礦井內(nèi)各種氣體,蒸氣和礦塵混合物的總稱。當(dāng)其成分與地面空氣近似時(shí),稱礦內(nèi)新鮮空氣。地面空氣進(jìn)入礦井后,由于物質(zhì)氧化、分解和其他氣體與礦塵的混入,成分發(fā)生變化。O2減少,CO2增加,混入的有害氣體通常有CH4、CO2、CO、H2S、NOx、SO2、H2、Hg和As的蒸氣以及內(nèi)燃機(jī)的廢氣等。開采含 U(鈾)、Th(釷)等伴生元素的金屬礦床時(shí),還將混入放射性氣體Rn(氡)及其子體(RaA~RaD)(見礦山輻射防護(hù))。礦內(nèi)空氣的溫度和濕度主要決定于礦物與巖層的物理化學(xué)性質(zhì)、開采深度、生產(chǎn)工藝、地理和地質(zhì)因素。個(gè)別礦井氣溫可達(dá)30℃以上。煤礦和金屬礦內(nèi)空氣的相對(duì)濕度一般為80~90%,涌水量大的巷道內(nèi)可達(dá)100%。鹽類礦涌水量小,鹽類吸濕性強(qiáng),相對(duì)濕度約15~16%。水災(zāi)、爆炸事故以及大爆破后,空氣被毒化。瓦斯突出區(qū)或封閉火區(qū),氧濃度顯著降低。
空氣中氧濃度降到15~17%時(shí),人體因缺氧而呼吸困難,心律加快,逐漸喪失勞動(dòng)能力;降到9%時(shí)能很快窒息死亡。中國礦山安全條例規(guī)定,礦內(nèi)工作地點(diǎn)氧濃度不得低于20%。礦內(nèi)常見有毒有害氣體的主要來源、危害性和允許濃度 。
防止礦內(nèi)空氣污染最普遍采用的有效措施是礦井通風(fēng)。為了減少空氣中有毒有害氣體和礦塵,還應(yīng)采取以下措施:①防止進(jìn)風(fēng)污染;②改進(jìn)生產(chǎn)工藝和設(shè)備;③加強(qiáng)采空區(qū)密閉,防止有害氣體涌出;④防止發(fā)生火災(zāi)和爆炸事故;⑤抽放瓦斯(見瓦斯抽放);⑥用水或化學(xué)品水溶液,吸收可溶性有害氣體。
井下空氣的主要來源是地面空氣(大氣),它是由多種氣體組成的干空氣和水蒸汽組合而成的混合氣體。通常狀況下,干空氣各組分的數(shù)量基本不變(表1-1-1)。在混合氣體中,水蒸汽的濃度隨地區(qū)和季節(jié)而變化,其平均濃度約為1 %;此外還含有塵埃和煙霧等雜質(zhì) 。
表1-1-1 干空氣主要成分
氣體成分 |
按體積計(jì) /% |
按質(zhì)量計(jì) /% |
氮?dú)猓∟2) 氧氣(O2) 二氧化碳(CO2) 氬氣(Ar) 其它(水蒸汽、惰性稀有氣體和微量的灰塵與微生物等) |
78.13 20.90 0.03 0.93 0.01 |
75.55 23.10 0.05 1.27 0.01 |
為便于測(cè)量與計(jì)算,氣體的濃度一般按體積百分計(jì),如無特殊說明,以下均指體積濃度。
地面空氣進(jìn)入礦井以后,由于受到污染,其成分和性質(zhì)要發(fā)生一系列的變化,如氧濃度降低,二氧化碳濃度增加;混入各種有毒、有害氣體和礦塵;空氣的狀態(tài)參數(shù)(溫度、濕度、壓力等)發(fā)生改變等。一般來說,將井巷中經(jīng)過用風(fēng)地點(diǎn)以前、受污染程度較輕的進(jìn)風(fēng)巷道內(nèi)的空氣稱為新鮮空氣(新風(fēng));經(jīng)過用風(fēng)地點(diǎn)以后、受污染程度較重的回風(fēng)巷道內(nèi)的空氣,稱為污濁空氣(乏風(fēng))。礦內(nèi)空氣主要成分除氧氣(O2)、氮?dú)猓∟2)、二氧化碳(CO2)、水蒸汽(H2O)以外,還混入大量的有害氣體,如瓦斯(CH4)、一氧化碳(CO)、硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨氣(NH3)、氫氣(H2)和礦塵等。
氧氣是無色、無臭、無味、無毒和無害的氣體,比重為1.105。礦內(nèi)氧氣來源于進(jìn)入礦井的地面大氣所固有的含量。由于礦內(nèi)各有機(jī)物(木材、支架等)和無機(jī)物(礦物、巖石)的氧化,礦物自燃,礦井火災(zāi),以及瓦斯、煤塵爆炸等,都要直接消耗氧氣,此外,井巷內(nèi)不斷放出的各種有害氣體,也相對(duì)的降低氧氣的濃度。
