- - - Состав и свойства рудничного воздуха

В задачу вентиляции горных выработок входит обеспечение подачи рудничного воздуха необходимого состава, здоровых и безопасных санитарно-гигиенических условий труда на рабочих местах.

Рудничный воздух


Рудничным называется воздух, поступающий в подземные выработки с поверхности и претерпевающий изменения в процессе перемещения по ним. Эти изменения выражаются прежде всего в уменьшении содержания кислорода и увеличении содержания углекислого газа.
К основным причинам уменьшения содержания кислорода в воздухе горных выработок относятся окисление горных пород, древесины, ведение взрывных работ, работа двигателей внутреннего сгорания.
В рудничном воздухе могут оказаться такие газы, как азот, метан, окись углерода, сернистый газ, сероводород, оксиды азота, метан, водород, тяжелые углеводороды, радон, аммиак и другие вредные газы, а также пары воды и пыль. Одни ядовитые газы образуются при взрывных работах или в результате работы в подземных условиях двигателей внутреннего сгорания, другие выделяются из горных пород или полезных ископаемых и шахтных вод.
Давление, температура, скорость движения и влажность рудничного воздуха также могут существенно отличаться от этих физических параметров атмосферного воздуха.
Рудничный воздух, который по своему составу незначительно отличается от атмосферного и движется в направлении забоя проветриваемой выработки, называется свежим, а воздух, движущийся из забоя проветриваемой выработки и содержащий то или иное количество загрязняющих примесей, называется отработанным.
На разведочных шахтах воздушная струя, движущаяся от воздухоподающего ствола к забоям выработок, называется поступающей, а от забоев к воздуховыдающей выработке - исходящей струей.
Содержание газов в воздухе выражается объемной или массовой концентрацией.
Объемная концентрация
Объемная концентрация - это выраженное в процентах отношение объема данного газа ко всему объему газовоздушнойсмеси. Массовая концентрация газа - это отношение его массы к объему газовоздушнойсмеси.
В атмосферном воздухе кислорода содержится (по объему) 20,95%. В соответствии с Правилами безопасности в СССР на подземных горных работах в рудничном воздухе его должно содержаться не менее 20%.
Насыщение крови кислородом зависит от величины его парциального давления. В глубоких шахтах парциальное давление кислорода в рудничном воздухе выше его значения, соответствующего нормальному атмосферному давлению. Такие условия наиболее благоприятны для усвоения кислорода кровью людей. Наоборот, в высокогорных условиях парциальное давление кислорода уменьшается и усвоение его кровью ухудшается.
При снижении содержания кислорода до 17% наступает сильная одышка и сердцебиение, при содержании его, равном 12%, появляется обморочное состояние, при 9% наступает смерть вследствие кислородного голодания.

Углекислый газ


Углекислый газ - бесцветный газ, без запаха, со слабокислым вкусом. Относительная плотность - 1,52. Относительная молекулярная масса углекислого газа - 44, плотность его при нормальных условиях 1,96 кг/м. куб.. Растворимость в воде при 0°С составляет 179,7% по объему.
Вследствие высокой относительной плотности углекислый газ скапливается при плохом проветривании у почвы выработок и особенно в нисходящих выработках. В небольших количествах (0,1 - 0,2%) он стимулирует дыхание, но, являясь слабо ядовитым, при содержании в воздухе в количестве 5 - 10% раздражает слизистые оболочки глаз, рта и носа. При содержании 3% учащается дыхание и наступает одышка, при 6 - 8% появляется сердцебиение и потеря работоспособности, при 10% наступает обморочное состояние, при 15 - 20% человеку угрожает смерть. Предельная допустимая концентрация углекислого газа в воздухе горных выработок согласно требованиям правил безопасности должна быть не более 0,5% - у рабочих мест и в исходящей струе участка и не более 0,75% - в исходящей струе крыла, горизонта или всей шахты.
В атмосферу выработок углекислый газ поступает вследствие взрывных работ, выделений из горных пород, гниения органических веществ, работы двигателей внутреннего сгорания, а также выделения из шахтных вод.

Азот


Азот - газ без цвета, вкуса и запаха. Относительная плотность его - 0,97, плотность при нормальных условиях 1,25 кг/м. куб. Азот химически инертен, однако при очень высоких температурах, возникающих, например, во время взрывных работ и электродуговой сварки, способен окисляться, образуя очень ядовитые газы.
Увеличение содержания азота в воздухе оказывает влияние на человека вследствие уменьшения при этом содержания кислорода.
В рудничный воздух азот поступает в основном за счет взрывных работ, гниения органических веществ и иногда выделения из горных пород. Содержание азота в атмосфере горных выработок не нормируется.

