唐夢生 王濱 陳超

摘要：本文從理論上分析了礦井空氣的主要成分及性質(zhì)，礦井有毒有害氣體的來源、危害及其允許濃度。礦井空氣是指礦井內(nèi)各種氣體、蒸汽和礦塵的總稱。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，混入的有毒有害氣體通常有CH4，CO2，CO，H2S，NO2，SO2，H2等。生活在地面的人們非常習(xí)慣于新鮮空氣，但在井下新鮮空氣可是來之不易；在開放性的地面一陣自然風(fēng)就可以把污風(fēng)吹開，但在井下污風(fēng)的排放可不是輕而易舉。礦井沒有空氣，礦井就不能下人。礦井空氣是關(guān)系到礦井人員生命的大事！本文根據(jù)礦井有毒有害氣體的特征及危害性提出一些防治措施，以保證礦工的安全與健康！

關(guān)鍵詞：金屬礦 礦井空氣 有毒有害氣體

1 礦井空氣中常見的有毒有害氣體

金屬非金屬礦山井下常見的對安全生產(chǎn)威脅最大的有毒氣體有：CO，NOx，SO，H2S等?？諝庵杏泻怏w的允許濃度常采用ppm做單位，它表示按體積比的百萬分之幾，相當(dāng)于1m3空氣中有害氣體有多少cm3數(shù)，ppm通百分率的關(guān)系為10000ppm相當(dāng)于1%。有毒有害氣體在空氣中得濃度還可以用mg/m3表示。ppm 和mg/m3的關(guān)系在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為式（1-1）（1-2）：

1ppm=1mg/m3×■ （1-1）

1mg/m3=1ppm×■ （1-2）

式中：M——物質(zhì)的分子量。

1.1 一氧化碳（CO） CO是無色、無味、無嗅的氣體，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25kg/m3，是空氣密度的0.97倍，能夠均勻地散布于空氣中，不用特殊儀器不易覺察。一氧化碳微溶于水，爆炸界限為13%～75%。CO極毒，在空氣中含有0.4%時，很短時間內(nèi)人就會死亡。日常生活中的“煤氣中毒”就是CO中毒。CO的毒性是因?yàn)椋喝梭w血液中的血紅蛋白專門在肺部吸收空氣中的氧氣以維持人體的需要，而血紅蛋白與CO的親和力超過它與氧的親和力250～300倍，血紅蛋白與CO親和就形成CO血紅素，妨礙體內(nèi)的供氧能力，使人體各部分組織和細(xì)胞產(chǎn)生缺氧現(xiàn)象，引起一系列血液中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重時造成窒息死亡。隨CO濃度的增加，開始是頭昏、劇烈性頭痛、惡心，而后是喪失知覺、呼吸停頓而死亡。CO的中毒程度和中毒快慢與下列因素有關(guān)。①空氣中CO的濃度。人處于靜止?fàn)顟B(tài)時，CO濃度與人中毒程度關(guān)系如表1-1所示。②與含有CO的空氣接觸時間。接觸時間愈長，血液內(nèi)的CO量就愈大，中毒就愈深。③呼吸頻率與呼吸深度。人在繁重工作或精神緊張時，呼吸急促，頻率高，呼吸深度也大，中毒就快。④與人的體質(zhì)和體格有關(guān)。經(jīng)常處于CO略微超過允許濃度條件下工作時，雖然短時間不會發(fā)生急性病兆，但由于血液和組織長期輕度缺氧，以及對神經(jīng)中樞的傷害，會引起頭疼，胃口不好，記憶力衰退及失眠等慢性中毒病癥。

我國《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)安全技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，礦井通風(fēng)和礦山正?？諝庵械肅O含量不得超過30mg/m3（24ppm）；爆破后，在通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的條件下，CO濃度降到0.02%以下，才允許人員進(jìn)入工作地點(diǎn)，但仍須繼續(xù)通風(fēng)，以達(dá)到正常安全含量。