當(dāng)空氣中的氧濃度降低時(shí),人體就可能產(chǎn)生不良的生理反應(yīng),出現(xiàn)種種不舒適的癥狀,嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致缺氧死亡。人體缺氧癥狀與空氣中氧濃度的關(guān)系如表1-1-2所示.。
表1-1-2 人體缺氧癥狀與空氣中氧濃度的關(guān)系
氧濃度(體積)/ % |
主要癥狀 |
17 15 10~12 6~9 |
靜止時(shí)無影響,工作時(shí)能引起喘息和呼吸困難 呼吸及心跳急促,耳鳴目眩,感覺和判斷能力降低,失去勞動(dòng)能力 失去理智,時(shí)間稍長有生命危險(xiǎn) 失去知覺,呼吸停止,如沒有及時(shí)搶救幾分鐘內(nèi)可能導(dǎo)致死亡 |
造成礦井空氣中氧氣濃度降低的主要原因有:人員呼吸;煤巖和其他有機(jī)物的緩慢氧化;煤炭自然;瓦斯、煤塵爆炸。此外,煤巖和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種有害氣體,也使空氣中的氧氣濃度相對(duì)降低。所以,在井下通風(fēng)不良的地點(diǎn),空氣中的氧氣濃度可能顯著降低,如果不經(jīng)檢查而貿(mào)然進(jìn)入,就可能引起人員的缺氧窒息。
《煤礦安全規(guī)程》(以下簡稱《規(guī)程》)規(guī)定,采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中氧氣濃度不得低于20 %。為此,必須對(duì)礦井進(jìn)行不斷的通風(fēng),將適量的新鮮空氣源源不斷地送到井下。這是礦井通風(fēng)最基本的任務(wù)之一。
氮?dú)馐菬o色、無味、無臭的惰性氣體,是新鮮空氣中的主要成分,對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.97,它本身無毒、不助燃,也不供呼吸。在正常情況下,氮?dú)鈱?duì)人體無害,但空氣中若氮?dú)鉂舛壬?,則勢(shì)必造成氧濃度相對(duì)降低,從而也可能導(dǎo)致人員的窒息性傷害。在廢棄的舊巷或隔離著的火區(qū)內(nèi),可積存大量的氮,使氧濃度相對(duì)地減少,使人因缺氧而窒息。正因?yàn)榈獨(dú)鉃槎栊詺怏w,因此又可將其用于井下防滅火和防止瓦斯爆炸。
礦井空氣中氮?dú)庵饕獊碓词牵壕卤坪蜕锏母癄€,有些煤巖層中也有氮?dú)庥砍觥?h3 class="title-text">礦內(nèi)空氣二氧化碳(CO2)
二氧化碳是無色略帶酸臭味的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.52,是一種較重的氣體,很難與空氣均勻混合,常積聚于巷道的底部、井筒和下山的掘進(jìn)迎頭,在靜止的空氣中有明顯的分界。二氧化碳不助燃也不能供人呼吸,易溶于水,生成碳酸,使水溶液成弱酸性,對(duì)眼、鼻、喉粘膜有刺激作用。在新鮮空氣中含有微量的二氧化碳對(duì)人體是無害的,它對(duì)人的呼吸有刺激作用,如果空氣中完全不含有二氧化碳,人體的正常呼吸功能就不能維持。當(dāng)肺泡中二氧化碳增多時(shí),能刺激人的呼吸神經(jīng)中樞,引起呼吸頻繁,呼吸量增加,所以在急救受有害氣體傷害的患者時(shí),常常首先讓其吸入含有5 %二氧化碳的氧氣以加強(qiáng)呼吸。但當(dāng)空氣中二氧化碳的濃度過高時(shí),也將使空氣中的氧濃度相對(duì)降低,輕則使人呼吸加快,呼吸量增加,嚴(yán)重時(shí)也可能造成人員中毒或窒息??諝庵卸趸紝?duì)人體的危害程度與濃度的關(guān)系如表1-1-3所示。
表1-1-3 二氧化碳中毒癥狀與濃度的關(guān)系
二氧化碳濃度 / % |
主 要 癥 狀 |
1 3 5 6 7~9 9~11 |
呼吸加深,但對(duì)工作效率無明顯影響 呼吸急促,心跳加快,頭痛,人體很快疲勞 呼吸困難,頭痛,惡心,嘔吐,耳鳴 嚴(yán)重喘息,極度虛弱無力 動(dòng)作不協(xié)調(diào),大約十分鐘可發(fā)生昏迷 數(shù)分鐘內(nèi)可導(dǎo)致死亡 |
