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什么是气候条件?对人体有什么影响?宝马娱乐
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什么是气候条件?对人体有什么影响?

第一章 矿井空气及矿井通风任务

答: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。

第一节 矿井空气

气候条件对人体的热平衡有着重要作用。人体不断地产生和散失着热量,保持着人体热平衡,使体温保持在36.5-37摄氏度。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30摄氏度时,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署,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。

第二节 矿井气候条件

第三节 矿井通风任务

第二章 矿井和采区通风系统及掘进通风

第一节 矿井通风系统及其基本要求

第二节 矿井通风图的绘制

第三节 采区通风系统

第四节 掘进通风

第三章 矿井风量计算、分配与调节

第一节 供风基本原则

第二节 矿井需要量计算

第三节 矿井风量调节

第四章 矿井主要通风机的运行及性能

第一节 矿井通风机的类型及构造

第二节 通风机的特性曲线

第五章 矿井通风压力与通风阻力

第一节 矿井通风压力

第二节 矿井通风阻力

第三节 简单网络特性

第四节 矿井等级孔

第六章 矿井通风构筑物及矿井漏风

第一节 矿井通风构筑物

第二节 矿井漏风

第七章 矿井通风仪表

第一节 风速计

第二节 气压计

第三节 湿度计

第四节 压差计和矿井通风综合参数检测仪

第六节 皮托管

第八章 矿井测风工技术操作

第一节 技术操作规程

第二节 矿井测风工实际操作技术标准

第九章 测风工应知应会及案例分析

第一章 矿井空气及矿井通风任务

通风是指利用机械或自然通风动力,使地面空气进入井下,并在井巷中作定向和定量地流动,最后排出矿井的全过程称为矿井通风。其主要目的和基本任务是为井下各工作地点提供足够的新鲜空气,使其中有毒有害气体、粉尘不超过规定值,并有适宜的气候条件。

第一节 矿井空气

一、地面空气的组成

地面空气是由干空气和水蒸汽组成的混合气体,亦称为湿空气。

干空气是指完全不含有水蒸汽的空气,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定,其主要成分如下。

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二、矿井空气的主要成分及基本性质

地面新鲜空气进入矿井后,在井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气,称为新鲜空气;在通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气,称为污浊空气。

氧气是维持人体正常生理机能所需要的气体,人体维持正常生命过程所需的氧气量,取决于人的体质、精神状态和劳动强度等。

当空气中的氧浓度降低时,人体就可能产生不良的生理反应,出现种种不舒适的症状,严重时可能导致缺氧死亡。

矿井空气中氧浓度降低的主要原因有:人员呼吸;煤岩和其他有机物的缓慢氧化;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸;此外,煤岩和生产过程中产生的各种有害气体,也使空气中的氧浓度相对降低。

2.二氧化碳(CO2)

二氧化碳不助燃,也不能供人呼吸,略带酸臭味。二氧化碳比空气重(其比重为1.52),在风速较小的巷道中底板附近浓度较大;在风速较大的巷道中,一般能与空气均匀地混合。

矿井空气中二氧化碳的主要来源是:煤和有机物的氧化;人员呼吸;碳酸性岩石分解;炸药爆破;煤炭自燃;瓦斯、煤尘爆炸等。

氮气是一种惰性气体,是新鲜空气中的主要成分,它本身无毒、不助燃,也不供呼吸。但空气中含氮量升高,则势必造成氧含量相对降低,从而也可能造成人员的窒息性伤害。正因为氮气具有的惰性,因此可将其用于井下防灭火和防止瓦斯爆炸。

矿井空气中氮气主要来源是:井下爆破和生物的腐烂,有些煤岩层中也有氮气涌出,灭火人为注氮。

《煤矿安全规程》规定采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20%;二氧化碳浓度不得超过0.5%;总回风流中不得超过0.75%;当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5%或采区、采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5%时,必须停工处理。

三、矿井空气中的有害气体

空气中常见有害气体:CO、 H2S 、NO2、SO2 、NH3 、H2 。

1、一氧化碳

一氧化碳是一种无色、无味、无臭的气体。相对密度为0.97,微溶于水,能与空气均匀地混合。一氧化碳能燃烧,当空气中一氧化碳浓度在13~75%范围内时有爆炸的危险。

主要危害:血红素是人体血液中携带氧气和排出二氧化碳的细胞。一氧化碳与人体血液中血红素的亲合力比氧大250~300倍。一旦一氧化碳进入人体后,首先就与血液中的血红素相结合,因而减少了血红素与氧结合的机会,使血红素失去输氧的功能,从而造成人体血液“窒息”。0 .08%,40分钟引起头痛眩晕和恶心,0.32%,5~10分钟引起头痛、眩晕,30分钟引起昏迷,死亡。

