矿井通风与安全
主讲人, 戴广龙
Ventilation & Safety
矿井通风与安全
一、学习该课程的目的
二、该课程的学习方法
三、该课程的学习的重点和难点
空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、火灾、
粉尘和水灾
三、该课程学时分配
总共 48学时，计划课内 44学时，习题 4学时
四、成绩评定
平时成绩占 20%，考试占 80%，考教分离
矿井通风与安全
五、主要参考书
1.,矿井通风与安全, 吴中立 主编
中国矿大出版社
2.,通风安全学, 张国枢主编
中国矿业大学出版社
3．, 煤矿安全规程,
目 录
第 一部分 通风工程
第 １章 矿井空气
§ 1 矿井空气成份
§ 2 矿井空气中有害气体
§ 3 矿井气候
第 ２章 矿井空气流动基本理论
§ 1 空气主要物理参数
§ 2 风流能量与压力
§ 3 通风能量方程
§ 4 能量方程在矿井通风中的应用
第 ３章 井巷通风阻力
§ 1 井巷断面上的风速分布
§ 2 摩擦风阻与阻力
§ 3 局部风阻与阻力
§ 4 矿井总风阻与矿井等积孔
§ 5 降低矿井通风阻力的措施
第 4 章 通风动力
§ 1自然风压
§ 2通风机类型及构造
§ 3主要通风机附属装置
§ 4主要通风机实际特性曲线
§ 5主要通风机工况点及其经济运行
§ 6通风机联合运转
§ 7矿井通风设备选型
第 ５章 矿井通风网络中风量分配与调节
§ 1 风量分配的基本规律
§ 2 简单网络特性
§ 3 通风网络动态特性分析
§ 4 矿井风量调节
§ 5 应用计算机解复杂通风网路
第 6 章 局部通风
§ 1 局部通风方法
§ 2 掘进工作面风量分配
§ 3 局部通风设备
§ 4 局部通风系统设计
第 7 章 通风系统与通风设计
§ 1 矿井通风系统和局部通风系统
§ 2 通风构筑物与漏风
§ 2 通风设计
第 8 章 矿井空调技术概论
§ 1 环境气候与人体的热平衡
§ 2 影响矿井气温的因素
§ 3 矿井降温措施
§ 4 矿井制冷空调
第二部分 安全工程
第 9章 矿井瓦斯
§ 1 概述
§ 2 煤层瓦斯赋存与含量
§ 3 矿井瓦斯涌出
§ 4 煤与瓦斯突出
§ 5 瓦斯爆炸与预防 § 6瓦斯抽放
第 10章 火灾防治
§ 1 概述
§ 2 外因火灾及其预防
§ 3 煤炭自燃理论基础 § 4 火灾预测与预报
§ 5 开采技术防火措施
§ 6 灌桨与阻化剂灭火
§ 7 均压防灭火
§ 8 惰气防灭火
§ 9 火灾时期通风
§ 10 矿井火灾处理与控制
第 11 章 矿尘防治
§ 1 矿尘及其性质, 尘肺病
§ 2 煤尘爆炸及其预防
§ 3 综合防尘措施
第 12 章 矿山防水
地面防水, 井下防水及其处理
第 13 章 矿山救护
§ 1 矿山救护队
§ 2 矿工自救
§ 3 现场急救
第一章 矿井空气
本章重点：
1、空气成分；
2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度；
3、矿井气候条件
第一章 矿井空气
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 。
目的、主要任务 — 保证矿井空气的质量符合要求。
第一 节 矿井空气成份
定义,地面空气进入矿井以后即称为 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。
湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。
气体成分 按体积计／％ 按质量计／％ 备 注
氧气（ O2） 20.96 23.32 惰性稀有气体氦、
氮气（ N2） 79.0 76.71 氖、氩、氪、
二氧化碳（ CO2） 0.04 0.06 氙等计在氮气中
二, 矿井空气的主要成分及基本性质
新鲜空气,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，
污浊空气,通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，
1．氧气 (O2)
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。
人体输氧量与劳动强度的关系
劳动强度 呼吸空气量（ L/min） 氧气消耗量（ L/min）
休 息 6-15 0.2－ 0.4
轻 劳 动 20-25 0.6-1.0
中度劳动 30-40 1.2-2.6
重 劳 动 40-60 1.8-2.4
极重劳动 40-80 2.5-3.1
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 。
3,氮气 (N2)
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 。
三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准
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 。
第二节 矿井空气中的有害气体
空气中常见有害气体,CO,NO2,SO2, NH3, H2 。
一、基本性性质
１、一氧化碳（ CO）
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,0.015~0.02%
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。
6.氢气 (H2)
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。
二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准
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
第三节 矿井气候
矿井气候,矿井空气的 温度, 湿度 和 流速 三个参数的综合作用。这三个参数
也称为矿井气候条件的三要素。
一、矿井气候对人体热平衡的影响
新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。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 这三种基本形式进行的。对流散热取决于