二氧化碳的主要來源有:有機(jī)物的氧化;人員的呼吸;煤和巖石的緩慢氧化,以及礦井水與碳酸性巖石的分解作用;爆破工作,礦內(nèi)火災(zāi),煤炭自燃以及瓦斯、煤塵爆炸時(shí),也能產(chǎn)生大量二氧化碳。此外,有的煤層或巖層能長期連續(xù)放出二氧化碳,甚至有的煤層在短時(shí)間內(nèi)大量噴出或與大量煤粉同時(shí)噴出二氧化碳。發(fā)生這種現(xiàn)象時(shí),往往會(huì)造成嚴(yán)重破壞性事故。例如吉林省營城煤礦五井,在1976年6月曾發(fā)生一次CO2和巖石突出,突出巖石1005 t,CO211000 m。法國也曾發(fā)生過CO2突出的事故。
《規(guī)程》規(guī)定:采掘工作面的進(jìn)風(fēng)流中,二氧化碳不超過0.5 %。采區(qū)回風(fēng)巷和采掘工作面回風(fēng)巷回風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5 %時(shí),必須停止工作,撤出人員,查明原因,制定措施,進(jìn)行處理。總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷中,二氧化碳超過0.75 %時(shí),必須查明原因,進(jìn)行處理。
礦井常見的有害氣體有一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫、氨氣、瓦斯等 。下面分別介紹之。
一氧化碳是一種無色、無味、無臭的氣體,相對(duì)密度為0.97,微溶于水,但能溶于氨水,能與空氣均勻地混合。與酸、堿不起反應(yīng),只能被活性炭少量吸附。
一氧化碳能燃燒,當(dāng)空氣中一氧化碳濃度在13 %~75 %時(shí)有爆炸的危險(xiǎn)。
一氧化碳是一種對(duì)血液、神經(jīng)有害的毒物。一氧化碳隨空氣吸人體內(nèi)后,通過肺泡進(jìn)入血液,并與血液中的血紅蛋白結(jié)合。一氧化碳與血紅蛋白的結(jié)合力比氧與血紅蛋白的結(jié)合力大200~300倍。一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合成碳氧血紅蛋白(COHb),不僅減少了血球攜氧能力,而且抑制、減緩氧和血紅蛋白的解析與氧的釋放。一氧化碳對(duì)人的危害主要取決于空氣中一氧化碳的濃度和與人的接觸時(shí)間(見表1-1-4、圖1-1-1).一氧化碳還可導(dǎo)致心肌損傷,對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)特別是錐體外系統(tǒng)也有損害,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明一氧化碳還可引起慢性中毒。
表1-1-4 一氧化碳中毒癥狀與濃度的關(guān)系
一氧化碳濃度 /% |
主 要 癥 狀 |
0.02 |
2~3小時(shí)內(nèi)可能引起輕微頭痛 |
0.08 |
40分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛,眩暈和惡心。2小時(shí)內(nèi)發(fā)生體溫和血壓下降,脈搏微弱,出冷汗,可能出現(xiàn)昏迷。 |
0.32 |
5~10分鐘內(nèi)出現(xiàn)頭痛,眩暈。半小時(shí)內(nèi)可能出現(xiàn)昏迷并有死亡危險(xiǎn)。 |
1.28 |
幾分鐘內(nèi)出現(xiàn)昏迷和死亡。 |
礦內(nèi)爆破作業(yè)、煤炭自燃及發(fā)生火災(zāi)或煤塵、瓦斯爆炸時(shí)都能產(chǎn)生一氧化碳。
《規(guī)程》規(guī)定其最高容許濃度為0.0024 %。
