2. 爆破有害气体来源与危害
要准确计算井下爆破后的通风排散时间，首先必须弄清楚“要排散的是什么”。炮烟并不是单一气体，而是炸药爆炸后留在巷道空间中的混合气溶胶与气体产物，其中一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx，主要为NO和NO₂）是决定排散时间的两类关键有害成分。它们在生成机理、毒性表现和对通风时间的影响方式上都有明显差异，理解这些差异，是后续建立排散时间计算模型的前提。
一、炮烟中有害气体的生成机理
矿用炸药多为硝铵类炸药，其理想爆轰反应可近似表示为铵油炸药的氧平衡反应，生成CO₂、H₂O和N₂。但井下实际爆破条件很难达到理想状态，有害气体的生成主要来自三个方面：
- 氧平衡偏离：炸药配方中氧元素不足（负氧平衡）时，碳不能完全氧化为CO₂，而生成大量CO；氧过量（正氧平衡）时，多余的氧会与氮结合生成NOx。工程上常用“氧平衡值”衡量，配方偏离零氧平衡越远，有害气体生成量越大。
- 反应不完全：装药直径小于临界直径、炸药受潮结块、起爆能量不足、炮孔间殉爆不良等，都会造成爆轰反应不完全，产生CO、NOx以及少量H₂S、SO₂等中间产物。
- 后燃与二次反应：爆轰产物在高温下与周围空气中的氧继续反应，NO在巷道中逐渐氧化为NO₂，这也是为什么爆破后短时间内NO₂浓度会上升、气味由“微甜”转为刺鼻的原因。
从量上看，一般岩石爆破中CO生成量约为每千克炸药数升至数十升，NOx（按NO₂计）约为每千克炸药数升，具体数值与炸药品种、氧平衡、装药条件密切相关。计算排散时间时，通常以“单位炸药有害气体生成量”作为源强参数，再乘以一次爆破的总装药量，得到炮烟中有害气体的初始总量。
二、CO与NOx的毒性特征差异
CO和NOx的毒性机理完全不同，这直接决定了排散时间计算中采用哪一个作为控制指标。
CO是无色无味气体，与血红蛋白的亲和力约为氧的200～300倍，吸入后形成碳氧血红蛋白，使血液丧失携氧能力，造成组织缺氧。其毒性具有隐蔽性，人员往往在无明显刺激感的情况下中毒。井下安全规程通常规定CO的允许浓度为0.0024%（约30 mg/m³），这一浓度阈值较低，是排散计算中经常起控制作用的一项。
NOx中NO₂为红棕色、有刺激性气味的气体，吸入后与水作用生成亚硝酸和硝酸，腐蚀呼吸道黏膜，可引发肺水肿，且症状有数小时的潜伏期。NO₂的允许浓度一般按0.00025%（约5 mg/m³）控制，比CO更严格。由于NO₂密度大于空气、易在巷道底部和低洼处积聚，在倾斜巷道、盲巷和采场底部，其局部浓度往往高于按均匀混合估算的值。
三、有害气体特性对排散时间计算的影响
炮烟排散本质上是“污染源释放—湍流扩散—新鲜风稀释—排出巷道”的过程。有害气体的生成量与毒性阈值共同决定了排散时间计算中的两个核心参数：初始浓度和允许浓度。
设一次爆破总装药量为Q（kg），单位炸药CO生成量为gCO（L/kg），巷道容积为V（m³），则爆破后CO的初始体积浓度可近似估算为：
C0 = Q × g_CO / (V × 1000) × 100%例如，某掘进工作面一次爆破装药量Q=30 kg，取gCO=40 L/kg，巷道断面积8 m²、长度100 m，则V=800 m³，计算得C0≈0.15%，是允许浓度0.0024%的60余倍。若按稀释模型C(t)=C0·exp(-Qt/V)（Q为风量）估算，达到允许浓度所需时间与初始浓度、允许浓度和换气次数直接相关。可见，生成量越大、允许浓度越低，所需排散时间越长；NOx因允许浓度更低，即使生成量小于CO，也可能成为控制性指标。
此外，气体的密度和溶解性也影响排散过程：CO密度与空气接近，易随风流均匀混合排出；NO₂密度较大，在低风速巷道中易分层积聚，实际排散时间会比按均匀混合模型计算的结果偏长。因此，在长距离独头巷道、低洼采场等场所，计算时应引入不均匀系数或适当延长排散时间。
四、工程计算中的取值与判据
把上述机理落到排散时间计算上，需要把握三个取值要点。第一，源强g应优先采用本矿所用炸药品种的实测或厂家提供数据；缺乏数据时，可参照同类硝铵炸药的保守取值，如CO取40～60 L/kg、NOx（按NO₂计）取5～10 L/kg，并明确标注为估算值。第二，允许浓度应按现行安全规程取值，CO取0.0024%、NO₂取0.00025%，不得随意放宽。第三，计算应分别对CO和NOx进行，取较大者作为最短排散时间，并对低洼、盲巷等易积聚部位增加检查点。
实际判断是否排散完成，不能只看时间，还应结合气体检测：在回风流和作业面分别用CO检测管或电化学传感器、NO₂检测管测定浓度，确认均低于允许浓度且稳定后，方可组织人员进入。若检测发现NO₂在巷道底部持续偏高，说明均匀混合模型偏乐观，应延长通风时间或增设局部通风措施。