周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周
围空气的相对湿度和流速。
人体热平衡关系式,qm-qw=qd+qz+qf+qch
qm—— 人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；
qW—— 人体用于做功而消耗的热量,qm-qw人体排出的多余热量 ；
qd—— 人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；
qz—— 汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；
qf—— 人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；
qch—— 人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时,qch=0；
当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高 qch>0，人体温度降低,qch<0
矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素 。
空气温度,对人体对流散热起着主要作用 。
相对湿度,影响人体蒸发散热的效果 。
风速,影响人体的对流散热和蒸发散热的效果 。 对流换热强度随风
速而增大 。 同时湿交换效果也随风速增大而加强 。 如有风的天气, 凉
衣服干得快 。
二, 衡量矿井气候条件的指标
1.干球温度
干球温度 是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一 。
特点,在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏 。 指标比较简单,
使用方便 。 但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响, 而没有
反映出气候条件对人体热平衡的综合作用 。
2.湿球温度
湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响, 比干球
温度要合理些 。 但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响 。
3.等效温度
等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值 。 它是一个以能量为基础来评
价矿井气候条件的指标 。
4,同感温度
同感温度 （ 也称有效温度 ） 是 1923年由美国采暖工程师协会提出的 。 这
个指标是通过实验, 凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图 。
5.卡他度
卡他度是 1916年由英国 L.希尔等人提出的 。 卡他度用卡他计测定 。
卡他度分为：干卡他度, 湿卡他度
干卡他度,反映了气温和风速对气候条件的影响, 但没有反映空气湿度
的影响 。 为了测出温度, 湿度和风速三者的综合作用效果,
K d=41.868F/t W/m2
湿卡他度 （ Kw）,是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他
度, 其实测和计算方法完全与干卡他度相同 。
三, 矿井气候条件的安全标准
我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度 。 1982年国务院颁
布的, 矿山安全条例, 第 53条规定, 矿井空气最高容许干球温度
为 28℃ 。
第一章 习题
? 作业：
? 1-3
? 1-5
? 1-8
? 其它习题自己做
主讲人, 戴广龙
Ventilation & Safety
矿井通风与安全
一、学习该课程的目的
二、该课程的学习方法
三、该课程的学习的重点和难点
空气流动基本理论、通风阻力和动力、矿井瓦斯、火灾、
粉尘和水灾
三、该课程学时分配
总共 48学时，计划课内 44学时，习题 4学时
四、成绩评定
平时成绩占 20%，考试占 80%，考教分离
矿井通风与安全
五、主要参考书
1.,矿井通风与安全, 吴中立 主编
中国矿大出版社
2.,通风安全学, 张国枢主编
中国矿业大学出版社
3．, 煤矿安全规程,
目 录
第 一部分 通风工程
第 １章 矿井空气
§ 1 矿井空气成份
§ 2 矿井空气中有害气体
§ 3 矿井气候
第 ２章 矿井空气流动基本理论
§ 1 空气主要物理参数
§ 2 风流能量与压力
§ 3 通风能量方程
§ 4 能量方程在矿井通风中的应用
第 ３章 井巷通风阻力
§ 1 井巷断面上的风速分布
§ 2 摩擦风阻与阻力
§ 3 局部风阻与阻力
§ 4 矿井总风阻与矿井等积孔
§ 5 降低矿井通风阻力的措施
第 4 章 通风动力
§ 1自然风压
§ 2通风机类型及构造
§ 3主要通风机附属装置
§ 4主要通风机实际特性曲线
§ 5主要通风机工况点及其经济运行
§ 6通风机联合运转
§ 7矿井通风设备选型
第 ５章 矿井通风网络中风量分配与调节
§ 1 风量分配的基本规律
§ 2 简单网络特性
§ 3 通风网络动态特性分析
§ 4 矿井风量调节
§ 5 应用计算机解复杂通风网路
第 6 章 局部通风
§ 1 局部通风方法
§ 2 掘进工作面风量分配
§ 3 局部通风设备
§ 4 局部通风系统设计
第 7 章 通风系统与通风设计
§ 1 矿井通风系统和局部通风系统
§ 2 通风构筑物与漏风
§ 2 通风设计
第 8 章 矿井空调技术概论
§ 1 环境气候与人体的热平衡
§ 2 影响矿井气温的因素
§ 3 矿井降温措施
§ 4 矿井制冷空调
第二部分 安全工程
第 9章 矿井瓦斯
§ 1 概述
§ 2 煤层瓦斯赋存与含量
§ 3 矿井瓦斯涌出
§ 4 煤与瓦斯突出
§ 5 瓦斯爆炸与预防 § 6瓦斯抽放
第 10章 火灾防治
§ 1 概述
§ 2 外因火灾及其预防
§ 3 煤炭自燃理论基础 § 4 火灾预测与预报
§ 5 开采技术防火措施
§ 6 灌桨与阻化剂灭火
§ 7 均压防灭火
§ 8 惰气防灭火
§ 9 火灾时期通风
§ 10 矿井火灾处理与控制
第 11 章 矿尘防治
§ 1 矿尘及其性质, 尘肺病