硫化氫無色、微甜、有濃烈的臭雞蛋味,當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001 %即可嗅到,但當(dāng)濃度較高時(shí),因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹,反而嗅不到。硫化氫相對(duì)密度為1.19,易溶于水,在常溫、常壓下一個(gè)體積的水可溶解2.5個(gè)體積的硫化氫,所以它可能積存于舊巷的積水中。硫化氫能燃燒,空氣中硫化氫濃度為4.3 %~45.5 %時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。
硫化氫有劇毒,有強(qiáng)烈的刺激作用,不但能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫;而且還能阻礙生物的氧化過程,使人體缺氧。當(dāng)空氣中硫化氫濃度較低時(shí)主要以腐蝕刺激作用為主;濃度較高時(shí)能引起人體迅速昏迷或死亡,腐蝕刺激作用往往不明顯。硫化氫中毒癥狀與濃度的關(guān)系如表1-1-5所示。
表1-1-5 硫化氫中毒癥狀與濃度的關(guān)系
硫化氫濃度 /% |
主 要 癥 狀 |
0.0025~0.003 |
有強(qiáng)烈臭味 |
0.005~0.01 |
1~2小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)眼及呼吸道刺激癥狀,臭味“減弱”或“消失” |
0.015~0.02 |
出現(xiàn)惡心,嘔吐,頭暈,四肢無力,反應(yīng)遲鈍。眼及呼吸道有強(qiáng)烈刺激癥狀 |
0.035~0.045 |
0.5~1小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重中毒,可發(fā)生肺炎、支氣管炎及肺水腫,有死亡危險(xiǎn)。 |
0.06~0.07 |
很快昏迷,短時(shí)間內(nèi)死亡。 |
空氣中硫化氫的主要來源:有機(jī)物腐爛;含硫礦物的水解;礦物氧化和燃燒;從老空區(qū)和廢舊巷道積水中放出;我國有些礦區(qū)煤層中也有硫化氫涌出。
《規(guī)程》規(guī)定:井下空氣中硫化氫含量不得超過0.00066 %。
二氧化氮是一種褐紅色的氣體,有強(qiáng)烈的刺激氣味,相對(duì)密度為1.59,易溶于水生成HNO3,對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用,嚴(yán)重時(shí)可引起肺水腫。二氧化氮中毒有潛伏期,有的在嚴(yán)懲中毒時(shí)尚無明顯感覺,還可堅(jiān)持工作。但經(jīng)過6~24小時(shí)后發(fā)作,中毒者指頭出現(xiàn)黃色斑點(diǎn),并出現(xiàn)嚴(yán)懲的咳嗽、頭痛、嘔吐甚至死亡。二氧化氮中毒癥狀與濃度的關(guān)系如表1-1-6所示。
表1-1-6 二氧化氮中毒癥狀與濃度的關(guān)系
二氧化氮 /% |
主 要 癥 狀 |
0.004 |
2~4小時(shí)內(nèi)可出現(xiàn)咳嗽癥狀。 |
0.006 |
短時(shí)間內(nèi)感到喉嚨刺激,咳嗽,胸疼。 |
0.01 |
短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重中毒癥狀,神經(jīng)麻痹,嚴(yán)懲咳嗽,惡心,嘔吐。 |
0.025 |
短時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)死亡。 |
空氣中二氧化氮的主要來源:井下爆破工作。
《規(guī)程》規(guī)定:氮氧化合物不得超過0.00025 %。
二氧化硫?yàn)闊o色氣體,具有強(qiáng)烈的硫磺氣味及酸味,對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.4337,易積聚在巷道底部。易溶于水。
礦內(nèi)含硫礦物氧化、燃燒及在含硫礦物中爆破都會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。含硫礦層也涌出二氧化硫。