主要来源:爆破;矿井火灾;煤炭自燃以及煤尘瓦斯爆炸事故等。

2、硫化氢(H2S)

硫化氢无色、微甜、有浓烈的臭鸡蛋味,当空气中浓度达到0.0001%即可嗅到,但当浓度较高时,因嗅觉神经中毒麻痹,反而嗅不到。硫化氢相对密度为1.19,易溶于水,在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢,所以它可能积存于旧巷的积水中。硫化氢能燃烧,空气中硫化氢浓度为4.3~45.5%时有爆炸危险。

主要危害:硫化氢剧毒,有强烈的刺激作用;能阻碍生物氧化过程,使人体缺氧。当空气中硫化氢浓度较低时主要以腐蚀刺激作用为主,浓度较高时能引起人体迅速昏迷或死亡。0.005~0.01%,1~2小时后出现眼及呼吸道刺激,0.06~0.07%很快昏迷,短时间死亡

主要来源:有机物腐烂;含硫矿物的水解;矿物氧化和燃烧;从老空区和旧巷积水中放出。

3、二氧化氮(NO2)

二氧化氮是一种褐红色的气体,有强烈的刺激气味,相对密度为1.59,易溶于水。

主要危害:二氧化氮溶于水后生成腐蚀性很强的硝酸,对眼睛、呼吸道粘膜和肺部有强烈的刺激及腐蚀作用,二氧化氮中毒有潜伏期,中毒者指头出现黄色斑点。0.01%出现严重中毒。主要来源:井下爆破工作。

4.二氧化硫(SO2)

二氧化硫无色、有强烈的硫磺气味及酸味,空气中浓度达到0.0005%即可嗅到。其相对密度为2.22,易溶于水。

主要危害:遇水后生成硫酸,对眼睛及呼吸系统粘膜有强烈的刺激作用,可引起喉炎和肺水肿。当浓度达到 0.002%时,眼及呼吸器官即感到有强烈的刺激;浓度达0.05%时,短时间内即有致命危险。

主要来源:含硫矿物的氧化与自燃;在含硫矿物中爆破;以及从含硫矿层中涌出。

5.氨气(NH3)

无色、有浓烈臭味的气体,相对密度为0.596,易溶于水,。空气浓度中达30%

时有爆炸危险。

主要危害:氨气对皮肤和呼吸道粘膜有刺激作用,可引起喉头水肿。

主要来源:爆破工作,注凝胶、水灭火等;部分岩层中也有氨气涌出。

无色、无味、无毒,相对密度为0.07。氢气能自燃,其点燃温度比沼气低100~200℃,

主要危害:当空气中氢气浓度为4~74%时有爆炸危险。

主要来源:井下蓄电池充电时可放出氢气;有些中等变质的煤层中也有氢气涌出、或煤氧化。

矿井空气中有害气体对井下作业人员的生命安全危害极大,因此,《规程》对常见有害气体的安全标准做了明确的规定。

矿井空气中有害气体的最高容许浓度

有害气体名称 符号 最高容许浓度/%

一氧化碳 CO 0.0024

氧化氮(折算成二氧化氮) NO2 0.00025

二氧化硫 SO2 0.0005

硫化氢 H2S 0.00066

氨 NH3 0.004

第二节 矿井气候条件

一、矿井气候条件及其对人体热平衡的影响

矿井气候条件是指矿井空气温度、湿度、大气压力和风速等参数所反映的综合状态,反映的是人体对井下环境的热感受。人不论在休息或在工作时,身体不断地产生热量和散失热量,以保持热平衡,人体产生热量的多少取决于体质、年龄和劳动强度的大小。劳动强度越大,产生热量越多。人体产生热量的一部分用来维持人体自身的生理机能活动以及满足对外做功的需要,其余部分必须通过散热的方式排出体外。人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种形式进行的,呼吸和排泄也散发少量的热。对流散热主要取决于周围空气的温度和流速;辐射散热主要取决于周围环境的温度;蒸发散热主要取决于周围空气的相对湿度。当空气的温度达到人的皮肤温度(33~34℃)时,出汗蒸发几乎成为人体唯一的散热方式。即工作环境的温度、湿度和风速三者的综合状态决定着人体的散热条件。三者在一定的范围内,人体能够依靠自身的调节机能,使散热量和产热量之间保持相对平衡,体温保持在36.5~37℃之间,维持人的正常生理活动。

