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第一节 井下空气及安全标准 一、井下空气地面空气进入井下后，因发生物理、化学和煤岩涌出各种成分的气体，其成分种类将增多，各种成分的浓度也发生变化。尽管井下空气与地面空气成分不同，但主要成分仍是氧气和氮气。 氧气是无色、无味、无嗅的，对空气的相对密度为1.105,是人呼吸的气体中不可缺少的，人体在静止状态下耗氧量为0.25L/min，在工作时耗氧量为1-3 L/min。当浓度小于17%时，呼吸困难，心跳加快；当浓度小于15%时，无力进行劳动；当浓度小于12%时，会有生命危险；当浓度小于3%时，立即死亡。氧能够助燃，易使多种元素氧化。《规程》规定采掘工作面进风流中氧气浓度不得低于20% 氮气是无色、无味、无嗅的气体，相对密度为0.97，微溶于水，不助燃，无毒。但是空气中氮气含量升高时，会使氧气含量相对降低，会使缺氧区域人员窒息，井下空气中氮含量增加的主要原因是井下有机物的腐烂、爆破作业以煤岩层中释放出的氮气。 地面空气与井下空气的主要区别 （1）氧气浓度减少。矿井空气中氧气浓度减少的主要原因为：井下人员呼吸、煤和其他物质的氧化、坑木腐烂、井下火灾及瓦斯、煤尘爆炸等都直接消耗了氧气。另外生产中不断产生和煤岩层不断释放出的各种所体，也相应地降低了空气中氧气的浓度。 （2）混入了各种有害和爆炸气体。在煤矿井下进行的许多工作都能够产生有害气体，井下使用的许多材料也会发生物理化学反应产生有害气体地下也赋存了大量有害气体在条件适宜时也伟大大量时报逸出，造成井下有害气体的种类和含量增加。 （3）混入了煤尘、岩尘等固体微粒。井下进行采掘作业和运输过程等工作环节都会产生大量煤尘、岩尘，井下使用的材料有时也会产生相应排放尘粉尘，使井下空气中固体微粒含量增加，对人身安全和健康造成危害 （4）空气的温度、温度和压力发生。地面空气进入井下后由于空气受压缩和膨胀，会造成温度的升高和降低，在采掘工作面上于物质氧化发热，机电设备入热，人员身体放热及爆破作业，使井下温度升高。在矿井风流中，由于地面和进风井巷温度的差异，造成进风流空气中水蒸气含量夏天逐渐增加，冬天逐渐降低。故矿井进风线路上有冬干夏温的现象。在采掘工作面和回风路线上，因气温常年几乎不变，故其湿度几乎常年不变，而其相对湿度都接近饱和湿度。由于矿井通风动力主要来源通风机，形成了进回风井之间压力差，使地面空气得以进入井下。进入井下的空气压力与地面大气压力有较大不同，采用压入式通风的矿井，井下空气压力大于地面空气压力称为正压通风；采用抽出式通风的矿井，井下空气压力小于地面空气压力，称为负压通风。 二、井下空气中常见的有毒有害气体及安全标准 井下空气中有毒有害气体种类很多，但常见的能够对煤矿安全生产、人身健康造成危害的有：二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、二氧化氨（NO2）、二氧化硫（SO2）、硫化氢（H2S）、甲烷（CH2）、氨气（NH2）、氢气（H2）等。 （1）二氧化碳。二氧化碳是无包略带臭味的气体，不助燃也不能供人呼吸，略有毒性，易溶于水，对人体部分器官有刺激作用，而增强人体呼吸。浓度过大，会使氧含量降低，引起缺氧窒息。比空气重，相对密度为1.52，多积存在巷道下部。 井下空气中二氧化碳的主要来源的：煤、岩、坑木等物质的氧化，爆破工作、矿井火灾、瓦斯、煤尘爆炸、人的呼吸、从煤层、岩层中涌等。《规程》规定，采掘工作面进风流中二氧化碳浓度不得超过0.5%;矿井总回风或一翼回风中二氧化碳浓度不得超过0.75%;采区和采掘工作面回风流及采掘工作面风流中二氧化碳浓度都不得超过1.5%。 （2）一氧化碳。一氧化碳是一种无色、无味、无嗅的气体相对密度0.97，微溶于水能燃烧，当浓度达到13%-75%时能爆炸，有强烈的毒性。一氧化碳轻微中毒不头痛心跳耳鸣等病状，严重中毒会反应迟钝，失去知觉，抽筋直至死亡。一氧化碳扩要来源是：爆破作业，井下火灾、瓦斯煤尘爆炸。《规程》规定一氧化碳的最高允许浓度是0.0024%。 （3）二氧化氨是一种红棕色气体，相对密度1.59，易溶于水而生成硝酸，有剧毒，对眼、鼻、呼吸道及肺有刺激作用引起肺水肿。二氧化氨中毒会造成咳嗽、胸育、声带痉挛、呕吐、腹泻、神经麻木，直至死亡。二氧化氨主要来源天无二日中下爆破作业，《规程》规定二氧化氨的最高允许浓度是0.00025%。 （4）二氧化硫。二氧化硫是一种无色气体，相对密度2.2，易积聚于巷道底部，易溶于水，有强烈硫磺气味及酸味，有剧毒，能强烈刺激眼及呼吸道粘膜。矿井二氧化硫主要来源于含硫矿物的氧化、燃烧，在含硫矿体中爆破以及含硫矿层中涌出。《规程》规定最高允许浓度是0.0005%。 （5）硫化氢。硫化氢是一种无色、有臭鸡蛋气味的气体，对空气的相对密度是1.19，易溶于水有强烈毒性，强烈刺激眼睛及喉咙。中毒时感到头痛、呕吐乏力，严重时失去知觉，