矿井热害及其防治

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1、Chap.6矿井热害及其防治content:§6.1矿井热害的形成§6.2矿内气候条件的舒适指标§6.3矿内热环境对人体和劳动效率的影响§6.4矿内气候条件的改善§6.5空气预热人体能量代谢产热过程是体内生物化学过程，而散热过程则是物理过程。在正常状况下，人体依靠自身的调节机能，使产热和散热保持动平伤状态，其平伤关系可用下式表示：M-W±C±R-E=S应当指出：当产生和放散的热量能够保持平衡，即体温能维持在36.5-37℃时，人体感到舒适，否则，破坏了这种热平衡就会引起身体的不适。§6.1矿井热害的形成6.1.1地面空气温度6.1.2空气受压缩或膨胀6.1.3岩石温度的影响6.1.4矿岩氧化放

2、热6.1.5矿内热水放热6.1.6其他热源放热6.1.7矿内水分蒸发吸热6.1.8井巷通风强度6.1.1地面空气温度地面空气温度的高低，直接影响着矿内空气温度的变化。我国地处北纬亚热带到寒温带，地面气温变化幅度很大，因而地面气温的影响不一。但随着开采深度的增加，由于进风流与井巷岩壁内岩惨有较充分的热交换，气温影响较小。南方矿井，夏季地表气温很高，一般都在35℃左右-40℃。夏季热空气进入矿井，会使井下温度升高，尤其是浅矿井和进风段较短的矿井，由于热空气与井巷岩壁热交换不充分，工作面附近会出现高气温，恶化劳动条件。这样需要对矿井进风流进行预冷。北方矿井，冬季地面气温很低，如东北的临江铜矿、小西林

3、铅锌矿等，冬季地表气温为-30℃，个别矿山达-38℃，冷空气进入矿井后，往往导致进风井筒出现冰冻，进风段空气过冷，影响提升、运输和劳动条件。所以，一般需要对矿井进风流进行预热。6.1.2空气受压缩或膨胀当空气沿井简下行时，由于气压增大而受压统，放出热量，使气温升高；相反当空气上行时就会因膨阳币降温。如果认为空气下行受压缩或上行膨胀的过程视为单纯的绝热过程，则这一过程引起气温增(或减)值为：但实际上，上述过程井非绝热过程，何况空气中不但含有水分，而且含湿量还有变化，故每深百米气温增减值稍有变化。6.1.3岩石温度的影响地球内部蕴藏着巨大的热量，而且越深热能就越大。地表以下的岩石温度是变化的，可分

4、为三个带：变温带这一带的岩(地)温是随地表季节温度而变化，冬天岩石向空气放热而降温，地温亦低，夏天则相反。恒温带这一带的地湿不受地表气温的影响而基本上保持不变，其温度比当地年平均气温略高l~2℃，其深度距地表约20~30m。增温带在恒温带以下岩石温度随深度增加而升高，增加温度大小与当地的地热增深率成正比。即：一定深度Z米处的岩石温度可表示：地热增深率是指岩石温庞每升高l℃时所增加的垂直深度。其数值大小与当地的岩石成分、水文地质条件i山川地势等因素有关，因而各地不同。目镜我国许多金属矿区的gr值还有待测试和按集。6.1.4矿岩氧化放热在矿内某些矿岩中，主要指硫化矿石，如黄铁矿、磁黄铁矿等，容易和

5、周围介质中氧结合放出大量的热。如黄铁矿在10~15℃，开始氧化，其反应过程为：黄铁矿在氧化时，若有水存在，则生成硫酸，变成酸性加使氧化加快；则生成二氧化硫和无水硫酸铁。在开采过程中产生粉尘，由于其与空气接触面积大，故能助长氧化并放出热量。若采用加大通风量不但难以排除氧化放出的热量，反而会使氧化加剧。因此国内外一些硫化矿床开采的矿山，井下温度很高，如苏联乌拉尔铜矿采区内的空气温度达58~60℃，我国某铜矿回采工作面空气温度达32~40℃，最高达45~60℃。6.1.5矿内热水放热地处温泉地带的矿井，某些地点地下循环水温度很高，甚至超过当地岩温，成为热水型矿井。从裂隙出来的热水向空气大量散热使气温

6、升高而形成热害。若排水沟没有加盖时，热水散热量可按下面经验公式计算：若水沟有混凝土盖板，Β=60%。6.1.6其他热源放热矿内机电设备的运转、电力照明、灯火燃烧、爆破、而散发到空气中。局部热源放热量可按下列各式确定：采掘机械电动机散发热量，可按下式计算，即Q1=3.6×103N1KkJ/h绞车提升散发的热量：Q2=3.6×103N2（1-η2）K2kJ/h变压器工作时散发的热量：Q3=3.6×103N3mkJ/h工人工作时散发的热量：Q4=4.2×103qpnpkJ/h6.1.7矿内水分蒸发吸热矿内水分蒸发队可从空气中吸收热量而使气温降低。水分蒸发的难易程度，“取决于当地空气的相对湿度和气温。

7、空气相对湿度愈大，水分蒸发愈困难时，人体出汗来发热就比较困难。若空气中相对湿度达饱和状态，即相对湿度达100%，水分蒸发就完全停止。矿内水分蒸发对气温的影响，可按下式计算，即6.1.8井巷通风强度井巷通风强度对于风流与岩体之间热交换有显著的影响。当进风流的气温低于岩温时，井巷周围岩体将向风流散热，而且散热量随着风速的增大而增加。岩体放出的热量将被加大了的风流所吸收，最终仍可使气温有所降低。然而，借