二氧化硫能被眼結(jié)膜和上呼吸道粘膜的富水粘液吸收,刺激眼粘膜和鼻咽等粘膜;在潮濕的礦內(nèi),能與空氣中水分結(jié)合緩慢地形成硫酸(H2SO4),使其刺激作用更強(qiáng)。當(dāng)空氣中濃度為0.3~l ppm時(shí),健康人可由嗅覺感知,使呼吸道輕度收縮,呼氣中受阻,4~6 ppm時(shí),則對(duì)鼻咽及呼吸道粘膜有強(qiáng)烈刺激作用。長時(shí)間在二氧化硫濃度為5~10 ppm(或更低)的環(huán)境中呼吸,可引起慢性支氣管炎,慢性鼻咽炎。呼吸道阻力增大、呼吸道炎癥及肺泡本身受到二氧化硫破壞的結(jié)果,可導(dǎo)致肺氣腫和支氣管哮喘。吸入含高濃度的二氧化硫空氣,可引起急性支氣管炎,發(fā)生聲門水腫和呼吸道麻痹,濃度為400~500 ppm時(shí)可立即危及生命。
《規(guī)程》規(guī)定礦內(nèi)空氣中二氧化硫最高容許濃度為0.0005 %。
氨氣為無色和有劇毒的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.9,易溶于水,對(duì)人體有毒害作用,《規(guī)程》規(guī)定,礦內(nèi)最大容許濃度為0.004 %(30 mg/m)。但當(dāng)其濃度達(dá)到0.0l %對(duì)就可嗅到其特殊臭味。氨氣主要在礦內(nèi)發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)產(chǎn)生。
瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),甲烷是一種無色、無味、無臭的氣體,對(duì)空氣的相對(duì)密度為0.55,難溶于水,擴(kuò)散性較空氣高1.6倍。雖然無毒,但當(dāng)濃度較高時(shí),會(huì)引起窒息。不助燃,但在空氣中具有一定濃度(5~16 %)并遇到高溫(650~750 ℃)時(shí)能引起爆炸?!兑?guī)程》規(guī)定,工作面進(jìn)風(fēng)流中CH4的濃度不能大于0.5 %,采掘工作面和采區(qū)的回風(fēng)流中CH4的濃度不能大于1.0 %,礦井和一翼的總回風(fēng)流中,CH4最高容許濃度為0.75 %。
氫氣無色無味,具有爆炸性,在礦井火災(zāi)或爆炸事故中和井下充電硐室均會(huì)產(chǎn)生,其最高容許濃度為0.5 %。
礦內(nèi)空氣除了上述有害氣體外,還含有其他一些有害物質(zhì),如在采掘生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的煤和巖石的細(xì)微顆粒(統(tǒng)稱為礦塵)。礦塵對(duì)礦內(nèi)空氣的污染不容忽視。礦塵對(duì)礦井生產(chǎn)和人體都有嚴(yán)重危害。煤塵能引起爆炸;粉塵特別是呼吸性粉塵能引起礦工塵肺病。因此《規(guī)程》對(duì)作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵(總粉塵、呼吸性粉塵)濃度作了如表1-1-7的規(guī)定。
表1-1-7作業(yè)場(chǎng)所空氣中粉塵濃度標(biāo)準(zhǔn)
粉塵中游離SiO2含量 (%) |
最高允許濃度 / mg/m |
|
總粉塵 |
呼吸性粉塵 |
|
<10 |
10 |
3.5 |
10~<50 |
2 |
1 |
50~<80 |
2 |
0.5 |
≥80 |
2 |
0.3 |
此外,井下小型空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的廢氣及使用柴油機(jī)的礦井柴油機(jī)排出的廢氣也都污染了礦內(nèi)空氣,這些廢氣的主要成分為氮的氧化物,一氧化碳,醛類和油煙等。
空氣冷卻器簡稱空冷器,以空氣作為冷卻劑,可用作冷卻器,也可用作冷凝器??绽淦髦饕晒苁?、支架和風(fēng)機(jī)組成??諝饫鋮s器熱流體在管內(nèi)流動(dòng),空氣在管束外吹過。由于換熱所需的通風(fēng)量很大,而風(fēng)壓不高,故多采用軸流...
clarkson空氣凈化器為濾網(wǎng)式空氣凈化器一般采用HEPA濾網(wǎng)吸附空氣中的粉塵、細(xì)菌、漂浮顆粒物的方式,以有效提高空氣清潔度。然而對(duì)于霧霾的主要污染物PM2.5等可入肺的幾納米的有害微小顆粒物過濾效...
