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和季節變化較大以外，其余化學組成成分相對穩定。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%）、氮氣(79%)和二氧化碳(0.04%).
地面空氣從井筒進入井下就成了礦井空氣，將發生一系列變化。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、壓力等物理狀態變化等。
在礦井通風中，習慣上把風流分作新鮮風流（新風）和污風風流（污風或乏風）。

一、礦井空氣的主要成分及其基本性質
（一） 氧氣（O2）
氧氣是一種無色、無味、無臭的氣體，對空氣的相對密度為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能所不可缺少的氣體。一般情況下，人在休息時的需氧量為0.2~0.4L/min；在工作時為1~3L/min。
人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關系如表1-1所示。
表1-1 人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關系
氧氣濃度（體積）/% 人體主要癥狀
17
15
10~12
6~9 靜止狀態無影響，工作時會感到喘息、呼吸困難和強烈心跳
呼吸及心跳急促，無力進行勞動
失去知覺，昏迷，有生命危險
短時間內失去知覺，呼吸停止，可能導致死亡
地面空氣進入井下后，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、坑木和其他有機物的緩慢氧化；爆破工作；井下火災和瓦斯、煤塵爆炸；煤巖和生產中產生其他有害氣體等。
在正常通風的井巷和工作面中，氧氣濃度與地面相比一般變化不大，不會對人體造成太大影響。但在井下盲巷、通風**的巷道中或發生火災、爆炸事故后，應特別注意對氧氣濃度的檢查，以防發生窒息事故。

（二） 氮氣（N2）
氮氣是無色、無味、無臭的惰性氣體，相對密度為0.97，微溶于水，不助燃，無毒，不能供人呼吸。
氮氣在正常情況下對人體無害，但當空氣中的氮氣濃度增加時，會相應降低氧氣濃度，人會因缺氧而窒息。在井下廢棄舊巷或封閉的采空區中，有可能積存氮氣。如1982年9月7日，我國某礦因礦井主要通風機停風，井下采空區的氮氣大量涌出，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。
礦井中的氮氣主要來源于：井下爆破；有機物的腐爛；天然生成的氮氣從煤巖中涌出等。

（三） 二氧化碳（CO2）
二氧化碳是無色、略帶酸臭味的氣體，相對密度為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，常常要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以促使患者加強呼吸。當空氣中的二氧化碳濃度過高時，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴重時也能造**員中毒或窒息。空氣中二氧化碳濃度對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，時間稍長會死亡
短時間中毒死亡
二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區及通風**處。
礦井中二氧化碳的主要來源有：煤和有機物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災；瓦斯、煤塵爆炸等。有時也能從煤巖中大量涌出，甚至與煤或巖石一起突然噴出，給**生產造成重大影響。如我國某礦，曾在1975年6月發生過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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