瓦斯特性及常见危害物质的介绍

广义上讲,瓦斯是矿井或隧道内各种有毒有害气体的总称,其主要组分通常是甲烷、一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、二氧化氮、氯气、氨气等;狭义上讲,瓦斯就是甲烷(沼气)。 在隧道施工中,一般说的瓦斯就是指甲烷。

瓦斯燃烧和爆炸化学能量方程式为:

①甲烷:无色、无味,本身无毒,在一定浓度时会燃烧或爆炸。 与空气的相对密度比为0.554,扩散速度是空气的1.34 倍,因此,隧道瓦斯主要积存在隧道顶部。 通常状态下,甲烷的爆炸浓度为5% ~16%,在浓度超过16%时遇火源会出现燃烧。

②一氧化碳:无色、无臭、无味,分子式CO,分子量28. 01,相对密度0. 793。 自燃点608.89 ℃。 与空气混合物爆炸极限为12% ~75%。 在水中的溶解度较低,易被氨水吸收。在空气中燃烧时呈蓝色火焰。 遇热、明火易燃烧爆炸。 在400 ~700 ℃分解为C 和CO2。 急性CO 中毒是吸入高浓度CO 后引起以中枢神经系统损害为主的全身性疾病。 急性CO 中毒起病急、潜伏期短。 轻、中度中毒主要表现为头痛、头昏、心悸、恶心、呕吐、四肢乏力、意识模糊,甚至昏迷,但昏迷持续时间短,经脱离现场进行抢救,可较快苏醒,一般无明显并发症。中毒后,应立即将中毒者移至新鲜风流处,并保持温暖,避免着凉。 轻者离开有毒场所即可慢慢恢复;重者可使用压缩氧呼吸或人工呼吸抢救。

③硫化氢:无色,具有臭蛋气味。 分子式H2S,分子量34.08,相对密度1.19。 弱溶于水,也溶于醇类、石油溶剂和原油中。 可燃上限为45.5%,下限为4.3%。 燃点为292 ℃。 硫化氢的急性毒作用靶器官和中毒机制可因其不同的浓度和接触时间而异。 浓度越高则中枢神经抑制作用越明显,浓度相对较低时黏膜刺激作用明显。 人吸入70 ~150 mg/m3(46 ×10 -6~99 ×10 -6)1 ~2 h 会出现呼吸道及眼刺激症状,吸入2 ~5 h 后嗅觉疲劳,不再闻到臭气;吸入300 mg/m3(197 ×10 -6)1 h,6 ~8 min 会出现眼急性刺激症状,稍长时间接触会引起肺水肿;吸入760 mg/m3(500 ×10 -6)15 ~60 min,会发生肺水肿、支气管炎及肺炎,出现头痛、头昏、步态不稳、恶心、呕吐等症状。 吸入1 000 mg/m3(657 ×10 -6)数秒钟,很快出现急性中毒,呼吸加快后呼吸麻痹而死亡。 现场抢救极为重要,因空气中含有极高硫化氢浓度时常在现场会引起多人电击样死亡,如能及时抢救可降低死亡率,减少转院人数、减轻病情。 发现中毒后,应立即使患者脱离现场至空气新鲜处,有条件时立即给予吸氧;对呼吸或心脏骤停者应立即施行心肺脑复苏术。 对在事故现场发生呼吸骤停者如能及时施行人工呼吸,则可避免随之而发生的心脏骤停。 在施行口对口人工呼吸时施行者应防止吸入患者的呼出气或衣服内逸出的硫化氢,以免发生二次中毒。 天然气、采空区瓦斯中可能含有硫化氢成分,除采用通风将其降至允许浓度下、加强检测外,采用注水或石灰水,或在隧道内积水处、涌水点撒生石灰有一定的辅助效果。(www.xing528.com)

④二氧化硫:无色、中等刺激性气体,主要影响呼吸道,分子式SO2,易溶于甲醇和乙醇;溶于硫酸、乙酸、氯仿和乙醚等。 潮湿时,对金属有腐蚀作用。 吸入二氧化硫将使呼吸系统功能受损,加重已有的呼吸系统疾病(尤其是支气管炎及心血管病)。 对于容易受影响的人,除肺部功能改变外,还伴有一些明显症状,如喘气、气促、咳嗽等。

⑤二氧化氮:棕红色,有刺激性臭味,分子式NO2。 氮氧化物主要来自车辆尾气、火力发电站和其他工业的燃料燃烧以及硝酸、氮肥、炸药的工业生产过程。 氮氧化物可刺激肺部,使人较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病,呼吸系统有问题的,如哮喘病患者,会较易受二氧化氮影响。 NO2 易溶于水或碱中生成硝酸和亚硝酸或硝酸盐和亚硝酸盐的混合物。

⑥氯气:黄绿色,为强烈刺激性的有毒气体。 分子式Cl2,分子量70. 91,相对密度1.47(0 ℃为369.77 kPa)。 可溶于水和碱溶液,易溶于二硫化碳和四氯化碳等有机溶剂。遇水生成次氯酸和盐酸,次氯酸再分解为盐酸新生态氯、氧和氯酸。 氯与一氧化碳在高热条件下,可生成光气。 本身不燃,但可助燃。 在日光下与易燃气体混合时会发生燃烧爆炸。 与许多物质反应会引起燃烧和爆炸。 氯气中毒主要表现为对呼吸系统、眼睛和皮肤的伤害。《煤矿安全规程》未对其允许最高浓度进行规定,一般认为,空气中氯气最高允许浓度为0.001 mg/L。 防止氯气中毒的主要方法是洒水喷雾吸收空气中的氯气、通风将空气中的氯气浓度降至规定浓度以下。 中毒后的紧急处理:将中毒者抬至有新鲜风流处,用清水清洗眼睛,吸氧。

⑦氨气:无色气体,有刺激性恶臭味,分子式NH3,分子量17.03。 蒸气与空气混合物爆炸极限为16% ~25%(最易引燃浓度为17%)。 极易溶于水,氨在20 ℃水中溶解度为34%。人在短期内吸入大量氨气后可出现流泪、咽痛、声音嘶哑、咳嗽、痰带血丝、胸闷、呼吸困难等症状,还伴有头晕、头痛、恶心、呕吐、乏力等。 氨气吸入者应迅速脱离现场,至空气新鲜处,维持呼吸功能,卧床静息。 氨气是有毒气体中对人体损害较小的一种气体,氨中毒一般是当时有刺激,喉咙、口腔感觉明显,人体很容易将氨毒排泄,一般不会留下后遗症。 隧道内消除氨气的方法是洒水、通风。