單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度,用符號(hào)ρ表示??諝饪梢钥醋魇蔷|(zhì)氣體 。
空氣的比容是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積,用符號(hào)(m/kg)表示,比容和密度互為倒數(shù),它們是一個(gè)狀態(tài)參數(shù)的兩種表達(dá)方式。
在礦井通風(fēng)中,空氣流經(jīng)復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)時(shí),其溫度和壓力將會(huì)發(fā)生一系列的變化,這些變化都將引起空氣密度的變化。在不同的礦井其變化規(guī)律是不同的。在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)考慮什么情況下可以忽略密度的這種變化,而在什么條件下又是不可忽略的。
當(dāng)流體層間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),在流體內(nèi)部兩個(gè)流體層的接觸面上,便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力)以便阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng),流體具有的這一性質(zhì),稱作流體的粘性。例如,空氣在管道內(nèi)以速度u作層流流動(dòng)時(shí),管壁附近的流速較小,向管道軸線方向流速逐漸增大,如同把管內(nèi)的空氣分成若干薄層,溫度是影響流體粘性的主要因素之一,但對(duì)氣體和液體的影響不同。氣體的粘性隨溫度的升高而增大;液體的粘性隨溫度的升高而減小。
為了計(jì)算熱力過程的熱交換量,必須知道單位數(shù)量氣體的熱容量或比熱。單位物量的氣體,升高或降低絕對(duì)溫度1 K時(shí)所吸收或放出的熱量稱為比熱。
比熱的單位取決于熱量單位和物量單位。表示物量的單位不同,比熱的單位也不同。通常采用的物量單位:質(zhì)量(kg)、標(biāo)準(zhǔn)容積(Nm)和千摩爾(kmo1)。因此,相應(yīng)的就有質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱之分。
質(zhì)量比熱的符號(hào)c,表示1 kg空氣高或降低1K時(shí)所吸收或放出的熱量,單位是J/(kg?K)。
容積比熱的符號(hào)是c′,表示1 Nm體積空氣升高或降低1 K時(shí)所吸收或放出的熱量,單位是J/(Nm?K)。
摩爾比熱的符號(hào)是C或MC,表示1 kmol空氣升高或降低1K時(shí)所吸收或放出的熱量,單位是J/(kmol?K)。
內(nèi)能是指氣體內(nèi)部分子熱運(yùn)動(dòng)的內(nèi)動(dòng)能和由分子間相互吸引所產(chǎn)生的勢(shì)能的總和。質(zhì)量為m kg的氣體內(nèi)能用U表示,單位是kJ;單位質(zhì)量的內(nèi)能用u表示,稱為比內(nèi)能,單位為kJ/kg,即
u=U/m kJ/kg
空氣的動(dòng)能決定于氣體的絕對(duì)溫度T,動(dòng)能越大,溫度越高;而氣體分子的內(nèi)能則決定于分子間的距離,即決定于空氣的比容v,故空氣的內(nèi)能u是T和v的函數(shù),即u=f(T,v)。內(nèi)能是氣體狀態(tài)的參量之一,但它不是獨(dú)立的參量,它可由氣體狀態(tài)的基本參量T和v求出。因此,氣體的內(nèi)能就是氣體在一定狀態(tài)下所具有的能量,這種能量的改變只決定于始末兩個(gè)狀態(tài)的改變。
井下空氣可視為理想氣體,而理想氣體是沒有勢(shì)能的,故井下空氣的內(nèi)能和比容無關(guān),只是絕對(duì)溫度的函數(shù)。
焓是一個(gè)組合的狀態(tài)參數(shù),是指一定狀態(tài)下的濕空氣的內(nèi)能與流動(dòng)功之和。
熵是一個(gè)導(dǎo)出的狀態(tài)參數(shù)。對(duì)簡單可壓縮均勻系(即只有兩個(gè)獨(dú)立變量的熱力系)。
(1) 巖石溫度 礦內(nèi)空氣的溫度與巖石溫度直接相關(guān)。地表溫度是隨地面氣溫的變化而變化的,隨著深度的增加,地溫隨氣溫變化的幅度則逐漸減小,當(dāng)達(dá)到一定深度時(shí),地溫不再變化。巖層溫度的三帶:
變溫帶——隨地面氣溫的變化而變化的地帶。夏季巖層從空氣中吸熱而使地溫升高,冬季則相反;
恒溫帶——地表下地溫常年不變的地帶。恒溫帶的深度一般為20~30米,恒溫帶的溫度則接近于當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁兀?