1.2 氮氧化物（NOx） NOx主要來源于礦井炸藥爆破和柴油機(jī)工作時的廢氣。NOx中的NO極不穩(wěn)定，與空氣中得氧結(jié)合生成NO2。NO2是一種紅褐色、有強(qiáng)烈窒息性的氣體，分子量46，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為2.05kg/m3，是空氣密度的1.59倍。NO2易溶于水，而生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸。所以高濃度的NO2遇人體粘液膜，如眼、鼻、喉等會引起強(qiáng)烈刺激，導(dǎo)致頭暈、頭痛、惡心等癥狀，對人體危害最大的是破壞肺部組織，引起肺水腫。此時顯示嘴唇變紫，發(fā)生紫瘢。吸入大量NO2，經(jīng)過5～10h甚至一天左右才會發(fā)生重癥狀，咳嗽吐黃痰、呼吸困難，以致意識不清，造成死亡，中毒死亡的濃度為0.025%。

表1-2表示不同NO2的濃度和中毒征兆的例子。

表1-2 不同濃度NO2對人體的危害例子

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我國對煤礦和金屬礦都規(guī)定，NOx換算為NO2不得超過5mg/m3（2.5ppm）。

1.3 二氧化硫（SO2） SO2是一種無色、有強(qiáng)烈硫磺味的氣體，易溶于水，分子量為64，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為2.86kg/m3，是空氣密度的2.2倍。當(dāng)空氣中SO2濃度為0.0005%時，嗅覺器官就能聞到硫磺味。它對眼和呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用。在高濃度下能引起激烈的咳嗽，使喉嚨和支氣管發(fā)炎、反射性支氣管狹窄，嚴(yán)重的時候會造成肺水腫、肺心病。

表1-3列出了SO2濃度及其對人體的危害的列子。

我國規(guī)定礦井空氣中SO2含量不得超過15mg/m3（5ppm）。

1.4 硫化氫（H2S） H2S是一種無色、有臭雞蛋味的氣體，分子量34，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度1.52kg/m3，是空氣密度的1.17倍。H2S易溶于水，有燃燒爆炸性，爆炸濃度下限是6%。H2能使血液中毒，刺激眼、鼻、喉和呼吸道的粘膜。H2S濃度達(dá)0.01%時就能嗅到并使人流鼻涕。吸入高濃度時，引起頭痛、頭暈、步行紊亂、呼吸障礙，嚴(yán)重時引起意識不清、痙攣、呼吸麻痹而造成死亡。

表1-4列出了H2S對人體的毒性例子。

表1-4 H2S對人體的危害例子

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我國規(guī)定礦井空氣中H2S的含量不得超過10mg/m3（6.6ppm）。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要性及建議

2.1 優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)指借助于機(jī)械或自然風(fēng)壓，向井下各用風(fēng)點(diǎn)連續(xù)輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造良好的氣候條件，并在發(fā)生災(zāi)變時能夠根據(jù)撤人救災(zāi)的需要調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流流動路線的作業(yè)。建立合理的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)和提高經(jīng)濟(jì)效益的基本保證。而實(shí)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化正是為這一目的而進(jìn)行的，所以實(shí)施礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化對改善礦工的工作環(huán)境、保證礦工安全與健康、提高勞動生產(chǎn)率等將具有重要的意義。

2.2 定期全面檢測礦井通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)對地下開采的作用就如血液循環(huán)系統(tǒng)對人體一樣非常重要，礦井通風(fēng)系統(tǒng)的完善性、穩(wěn)定性、可靠性擔(dān)負(fù)著整個礦井的安全生產(chǎn)和廣大職工的生命財產(chǎn)安全。由于開采強(qiáng)度與礦井向深部延伸的增加，礦井必將出現(xiàn)很多問題。通過全面檢測礦井通風(fēng)系統(tǒng)查找問題，提高礦井抗災(zāi)能力，并為領(lǐng)導(dǎo)決策提供各種數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)。所以，定期全面檢測礦井通風(fēng)系統(tǒng)會更重要。

2.3 合理選擇礦井主通風(fēng)機(jī) 通風(fēng)設(shè)備選擇的主要任務(wù)是，根據(jù)通風(fēng)設(shè)計參數(shù)在已有的扇風(fēng)機(jī)系列產(chǎn)品中選擇適合的扇風(fēng)機(jī)型號、轉(zhuǎn)速和與之相匹配的電動機(jī)。所選的扇風(fēng)機(jī)必須具有安全可靠、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)良好等優(yōu)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

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[4]GBZ2.1-2007工作場所有害因素職業(yè)接觸限值化學(xué)有害因素[S].