Окись углерода


Окись углерода - газ без цвета, вкуса, запаха. Относительная плотность окиси углерода - 0,97, плотность его при нормальных условиях 1,25 кг/м. куб.. В воде окись углерода плохо растворима. Горит и взрывается окись углерода при концентрации в воздухе от 12,5 до 75%.
Окись углерода весьма ядовита, легко соединяется с гемоглобином крови, препятствуя поступлению в кровь кислорода и вызывая кислородное голодание организма.
При легком отравлении окисью углерода появляется шум в ушах, головная боль, учащенный пульс, учащенное поверхностное дыхание, слабость, рвота (это проявляется через 40 - 50 мин при содержании окиси углерода, равном 0,05%).
При сильном отравлении (через 0,5 - 1 ч при содержании окиси углерода, равном 0,128%) происходит, кроме того, потеря способности двигаться и притупляется сознание смертельное отравление наступает после непродолжительного вдыхания воздуха с содержанием окиси углерода, равном 0,4%. При содержании окиси углерода, составляющем 1%, потеря сознания наступает после двух-трех часов.
Первая помощь при отравлении окисью углерода - искусственное дыхание на свежей струе воздуха.
Окись углерода образуется при взрывных работах, при тлении и горении веществ, работе двигателей внутреннего сгорания.
По Правилам безопасности концентрации окиси углерода в воздухе горных выработок в пересчете на условную окись углерода при длительном воздействии (т. е. в течение 6 - 7 ч) не более 0,0016% (20 мг/м. куб.) и при кратковременном воздействии не более 0,008% (100 мг/м. куб.). Под условной окисью углерода понимают суммарный объем всех ядовитых газов, пересчитанных с учетом их токсичности в объем окиси углерода.

Двуокись азота


Двуокись азота является наряду с наиболее устойчивым в воздухе окислом азота. Весьма ядовита, как и другие окислы азота. Относительная плотность двуокиси азота - 1,59, плотность двуокиси азота при нормальных условиях 2,05 кг/м. куб. Двуокись азота имеет бурый цвет и характерный резкий запах. Двуокись азота вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях - отек легких. Симптомами отравления двуокисью азота являются кашель, головная боль, рвота, синюшность, повышение температуры тела и расстройство сердечной деятельности.
При оказании первой помощи пострадавшему его необходимо прежде всего вывести на свежую струю воздуха и обеспечить ему покой.

Сернистый газ


Сернистый газ бесцветен, имеет кислый и сильный раздражающий запах горящей серы. Относительная плотность сернистого газа - 2,213, а плотность сернистого газа при нормальных условиях 2,86 кг/м. куб. Сернистый газ хорошо растворяется в воде. Сернистый газ весьма ядовит. Присутствие в воздухе сернистого газа вызывает раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, а в тяжелых случаях воспаление бронхов, отек гортани и легких. Сернистый газ образуется при взрывных работах по сернистым породам, выделяется из сульфидных руд, а также в процессе окисления горных пород, содержащих серу.

Сероводород


Сероводород - газ без цвета, со сладковатым вкусом и запахом тухлых яиц. Сероводород ощутим по запаху уже при содержании его, равном 0,0001%. Относительная плотность сероводорода - 1,18, плотность при нормальных условиях 1,52 кг/метр кубический. Сероводород горит, а при концентрации в воздухе 6% взрывается. Сероводород хорошо растворяется в воде.
Сероводород весьма ядовит, раздражает слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Симптомами сильного отравления сероводородом являются тошнота, рвота и обморок.
Сероводород поступает в воздух выработок из шахтных вод, пластов калийных солей, за счет разложения серосодержащих пород шахтными водами и в процессе гниения древесины.

Акролеин


Акролеин - бесцветная, легко испаряющаяся жидкость. Акролеин образуется при разложении дизельного топлива в условиях высокой температуры. Акролеин весьма ядовит.

Альдегиды. Формальдегид.


Альдегиды (анисовый, коричный, ацетальдегид, бензальдегид, формальдегид, хлораль) - очень ядовитые продукты разложения топлива при работе двигателей внутреннего сгорания. Наиболее опасным является формальдегид. Формальдегид легко растворим в воде.

Тяжелый углеводороды


Тяжелые углеводороды - этан , пропан и бутан - взрывчатые газы, выделяющиеся из слабо метаморфизованных углей. Тяжелые углеводороды могут образовываться при взрывных работах. Тяжелый углеводороды обладают слабым наркотическим действием.

Компрессорные газы


Компрессорные газы образуются при разложении смазочных масел в компрессорах и попадают со сжатым воздухом в горные выработки. Компрессорные газы могут явиться причиной взрывов и отравлений.

Метан


Метан - газ без цвета, запаха и вкуса. Относительная плотность метана - 0,554, плотность метана при нормальных условиях 0,716 кг/м. куб.. Метан слабо растворим в воде. В больших количествах метан встречается на угольных месторождениях, в меньших - на месторождениях калийных солей, в небольших - на месторождениях некоторых других полезных ископаемых. Метан выделяется в смеси с другими газами, называемой рудничным газом. Метан горюч и при концентрации в воздухе 5 - 16% взрывается. Метано-воздушная смесь взрывается при температуре источника воспламенения 635 °С и более, причем взрыв метана происходит не сразу, а по истечении некоторой паузы - периода индукции. Длительность индукционного периода зависит как от температуры источника воспламенения, так и от концентрации метана. При увеличении концентрации метана длительность индукционного периода увеличивается, а при повышении температуры уменьшается. Для концентрации метана 6%, например, она составляет 1,08 с при температуре 775 °С и 0,039 с при температуре 1075 °С.
Наибольшей силы взрыв метана достигает при концентрации 9,1%.

Водород


Водород - газ без цвета, вкуса и запаха, самый легкий из всех газов. Относительная плотность водорода - 0,0696, плотность его при нормальных условиях 0,09 кг/м. куб. Водород в воде растворяется слабо. Горит и взрывается водород при содержании в воздухе от 4 до 72%. Взрывается водород мгновенно без индукционного периода. Встречается водород на калийных и угольных месторождениях как примесь к метану и углеводородам, выделяется при зарядке аккумуляторов.



Другие новости по теме:

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.