增溫帶——恒溫帶以下地帶。隨深度的增加成正比增加,不同深度處的巖層溫度可按式計(jì)算:
t=t0 G ( Z-Z0)
式中 t0-恒溫帶處巖層的溫度,℃;
G-地溫梯度,即巖層溫度隨深度變化率,℃/m,常用百米地溫梯度,即℃/100 m;
Z-巖層的深度,m;
Z0-恒溫帶的深度,m。
(2) 空氣的壓縮與膨脹 空氣向下流動(dòng)時(shí),由于空氣柱的增加,空氣受到壓縮而產(chǎn)生熱量,一般垂深每增加100 m,其溫度升高1 ℃;相反,空氣向上流動(dòng)時(shí),則又因膨脹而降溫,平均每升高100 m,溫度下降0.8~0.9 ℃。
(3)氧化生熱 礦井內(nèi)的有機(jī)礦物、坑木、充填材料、油垢、布料等都能氧化發(fā)熱。例如,經(jīng)氧化生成2 g二氧化碳時(shí),可使1 3 m空氣升溫14.5 ℃。在煤層中的采準(zhǔn)巷道,暴露煤面氧化產(chǎn)生的熱量較大,故回采工作面是通風(fēng)系統(tǒng)中溫度最高的區(qū)段。
(4) 水分蒸發(fā) 水分蒸發(fā)時(shí)從空氣中吸收熱量,使空氣溫度降低。每蒸發(fā)一克水可吸收0.585千卡的熱量,能使1 m空氣降溫1.9 ℃,可見水的蒸發(fā)對(duì)降低氣溫起著重要的作用。
(5)通風(fēng)強(qiáng)度(指單位時(shí)間進(jìn)入井巷的風(fēng)量) 溫度較低的空氣流經(jīng)巷道或工作面時(shí),能夠吸收熱量,供風(fēng)量越大,吸收熱量越多。因此,加大通風(fēng)強(qiáng)度是降低礦井溫度的主要措施之一。
(6)地面空氣溫度的變化 地面氣溫對(duì)井下氣溫有直接影響,尤其是較淺的礦井,礦內(nèi)空氣溫度受地面氣溫的影響更為顯著。
(7)地下水的作用 礦井地層中如果有高溫?zé)崛?,或有熱水涌出時(shí),能使地溫升高,相反,若地下水活動(dòng)強(qiáng)烈,則地溫降低。
(8)其它因素 如機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)以及人體散熱等都對(duì)井下氣溫有一定影響。特別是隨著機(jī)械化程度的不斷提高,機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱量不能忽視。
礦內(nèi)空氣濕度是指礦內(nèi)空氣中所含水蒸汽量 。
空氣的濕度表示空氣中所含水蒸氣量的多少或潮濕程度,表示空氣濕度的方法有絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度和含濕量三種。
絕對(duì)濕度 指單位容積或單位質(zhì)量濕空氣中含有水蒸汽的質(zhì)量,用表示。其單位與密度的單位相同,其數(shù)值等于水蒸汽在其分壓力與溫度下的密度。在溫度不變的條件下,單位體積空氣所能容納的水蒸汽分子數(shù)是有一定限度的,超過這一限度,多余的水蒸汽就會(huì)凝結(jié)出來。這種含有最大限度水蒸汽量的濕空氣叫做飽和空氣;其所含水蒸汽量叫飽和濕度,用表示,此時(shí)的水蒸汽分壓力叫做飽和水蒸汽壓力,用Ps表示。
(1)地面濕度隨季節(jié)變化較大,陰雨季節(jié)濕度較大,夏季相對(duì)濕度較低,但氣溫較高,冬季相對(duì)濕度較大,但氣溫較低,絕對(duì)濕度并不太高。地面濕度除受季節(jié)影響外,還與地理位置有關(guān),我國濕度分布,沿海地區(qū)較高(平均為70~80%),向內(nèi)陸逐漸降低,西北地區(qū)達(dá)最低值(平均為30~40 %)。
(2)當(dāng)?shù)V井涌水量較大或滴水較多,由于水珠易于蒸發(fā),則井下比較潮濕,一般金屬礦山井下濕度在80~90%左右。在鹽礦,涌水較小,且鹽類吸濕性較強(qiáng),相對(duì)濕度一般為15~25 %。2100433B
