01模块一

般用于井下火区成分检测或需精确测定空气成分的场合。

(二)快速测定法

利用便携式仪器在井下就地检测，快速测定出主要气体成分。尽管它的测定精度不如取样分析法高，但基本能满足矿井的一般要求，是目前普遍采用的测定方法。其中，生产现场常采用比长式气体检定管测定矿井空气的浓度，我国常用比长式气体检定管的主要性能如表1-9所列。

表1-9 我国常用比长式气体检定管的主要性能

检定管 名称 型测量范围（体积比） 号 I CO II III I CO2 II H2S SO2 NO2 NH3 O2 H2 I I I I I I 1%～15% （3～100）×10 （2.5～100）×10 （1～50）×10 （20～200）×10 1%～21% 0.5%～3.0% -6-6-6-6最小分辨率 最小检测浓度 颜色变化 （5～50）×10 （10～500）×10 （100～5000）×10 0.2%～3.0% -6-6-65×10 20×10 200×10 0.2% 1% 5×10 5×10 2.5×10 20×10 1% 0.5% -6-6-6-6-6-6-65×10 10×10 100×10 0.1% 蓝色→白色 0.5% 3×10 2.5×10 1×10 20×10 0.5% 0.3% -6-6-6-6-6-6-6白色→棕褐色 白色→棕色 紫色→土黄色 白色→黄绿色 桔黄→灰蓝 白色→茶色 白色→淡红

【知识链接】 一、多种气体采样器

与检定管配套使用的还有圆筒形压入式手动采样器。其外观及结构如图1-1所示。

图1-1 筒形压入式手动采样器结构示意图

1一气嘴；2一接头胶管；3一阀门把手；4一变换阀； 5一垫圈；6一活塞筒； 7一活塞拉杆；8一手柄

采样器由变换阀和活塞筒等部分组成。活塞筒6用来抽取气样，变换阀4则可以改变气样流动方向或切断气流。当阀门把手3处于垂直位置时，活塞筒与接头胶管2相通；当阀门把手顺时针方向旋转至水平位置时，活塞筒与气嘴1相通；阀门把手处于45位置时，阀门 将活塞筒与外界气体隔断。在活塞拉杆7上刻有标尺，可以表示出手柄8拉动到某一位置 时吸人活塞筒的气样体积(mL)，采样器最大导气量一般为50 mL。

二、气体检定管

检定管配合采样器快速测定法，具有操作方便、快速准确、费用低廉等优点。检定管可分为比长式和比色式两种。比长式检定管的测定原理是:当待测气体通过检定管时，将与管内指示剂发生变色反应，根据变色长度来确定待测气体浓度；比色式检定管的测定原理是:当待测气体通过检定管时，将与管内指示剂发生变色反应，根据指示剂变色程度不同，来确定待测气体浓度。由于各种气体检定管检测方法基本相同，故仅以比长式CO检定管予以说明，其结构如图1-2所示。

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图1-2 比长式CO检定管结构示意图

1－堵塞物；2－活性炭；3－硅胶；4－消除剂；5－玻璃粉；6－指示粉

它是一支Ф (4～6) ×150 mm的玻璃管，以活性硅胶为载体，化学试剂发烟硫酸和腆酸与反应生成I2O5为指示剂并吸附在硅胶上，当CO和I2O5接触时, CO能使I2O5还原成游离腆，I2和S02作用生成棕色化合物，反应式如下:

2SO4I2O5?5CO?H???5CO2?I2 （1－1）

I2?SO2???棕色化合物 （1－2）

生成的棕色化合物会在玻璃管壁上形成一个棕色环，棕色环随着气体通过向前移动，移动的长度与气样中所含的CO浓度成正比，故可从玻璃管上的刻度直接读值。

国内生产CO检定管的厂家较多，规格型号略有差异。下面仅介绍鹤煤集团和西安煤矿安全仪器生产的比长式CO检定管的主要性能，如表1-10所列。

表1-10 我国煤矿用比长式CO检定管的主要性能表

厂家 鹤煤集团多种经营分公司 型号 一型 二型 三型 四型 五型 西安煤矿仪器厂 C1D C1Z C1G 测量范围/% 0.0005～0.005 0.001～0.05 0.01～0.5 0.2～5 0.5～15 0.0005～0.005 0.005～0.1 0.05～1 采样体积/mL 100 50 50 50 50 100 50 50 送气时间/s 200 100 100 100 100 200 100 100 颜色变化 白色→棕色 白色→棕色 白色→棕色 白色→棕色 白色→褐色 白色→棕色 白色→棕色 白色→棕色 三、氧气检测仪

检测井下氧气的便携工仪器种类较多，数字式氧气检测仪的外部结构如图1-3所示。

图1-3 数字式氧气检测仪的外部结构

1－氧气浓度显示器；2－仪器铭牌； 3－示值调准电位器旋钮

4－氧气扩散孔；5－提手；6－密封盖；7－开关

四、防止有毒有害气体危害的主要措施

1、加强通风，冲淡瓦斯。防止有毒有害气体危害的最根本措施就是加强通风，不断供给井下新鲜空气，将有毒有害气体冲淡到《煤矿安全规程》规定的安全浓度以下，并排至矿井以外，以保证工作人员的安全与健康。同时，这也是矿井通风的基本任务之一。

2、坚持检查，争取主动。应用各种仪器仪表检查、监视井下各种有毒有害气体的发生、发

展和积聚情况，是防止有害气体危害的一种重要手段。只有通过检查来掌握情况、发现问题，才能争取主动，才谈得上去解决问题，防患于未然。

3、喷雾洒水，减少生成。在生产过程中爆破工作将会产生大量的有毒有害气体，为了减少其生成量，应禁止使用非标准炸药，严格爆破制度和执行《煤矿安全规程》有关规定并尽可能使用水炮泥爆破。掘进工作面爆破时，应进行喷雾洒水，以溶解二氧化氮等有毒有害气体，并同时消除炮烟和煤尘。有CO2涌出的工作面亦可使用喷雾洒水的办法使其溶于水中。

在所使用的喷雾洒水中加入石灰或一些药剂，效果会更好。

4、禁入险区，避免窒息。井下通风不良的地方或不通风的旧巷内，往往聚集大量的有毒有害气体，因此，在不通风的旧巷口要设置栅栏，并挂上“禁止入内”的牌子。如果要进入这些巷道，必须进行检查，当确认巷道中空气对人体无害时才能进入，以避免窒息死亡事故的发生。

5、及时抢救，减少死亡。当有人由于缺氧窒息或呼吸有害气体中毒时，应立刻将窒息或中毒者移到有新鲜空气的巷道或地面，进行急救，最大限度地减少人员伤亡。如1992年1月2日，晋城煤业集团（原晋城矿务局）古书院矿东大巷因受到王谷坨小窑越界开采巷着火影响， 81名工人中毒事故，因抢救及时，全部获救。

6、抽放瓦斯，变害为宝。如果煤、岩层中某种有毒有害气体的储藏量较大，可采取回采前预先抽放的办法。如我国许多矿井将煤岩层中的瓦斯预先抽放出来，送到地面，并加以利用——变害为宝。

五、矿井空气中有毒有害气体的浓度标准

表1-8 矿井有害气体最高允许浓度

名 称 一氧化碳CO 氧化氮（换算成二氧化氮N02） 二氧化硫SO2 硫化氢H2S 氨NH3 【安全提示】

1、要加强对有毒有害气体的检测，发现异常气味要及时采取措施； 2、在不通风的旧巷或盲巷要设臵栅栏和警标，任何人员不得擅自进入。 【思考与练习】

最高允许浓度% 0.0024 0.00025 所有气体的浓度按体积的0.0005 百分比计算 0.00066 0.004 备 注