Атмосферный воздух, поступая в шахту с поверхности земли и проходя по подземным выработкам, изменяет свой состав вследствие примешивания выделяющихся из горных пород и образующихся при ведении работ газов (метана, углекислого и сернистого газа, сероводорода, окиси углерода, окислов азота и др.). Этим создается опасность для здоровья работающих. Она определяется, во-первых, тем, что в рудничном воздухе уменьшается содержание кислорода, а, во-вторых, тем, что перечисленные газы обладают ядовитыми свойствами, а некоторые взрывоопасны. При снижении содержания кислорода в воздухе потребность организма в нем покрывается за счет увеличения глубины и частоты дыхания: уменьшение содержания его до 17% вызывает заметную одышку и сердцебиение, особенно при выполнении физической работы, а до 12—10%—опасно для жизни. Правилами безопасности в выработках, где находятся или могут находиться люди, содержание кислорода ниже 20% по объему не допускается.

При содержании кислорода в воздухе ниже 20% работы в данной выработке должны быть прекращены, а рабочие выведены на свежую струю. Для ориентировочного определения содержания кислорода в воздухе пользуются предохранительной бензиновой лампой «свет шахтера».

Уменьшение содержания кислорода может наблюдаться при накоплении в воздухе азота, выделение которого возможно из горных пород, при взрывных работах, взрывах газа и пыли и гнилостных процессах. При обычных условиях он безвреден.

Углекислота образуется при взрывных работах, окислении угля, гниении крепежного леса и т. д. Она в 1,5 раза тяжелее воздуха, поэтому скопление ее наблюдается в нижней части выработок и различных углублениях (канавах, колодцах). При содержании ее в количестве 4—5% появляются головная боль, шум в ушах, одышка, сердцебиение и другие болезненные явления. Содержание углекислоты в воздухе действующих выработок не должно превышать 0,5%, на исходящей струе шахты — 1%. О концентрации углекислого газа в воздухе можно судить с помощью предохранительной бензиновой лампы. Для этого лампу постепенно опускают к почве выработки, наблюдая за пламенем. При наличии 2% углекислоты в воздухе пламя лампы отрывается от фитиля, при 3% оно тускнеет, а при 4—5% гаснет. В этих случаях работы должны немедленно прекращаться, а рабочие из данной выработки удаляются.

При увеличении содержания углекислоты в воздухе до 1 % содержание кислорода в нем может снизиться до 19% и даже ниже.

Сернистый газ может выделяться из пластов и пород, в больших количествах образуется он при взрывах и пожарах. Правилами допускается содержание его в воздухе действующих выработок в количествах, не превышающих 0,0007% по объему.

Окись углерода. Содержание ее в рудничном воздухе выше 0,0016 об.% (30 мг/м3) не допускается. В шахтах окись углерода образуется при взрывных работах, пожарах, взрывах угольной пыли и метана, реже выделяется из угля.

Кроме окиси углерода, при взрывных работах в воздух выделяются окислы азота. Предельно допустимая концентрация их 0,0001 % по объему.

Метан. Несмотря на то, что метан практически не ядовит, накопление его в воздухе представляет большую опасность для работающих. Прежде всего оно приводит к уменьшению содержания кислорода. Правилами предусматривается прекращение работ и вывод рабочих на свежую струю при наличии в воздухе метана в количестве 2% или выше. Опасным свойством метана является его способность гореть и давать взрывчатые смеси с воздухом. При концентрациях 4,9—16,0% он образует с воздухом гремучую смесь, легко взрывающуюся при наличии источника высокой температуры (открытого пламени, искры и т. п.). Выделяется он из угля и вмещающих пород.

Концентрация метана в воздухе перед производством взрывнных работ не должна превышать 1%. на исходящей из шахты струе — 0,75%. Определение его содержания можно производить с помощью лампы «свет шахтера».