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空氣開關(guān)的學(xué)習(xí) 2011年 8 月,我收到了 G270324空氣開關(guān)失效分析處理,由于生產(chǎn)無法提 供失效樣品, 故本次失效分析沒有開展, 但是空氣開關(guān)是公司常用的元器件, 為 了使空氣開關(guān)相關(guān)失效問題能快速得以解決, 故此我將空氣開關(guān)作為自己學(xué)習(xí)的 目的,以下為我學(xué)習(xí)的技術(shù)論述。 一、 空氣開關(guān)的定義 空氣開關(guān)是一種只要有短路現(xiàn)象,開關(guān)形成回路就會(huì)跳閘的開關(guān)。 二、 空氣開關(guān)的原理 當(dāng)線路發(fā)生短路或嚴(yán)重過載電流時(shí),短路電流超過瞬時(shí)脫扣額定電流值,電 磁脫扣器產(chǎn)生足夠大的吸引力, 將銜鐵吸合并撞擊杠桿, 是搭鉤繞轉(zhuǎn)軸座向上轉(zhuǎn) 動(dòng),與鎖扣脫開,鎖扣在反力彈簧的作用下將三幅主觸頭分?jǐn)?,切斷電源?當(dāng)線路發(fā)生一般性過載時(shí), 過載電流雖不能使電磁脫扣器松動(dòng), 但能使熱元 件產(chǎn)生一定的熱量, 促使雙金屬片受熱向上彎曲, 推動(dòng)杠桿搭鉤與鎖扣脫開, 將 主觸頭分?jǐn)?,切斷電源?空氣開關(guān)原理圖 1、過熱保護(hù)
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A B B ( ) A B B ( H on g K o ng ) Lt d . Emax /1 /2 ............................................................................................................. /9 ............................................................................................................. /23 ............................................................................................ /34 .......................
工礦防塵礦內(nèi)防塵
防塵
【詞語】:防塵
【注音】:fáng chén
【釋義】:不透塵埃的;緊得灰塵不能進(jìn)入的。
工礦區(qū)
工礦區(qū)是在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的工業(yè)區(qū),為工業(yè)生產(chǎn)地域基本類型之一。其地域范圍較大,各工業(yè)點(diǎn)分布較分散,企業(yè)間的距離較遠(yuǎn)。
本書全面收集整理區(qū)域地質(zhì)調(diào)查與研究資料,深入分析控制區(qū)域成礦的建造和構(gòu)造要素(地質(zhì)構(gòu)造預(yù)測(cè)要素),系統(tǒng)解析和深入研究沉積巖區(qū)、火山巖區(qū)、侵入巖區(qū)、變質(zhì)巖區(qū)地質(zhì)構(gòu)造特征,以及大型變形構(gòu)造和綜合地質(zhì)構(gòu)造特征。通過編制專題圖件,對(duì)模型區(qū)與預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行成礦地質(zhì)背景的區(qū)域關(guān)聯(lián),為建立區(qū)域成礦預(yù)測(cè)模型,實(shí)施礦產(chǎn)預(yù)測(cè)提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料依據(jù)和工作底圖"。
《講案例學(xué)安全:煤礦》是《講案例學(xué)安全》叢書的一個(gè)分冊(cè)?!吨v案例學(xué)安全:煤礦》根據(jù)煤礦生產(chǎn)的特點(diǎn),結(jié)合煤礦各類生產(chǎn)安全事故的典型案例,在進(jìn)行事故分析的基礎(chǔ)上,全面地介紹了與煤礦生產(chǎn)相關(guān)的法律法規(guī)、知識(shí)與技能和管理經(jīng)驗(yàn)。《講案例學(xué)安全:煤礦》共分瓦斯事故案例、煤塵爆炸事故案例、水災(zāi)事故案例、煤與瓦斯突出事故案例和冒頂及其他事故案例五個(gè)部分?!吨v案例學(xué)安全:煤礦》敘述簡明扼要,內(nèi)容通俗易懂。《講案例學(xué)安全:煤礦》可作為煤礦企業(yè)班組的工作參考書和崗位培訓(xùn)用書,也可作為煤礦班組安全教育的知識(shí)讀本。