化氮) 二氧化硫 硫化氢 氨 符号 CO N02 S02 H2S NH3 表1-1 最高允许浓度(％) 0.0024 0.00025 0.0005 0.00066 0.004 得超过0.5％，其它有害气体的浓度不得超过表1-1的浓度允许值。
三、各种气体对人体的影响
1、氧气
氧是无色、无臭、无味、无毒、无害的气体，比重为1.105,是人呼吸所必须的物质,是维持人
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体生命不可缺少的气体，空气中氧气含量减少时，对人的健康是有害的。当氧气含量降低到17％时，人在静止状态尚无影响，但在工作时就会出现喘息、呼吸困难和心跳加快；在10％～12％时，人就会失去知觉，对人的生命已有严重威胁；若氧气含量降低到6％～9％时，人在短时间内即会死亡。
矿井空气中氧气浓度降低的原因有：
(1)坑木、煤和岩石的缓慢氧化、人员呼吸。 ． (2)矿井火灾、瓦斯或煤尘爆炸、硫化矿尘爆炸。 (3)井下涌出的各种有害气体，使氧气浓度相对下降。 二氧化碳含量（％） 1 3 4～ 5 6 10 10～12 20～25 呼吸感到急促 呼吸量增加两倍,人很快发生疲劳现象 呼吸感到困难,耳鸣,血液流动加快 发生严重的喘息,极度虚弱无力 头痛,处于昏迷状态 呼吸处于停止状态 中毒而死亡 表1-2 人体的反应 在井下通风不良地点，氧气浓度可能会显著下降，如果不检查气体成分而冒然进入这些地区，则有缺氧窒息伤亡的危险。如某矿1983年6月在一370水平皮带机巷行人上山有一盲巷，在没有检查气体成分的情况下，班长违章指挥，命令工人进入栅栏内工作。由于盲巷内氧气浓度较低，瓦斯浓度超限，导致了1人死亡、3人被熏倒的窒息伤亡事故。 2、二氧化碳
是无色无味无臭的气体，微量二氧化碳能促使人呼吸加快，呼吸量增加；二氧化碳超量时则会使人体出现呼吸障碍，甚至中毒死亡。二氧化碳对人体的影响与其浓度有关，见表1—2。 3、二氧化氮
二氧化氮是棕红色的剧毒气体，对人的眼睛、鼻腔、呼吸道及肺部有强烈的刺激作用，引起肺水肿。空气中二氧化氮浓度对人体的影响，见表1—3。
二氧化氮气体中毒后有6～24h的潜伏期，甚至更长的时间才能出现中毒征兆，就是在危险的浓度下，起初觉到呼吸道受刺激，开始有点咳嗽，但经过20—30h后，就会发生较严重的支气管炎，呼吸困难，手指尖及皮肤出现黄色斑点，头发发黄、吐出淡黄色痰液，发生肺水肿，引起呕吐等症状，以致很快死亡。二氧化氮主要来源于井下爆破工作，是炮烟的主要成分，因此要防止炮烟熏人事故。
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二氧化氮浓度（%） 0.004 0.006 0.01 0.025 人体反应 2～4h,还不会引起中毒现象，6h出现中毒症状，开始咳嗽 咳嗽，胸部发痛 剧烈咳嗽，呕吐及神经系统麻木 短时间死亡 表1—3
4、二氧化硫
二氧化硫对人体的影响较大，能强烈刺激眼睛及呼吸器官，使喉咙及支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫对人体的影响见表1—4。
二氧化硫浓度（%） 0.0005 0.002 0.05 人体反应 嗅觉器官能闻到刺激味 眼睛红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉痛 短时间死亡 表1—4 《煤矿安全规程》规定，井下空气中二氧化硫浓度不得超过0.00066％。
5、硫化氢
硫化氢有强烈的毒性，无色微甜、有臭鸡蛋味，能使血液中毒，对人的眼睛、呼吸道粘膜和神经系统都有刺激作用，易引起急性中毒,对人体的影响见表1—5。
硫化氢浓度 （%） 0.01 人 体 反 应 能闻到气味，流唾液，流鼻涕，但含量增加时，嗅觉器官受到刺激失灵，头痛、呕吐 严重中毒，经30分钟后人将失去知觉，痉挛 致命中毒，短时间内死亡 表1—5 0.05 0.1
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6、一氧化碳