§ 2 煤尘爆炸及其预防
§ 3 综合防尘措施
第 12 章 矿山防水
地面防水, 井下防水及其处理
第 13 章 矿山救护
§ 1 矿山救护队
§ 2 矿工自救
§ 3 现场急救
第一章 矿井空气
本章重点：
1、空气成分；
2、矿井有害气体、来源及最高允许浓度；
3、矿井气候条件
第一章 矿井空气
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 。
目的、主要任务 — 保证矿井空气的质量符合要求。
第一 节 矿井空气成份
定义,地面空气进入矿井以后即称为 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。
湿空气中含有水蒸气，但其含量的变化会引起湿空气的物理性质和状态变化。
气体成分 按体积计／％ 按质量计／％ 备 注
氧气（ O2） 20.96 23.32 惰性稀有气体氦、
氮气（ N2） 79.0 76.71 氖、氩、氪、
二氧化碳（ CO2） 0.04 0.06 氙等计在氮气中
二, 矿井空气的主要成分及基本性质
新鲜空气,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，
污浊空气,通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气，
1．氧气 (O2)
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。
人体输氧量与劳动强度的关系
劳动强度 呼吸空气量（ L/min） 氧气消耗量（ L/min）
休 息 6-15 0.2－ 0.4
轻 劳 动 20-25 0.6-1.0
中度劳动 30-40 1.2-2.6
重 劳 动 40-60 1.8-2.4
极重劳动 40-80 2.5-3.1
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 。
3,氮气 (N2)
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 。
三、矿井空气主要成分的质量（浓度）标准
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 。
第二节 矿井空气中的有害气体
空气中常见有害气体,CO,NO2,SO2, NH3, H2 。
一、基本性性质
１、一氧化碳（ CO）
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,0.015~0.02%
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。
6.氢气 (H2)
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。
二、矿井空气中有害气体的安全浓度标准
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
第三节 矿井气候
矿井气候,矿井空气的 温度, 湿度 和 流速 三个参数的综合作用。这三个参数
也称为矿井气候条件的三要素。
一、矿井气候对人体热平衡的影响
新陈代谢是人类生命活动的基本过程之一。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 这三种基本形式进行的。对流散热取决于
周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周
围空气的相对湿度和流速。
人体热平衡关系式,qm-qw=qd+qz+qf+qch
qm—— 人体在新陈代谢中产热量，取决于人体活动量；
qW—— 人体用于做功而消耗的热量,qm-qw人体排出的多余热量 ；
qd—— 人体对流散热量，低于人体表面温度，为负，否则，为正；
qz—— 汗液蒸发或呼出水蒸气所带出的热量；
qf—— 人体与周围物体表面的辐谢散热量，可正，可负；
qch—— 人体由热量转化而没有排出体外的能量；人体热平衡时,qch=0；
当外界环境影响人体热平衡时，人体温度升高 qch>0，人体温度降低,qch<0
矿井气候条件的三要素是影响人体热平衡的主要因素 。
空气温度,对人体对流散热起着主要作用 。
相对湿度,影响人体蒸发散热的效果 。
风速,影响人体的对流散热和蒸发散热的效果 。 对流换热强度随风
速而增大 。 同时湿交换效果也随风速增大而加强 。 如有风的天气, 凉
衣服干得快 。
二, 衡量矿井气候条件的指标
1.干球温度
干球温度 是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一 。
特点,在一定程度上直接反映出矿井气候条件的好坏 。 指标比较简单,
使用方便 。 但这个指标只反映了气温对矿井气候条件的影响, 而没有
反映出气候条件对人体热平衡的综合作用 。
2.湿球温度
湿球温度是可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响, 比干球
温度要合理些 。 但这个指标仍没有反映风速对人体热平衡的影响 。
3.等效温度
等效温度定义为湿空气的焓与比热的比值 。 它是一个以能量为基础来评
价矿井气候条件的指标 。
4,同感温度
同感温度 （ 也称有效温度 ） 是 1923年由美国采暖工程师协会提出的 。 这
个指标是通过实验, 凭受试者对环境的感觉而得出的同感温度计算图 。
5.卡他度
卡他度是 1916年由英国 L.希尔等人提出的 。 卡他度用卡他计测定 。
卡他度分为：干卡他度, 湿卡他度
干卡他度,反映了气温和风速对气候条件的影响, 但没有反映空气湿度
的影响 。 为了测出温度, 湿度和风速三者的综合作用效果,
K d=41.868F/t W/m2
湿卡他度 （ Kw）,是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他
度, 其实测和计算方法完全与干卡他度相同 。
三, 矿井气候条件的安全标准
我国现行评价矿井气候条件的指标是干球温度 。 1982年国务院颁
布的, 矿山安全条例, 第 53条规定, 矿井空气最高容许干球温度
为 28℃ 。
第一章 习题
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