在井下生产的劳动强度情况下,比较适宜的空气温度为20℃左右,风速为1m/s左右。此条件适合人体的对流和辐射散热,人的感觉会比较舒适。空气温度超过25℃将不利于劳动状态下人体的散热。空气的湿度决定着蒸发的效果。湿度低于30%,属于干燥空气,蒸发过快,会感到干燥;湿度高于80%,属于高湿空气,蒸发困难;湿度达到100%,蒸发停止,人体感觉适宜的湿度为50~60%。井下环境中,空气的湿度难以调节,往往是通过温度和风速的合理调节给工作环境创造一个比较舒适的工作气候条件,这也是矿井通风的一个基本任务。

宝马娱乐在线,二、矿井的气候特征

1、矿井空气的温度

空气温度是影响矿井气候最敏感的因素,井下空气温度的变化主要受下列因素的影响:

① 地面空气温度:矿井空气来自地面,地面空气温度对井下气温有直接的影响。尤其在冬、夏两季和开采深度较浅的矿井,影响较为显著。冬季地面空气温度很低,冷空气流入矿井后,使井下气温降低。夏季地面空气温度很高,热空气进入井下后,使井下气温升高,如南方地区有的矿井的井下或工作面每年有1~2个月处在高温热害之中。昼夜温差也会对井下产生影响。对于开采深度大的矿井,由于受到围岩温度的调节作用,地面气温对进风段影响较大,而对采区及回风区域的空气温度变化影响较小。

② 围岩温度:岩石温度对井下空气温度有很大影响。井巷围岩向风流的传热主要取决于围岩与风流之间的温度差和传热系数的大小。在地面以下,一般在25~ 30米深度的地带,岩石的温度基本上是常年恒定,这一地带被称为恒温带。恒温带的岩石温度近似为该地区的年平均温度。在恒温带以上,岩石温度随地面气候而改变,在恒温带以下,岩石温度随深度的增加而升高,岩层温度增加1℃时所增加的垂直深度叫地温率。各地区的地温增加率是有所差异的,在含煤地层中地温率一般为30~35米/℃。根据但温带的温度与地温率就可以计算出不同深度地层的温度。

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式中 t—深度为Z米处的岩层温度,℃;

t恒—恒温带的岩层温度,℃;

Z恒—恒温带深度,m;

g温—地温率,m/℃。

井巷围岩向风流的传热主要取决于围岩与风流之间的温度差和传热系数的大小。例如矿井深度不大,岩石温度不太高时,冬季冷空气进入井下,将从岩石吸取热量,使空气温度升高;而在夏季则相反,故井下有冬暖夏凉的感觉。即围岩对空气的温度具有一定的调节作用。这种作用在进风区域比较明显,随通风路线的增长,风流温度变化趋于稳定下。一般深井热害主要是由于岩温引起的,有的矿井岩石温度已达40℃以上。

③机电设备散热:井下机电设备所消耗的能量均可转换为热能,使风流温度升高。机电设备散热主要是在机电设备比较集中的生产巷道、采掘工作面以机电硐室。

④地下热水:矿井地层中如有高温热泉或有地热水涌出时,能使地下岩层温度升高,或直接向风流散热;相反,若低温的地下水活动强烈,则地下岩层温度降低。

⑤空气的压缩与膨胀:当空气沿井筒向

下流动时,因空气受到压缩作用而产生热量;相反,空气向上流动时,则因膨胀作用而降温。

⑥水分蒸发吸热矿井通风的过程可以带走井下大量的水蒸气,矿井水分的不断蒸发,将从空气中吸收热量,使空气温度降低。

⑦其他热源 主要有井下煤炭等氧化生热、风流的摩擦热及人体散热等。

2)井下空气温度的变化规律

根据以上热源的综合作用,井下风流温度的变化大致有以下规律:

①在进风区段,风流温度主要受到地面气温、围岩温度、空气自压缩、水分蒸发等因素影响。冬季井巷围岩向风流散热,风流温度逐渐升高;夏季与冬季的情况相反,风流温度逐渐降低。因此,在进风路线上,矿井空气温度随四季而变,和地表气温相比较,有冬暖夏凉的现象。

②采区段,采区是矿井的生产区域,机电设备多,原岩及采落煤岩放热量大,人员劳动强度大,放热多,以及爆破工作、矿岩氧化生热等,对风流起着加热作用,气温逐渐升高,一般到采掘工作面风流达到最高温度。

③回风段,由于围岩散热比较稳定,加之矿井漏风,风流向上流动体积膨胀等,使风流温度比采区有所降低,风流温度分布比较恒定,而且常年变化较小。

2.矿井空气湿度

1)空气湿度的表示方法

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