是无色无味无臭的气体，一氧化碳对人体的危害极大。因为一氧化碳与人体血液中的红血球的一氧化碳浓度（%） 中毒时间 0.016 0.048 数小时 1h 中毒程度 轻微中毒 征 兆 无征兆或有轻微征兆 耳鸣、头痛、头晕和心跳 除轻微中毒的感觉外，肌肉酸痛、四肢无力、呕吐、无行动能力 丧失知觉、痉挛、呼吸停顿、导致死亡 0.128 0.5～1h 严重中毒 0.4 短时间内 致命中毒 表1—6 结合能力比氧大250～300倍，当人体吸入含有一氧化碳的空气后，一氧化碳就很快与血液中血红蛋白结合，不但阻止了红血球吸氧，而且还能挤掉氧，这就造成人体细胞组织缺氧现象，引起中枢神经系统损坏，严重时会窒息死亡。不同浓度的一氧化碳对人体的危害见表1—6。
一氧化碳中毒者两颊有红斑点，嘴唇呈桃红色。中毒的速度与程度取决于空气中—氧化碳浓度、接触一氧化碳的时间和人的呼吸频率与深度。如果经常在一氧化碳稍微超过允许浓度的环境中工作，虽然短时间内不会发生急性中毒症状，但由于人体组织长时间缺氧，可导致记忆力衰退、失眠和情绪不好等慢性中毒。
《煤矿安全规程》规定，井下空气中一氧化碳浓度不得超过0.0024%。
四、防止有害气体的措施
(1)加强通风。加强通风是保证井下空气中有足够的氧气，并将各种有害气体冲淡到《煤矿安全规程》规定的浓度以下和排出井外。
(2)加强检测。应用各种仪器监视井下各种有害气体的动态，以便及时采取相应的措施。 (3)对含量高或涌出量大的气体，采取抽放措施，如矿井瓦斯抽放等。
(4)在井下通风不良地区或不通风的旧巷内，往往聚集大量的有害气体；在上述地点应设置栅栏，并悬挂“禁止入内”标牌。如需进入时，必须进行检测，在确认安全时才能入内。
(5)采用喷雾洒水或喷洒药剂的方法降低有害气体的含量。
(6)对中毒人员急救。当发现井下人员中毒时，应立即将中毒人员移送到新鲜空气的巷道或地面进行抢救。
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第二节 气候条件
一、气候条件对人体的影响
气候条件是指空气的温度、湿度和风速三者的综合作用状态。
气候条件对人体的热平衡有着重要作用。由于人体不断地产生和散失热量，保持人体热平衡,使体温保持在36．5～37℃。如果气候条件发生较大的变化，可能破坏人体的热平衡，对人体健康带来不良影响，当空气温度超过300C时，人体体温与外界气温温差很小，人体主要就靠出汗蒸发来散热，因之井下空气湿度比较大，汗水很难蒸发，体内多余的热量不能及时散发出去，人的体温要升高，劳动效率下降，时间稍长就可能造成中暑，甚至死亡；当空气温度过低时，人体散热过多，人体受凉易患感冒或其它疾病。因此，井下工作空间气候条件的好坏，直接影响工人的身体健康和劳动生产率。
二、《煤矿安全规程》对矿井空气温度的规定和影响井下空气温度的因素
1、空气的温度是影响矿内气候条件的主要因素。
气温过高或过低时，对人体均有不良影响。在井下人体适宜的温度是15～20℃。因此《煤矿安全规程》规定：生产矿井采掘工作面的空气温度不得超过260C， 机电硐室的空气温度不得超过30C。采掘工作面的空气温度超过30C，机电硐室的空气温度超过34C，必须采取降温措施逐步解决。
2、影响井下空气温度的因素有： (1)．岩石温度
矿内空气温度的高低与岩石温度有着最直接的关系，地壳温度是随着地面大气温度的变化而变化的，但随着深度的增加，地温随气温变化的幅度则逐渐减小，当达到一定深度时，地温不再随气温变化。一般将地表某一深度处地温常年基本保持恒定的那个地带，称为恒温带。它一般位于地面以下20～30m处，恒温带以下，岩石温度随着深度的增加而升高，不受地面气候变化的影响。岩石温度增加与深度成正比，用地温率表示，即岩石温度增加1℃时所增加的深度。
(2)．空气的压缩与膨胀
空气向下流动时(比如地面空气由井筒进入井下巷道)，空气受到压缩而产生热量，一般每垂直深度增加lOOm，其温度就要升高1℃；相反，空气沿出风井筒(竖井或斜井)向上流动时，则又因为体积膨胀而使其温度降低平均每升高lOOm，其温度就要降低0.8～0．90C。
(3)．氧化生热
矿井内的有用矿物质以及坑木、油垢、破布等都能氧化产生热量。同时，工作面不断暴露新的煤面，更易氧化，因此，回采工作面是通风系统中全年温度最高的区段，也是影响回采工作面温度超限的主要原因之一。
(4)．水分的蒸发
水分蒸发时可以从空气中吸收热量，使空气温度降低。水分的蒸发对空气温度的降低起着重要的作用。因此，有不少受高温热害威胁的矿井，都在进风井口、采煤工作面的进风道内设置水幕，
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