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矿井有害气体及瓦斯检查防治讲述
矿井空气中的有害气体检测及防治
第一节 矿井空气中的有害气体及检测
矿井空气中常见的有害气体,主要有二氧化碳、氮气、一氧化氮、硫化氢、氧化硫、二氧化氮、氨气、氢气、甲烷等。本节将重点介绍其中的部分气体性质、危害、浓度标准和检测方法。
一、 矿井空气中的有害气体及其基本性质
(一)一氧化碳(CO)
一氧化碳是无色、无味、无臭的气体,对空气的相对密度为0.97,微溶于水,能燃烧,当体积密度达到13%-17%时遇火源有爆炸性。
一氧化碳有剧毒。人体血液中的血红素与一氧化碳的亲和力比它与氧气的亲和力大250-300倍,因此,人体吸入含有一氧化碳的空气时,一氧化碳首先与血红素相结合,阻碍了氧气的正常结合,从而造成人体血液缺氧引起窒息和中毒。一氧化碳的中毒程度与中毒浓度、中毒时间、呼吸频率和深度及人的体质有关。一氧化碳中毒程度和中毒浓度的关系如下表:
一氧化碳的中毒程度与浓度的关系
一氧化碳浓度(体积)% 主要症状 0.016 数小时后有头痛、心跳、耳鸣等轻微中毒症状 0.048 1h可引起轻微中毒症状 0.128 0.5h-1h引起意识迟钝、丧失行动能力等严重中毒症状 0.40 短时间失去直觉、抽筋、假死;30min内即可死亡
一氧化碳中毒除上述症状外,最显著的特征是中毒者黏膜和皮肤呈樱桃红色。
(二)硫化氢(H2S)
硫化氢是无色、微甜、略带臭鸡蛋味的气体,对空气的相对密度为1.19,易溶于水,当浓度达4.3%-46%时具有爆炸性。
硫化氢有剧毒,它不但能使人体血液缺氧中毒,同时对眼睛及呼吸道黏膜具有强烈的刺激作用,能引起鼻炎和飞、气管炎和肺水肿。当空气中其浓度达到0.001%时可嗅到臭味,但当浓度较高时(0.005%-0.01%),因嗅觉神经中毒麻痹,臭味“减弱”或“消失,”反而嗅不到。硫化氢的中毒程度与浓度的关系如下表:
硫化氢的中毒程度与浓度的关系
硫化氢浓度(体积)% 主要症状 0.0001 有强烈的臭鸡蛋味 0.01 流唾液和鼻涕、瞳孔放大、呼吸困难 0.05 0.5h-1h严重中毒、失去直觉、抽筋、瞳孔变大、甚至死亡 0.1 短时间内的、死亡 矿井中硫化氢的主要来源有:坑木等有机物的腐烂;含硫矿物的水化;从老空区和旧巷积水中放出。有些的矿区的煤层中也有硫化氢涌出。
(三)二氧化硫(SO2)
二氧化硫是无色、有强烈硫磺及酸味的气体,当空气中二氧化硫浓度达到0.0005%时即可嗅到刺激气味。它以溶于水,对空气的相对密度为2.32,是井下有害气体密度最大的,常常积聚在矿井下巷道的底部。
二氧化硫有剧毒,空气中的二氧化硫遇到水后生成硫酸,对眼睛有刺激作用,矿工们称其为“瞎眼气体”。此外,也能对呼吸道的黏膜产生强烈的刺激作用,引起喉炎和肺水肿。 化硫的中毒程度与浓度的关系如下表:
二氧化硫的中毒程度与浓度的关系
二氧化硫浓度(体积)% 主要症状 0.0005 嗅到刺激性气味 0.002 头痛、眼睛红肿、流泪、喉痛 0.05 引起急性支气管炎和肺水肿、短时间内有生命危险 矿井中二氧化硫的主要来源有:含硫矿物的氧化与燃烧;在含硫矿物中的爆破;从含硫媒体中涌出。
(四)二氧化氮(NO2)
二氧化氮是一种红褐色气体,有强烈的刺激性气味,对空气的相对密度为1.59,易溶于水。
二氧化氮是井下毒性最强的有害气体,它遇到水后生成硝酸、对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用,严重时可引起肺水肿。
二氧化氮的中毒有潜伏期,容易被人忽视。中毒初期仅是对眼睛和喉咙有轻微的刺激症状,常不被注意,有的在严重中欧高度时尚无明显感觉,还可坚持工作,但经过6h甚至更长之间后才出现中毒征兆。主要特征是手指尖及皮肤出现黄色斑点、头发发黄、吐黄色痰液,发生肺水肿,引起呕吐甚至死亡。二氧化氮的中毒程度与浓度关系如下表:
二氧化氮中毒程度与浓度关系
二氧化氮浓度(体积)% 主要症状 0.004 2h-4h内不致显著中毒、6h后出现中毒症状,咳嗽 0.006 短时间内喉咙感到刺激,咳嗽,胸痛 0.01 强烈刺激呼吸器官,严重咳嗽,呕吐,腹泻,神经麻木 0.025 短时间即可致死
矿井中二氧化氮的主要来源是爆破工作。炸药爆破的时会产生一系列氮氧化物,如一氧化氮,二氧化氮等,是炮烟的主要成分。我国某矿1972年在煤层中掘进巷道时,工作面非常干燥,工人们放炮后立即迎着炮烟进入,结果因吸入炮烟过多,造成二氧化氮中毒,2名工人于次日死亡。因此,在爆破工作中,一定要加强通风,防止炮烟熏人事故。
(五)氨气(NH3)
氨气是一种无色、有浓烈臭味的气体,对空气的相对密度是0.6,易溶于水,当空气中的氨气浓度达到30%时遇火有爆炸性。
氨气有剧毒,对皮肤和呼吸道黏膜有刺激作用,可引起喉头水肿,严重时失去直觉,以致死亡。
(六)氢
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