礦井空氣成分

地面空氣又稱為大氣，是混合氣體，大氣中除了水蒸氣的比例隨地區(qū)和季節(jié)變化較大以外，其余化學(xué)組成成分相對(duì)穩(wěn)定。一般將不含水蒸汽的空氣稱為干空氣，它的組成成分和體積百分比分別為氧氣（20.96%）、氮?dú)?79%)和二氧化碳(0.04%).
地面空氣從井筒進(jìn)入井下就成了礦井空氣，將發(fā)生一系列變化。主要有：氧氣含量減少；有毒有害氣體含量增加；粉塵濃度增大；空氣的溫度、濕度、壓力等物理狀態(tài)變化等。
在礦井通風(fēng)中，習(xí)慣上把風(fēng)流分作新鮮風(fēng)流（新風(fēng)）和污風(fēng)風(fēng)流（污風(fēng)或乏風(fēng)）。

一、礦井空氣的主要成分及其基本性質(zhì)
（一） 氧氣（O2）
氧氣是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.105。氧氣很活躍，易使多種元素氧化，能助燃。
氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所不可缺少的氣體。一般情況下，人在休息時(shí)的需氧量為0.2~0.4L/min；在工作時(shí)為1~3L/min。
人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關(guān)系如表1-1所示。
表1-1 人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關(guān)系
氧氣濃度（體積）/% 人體主要癥狀
17
15
10~12
6~9 靜止?fàn)顟B(tài)無(wú)影響，工作時(shí)會(huì)感到喘息、呼吸困難和強(qiáng)烈心跳
呼吸及心跳急促，無(wú)力進(jìn)行勞動(dòng)
失去知覺(jué)，昏迷，有生命危險(xiǎn)
短時(shí)間內(nèi)失去知覺(jué)，呼吸停止，可能導(dǎo)致死亡
地面空氣進(jìn)入井下后，氧氣濃度要有所降低，氧氣濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖、坑木和其他有機(jī)物的緩慢氧化；爆破工作；井下火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸；煤巖和生產(chǎn)中產(chǎn)生其他有害氣體等。
在正常通風(fēng)的井巷和工作面中，氧氣濃度與地面相比一般變化不大，不會(huì)對(duì)人體造成太大影響。但在井下盲巷、通風(fēng)**的巷道中或發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故后，應(yīng)特別注意對(duì)氧氣濃度的檢查，以防發(fā)生窒息事故。

（二） 氮?dú)猓∟2）
氮?dú)馐菬o(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的惰性氣體，相對(duì)密度為0.97，微溶于水，不助燃，無(wú)毒，不能供人呼吸。
氮?dú)庠谡Ｇ闆r下對(duì)人體無(wú)害，但當(dāng)空氣中的氮?dú)鉂舛仍黾訒r(shí)，會(huì)相應(yīng)降低氧氣濃度，人會(huì)因缺氧而窒息。在井下廢棄舊巷或封閉的采空區(qū)中，有可能積存氮?dú)?。?982年9月7日，我國(guó)某礦因礦井主要通風(fēng)機(jī)停風(fēng)，井下采空區(qū)的氮?dú)獯罅坑砍?，致使采煤工作面支架安裝人員缺氧窒息，造成多人傷亡事故。
礦井中的氮?dú)庵饕獊?lái)源于：井下爆破；有機(jī)物的腐爛；天然生成的氮?dú)鈴拿簬r中涌出等。

（三） 二氧化碳（CO2）
二氧化碳是無(wú)色、略帶酸臭味的氣體，相對(duì)密度為1.52，不助燃也不能供人呼吸，略帶毒性，易溶于水。
二氧化碳對(duì)人體的呼吸有刺激作用，所以在為中毒或窒息的人員輸氧時(shí)，常常要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以促使患者加強(qiáng)呼吸。當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度過(guò)高時(shí)，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴(yán)重時(shí)也能造**員中毒或窒息?？諝庵卸趸紳舛葘?duì)人體的危害程度如表1-2所示。
表1-2 空氣中二氧化碳濃度對(duì)人體的影響
二氧化碳濃度（體積）/% 人體主要癥狀
1
3
5
10
10~20
20~25 呼吸加深，急促
呼吸急促，心跳加快，**，很快疲勞
呼吸困難，**，惡心，耳鳴
**，頭昏，呼吸困難，昏迷
呼吸停頓，失去知覺(jué)，時(shí)間稍長(zhǎng)會(huì)死亡
短時(shí)間中毒死亡
二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉(cāng)、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風(fēng)**處。
礦井中二氧化碳的主要來(lái)源有：煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災(zāi)；瓦斯、煤塵爆炸等。有時(shí)也能從煤巖中大量涌出，甚至與煤或巖石一起突然噴出，給**生產(chǎn)造成重大影響。如我國(guó)某礦，曾在1975年6月發(fā)生過(guò)一起二氧化碳和巖石突出事故，突出二氧化碳11000m3。
二氧化碳窒息同缺氧窒息一樣，都是造成礦井人員傷亡的重要原因之一。

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