1矿井空气及气候条件

1、1矿井空气及气候条件矿井生产过程中，必须连续持续地将地面空气输送 到井下各个作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除 井下各种有害气体和矿尘，制造良好矿井气候条件，确 保井下作业人员的躯体健康和劳动安全。第一节矿井空气成分一、 地面空气地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体，亦 称为湿空气。干空气是指完全不含有水蒸气的空气，由 氧、氮、二氧化碳、鼠、覆和其他一些微量气体所组成 的混合气体。干空气的组成成分比较稳固，成分的数量 差不多不变。干空气成分的数量用体积浓度或质量浓度 来表示，前者为某种气体的体积在干空气的总体积中所 占的百分数；后者为某种气体的质量在干空气的总质量 中所占的百分比。其要

2、紧成分如表1-1所示。表1-1干空气的组成成分表气体成分按体积计/%按质量计/%分子量氮气（N2）78.08875.52728.013氧气（。2）20.94923.14331.999二氧化碳（C。）0.0300.04644.010其它气体0.9331.284备注：其它气体要紧指的是氨、覆、鼠、氟、氤等 惰性稀有气体。工程运算中，干空气可近似地仅考虑氧气和氮气， 组成按氧气（21%）、氮气（79%）来运算。干空气的物 理参数如下：分子量28.97气体常数287.05 J/kg.K空气密度（0C, 1atm）1.293 kg/m3湿空气中含有水蒸气，其含量的变化会引起湿空气 的物理性质和状态变化。

3、地面空气中，水蒸气的浓度随 地区和气候而变化，其体积浓度变化范畴为04%。此外，实际空气中还含有微量的污染气体和尘埃。二、矿井空气的要紧成分及其差不多性质矿井空气要紧来源于地面空气，尽管发生了一系列 变化，但其要紧成分仍旧是氧气和氮气。.氧气（O2）氧气是一种无色、无味的气体，有关于空气的比重 为1.105,化学性质爽朗，易使其它物质氧化，能助燃, 是矿井火灾以及瓦斯、煤尘爆炸的必要条件。氧气是人呼吸所必需的气体，人的生命要紧是依靠 吃进食物和持续吸入空气中的氧气，在体内进行新陈代 谢来坚持的。人对氧气的需要量取决于人的体质、精神 状态和劳动强度等，人的需氧量与劳动强度的关系如表 1-2所示。

4、表1-2人体输氧量与劳动强度的关系劳动强度呼吸空气量（L/min ）氧气消耗量（L/min ）休息6150.20.4轻劳动20250.61.0中等劳动30401.22.6重劳动40601.82.4极重劳动40802.53.1空气中氧气浓度为 21%左右对人的呼吸最为有利 空气中氧气浓度的降低会阻碍人的健康，甚至危及生 命。空气中氧气浓度降低对人体的阻碍见表1-3。表1-3人体缺氧症状与空气中氧浓度的关系氧浓度（体积）%要紧症状17静止时无阻碍，工作时能引起喘息和呼吸困难15呼吸及心跳急促，耳鸣目眩，感受和判定能力降低，失去劳动能力1012失去理智，时刻稍长有生命危险69失去知觉，呼吸停止，如不

5、及时抢救几分钟内可能导致死亡矿井中由于有害气体的涌出、物质氧化、人员呼吸 等消耗氧气，会导致井下空气中氧气浓度降低。在通风不良或停风的巷道，氧气的浓度能够降低到5%以下，冒然进入会导致窒息死亡，我国煤矿每年都发生多起因 缺氧造成的窒息死亡事故。另一方面，关于井下瓦斯积 聚区域或采空区，不可盲目送入空气，否则，会使之达 到瓦斯爆炸的条件或引发煤炭自燃。考虑到井下作业，体力劳动强度较大，金属非金属矿山安全规程（GB16423 - 2006）（以后简称规程） 规定：井下采掘工作面进风流中的空气成分（按体积运算），氧气不低于 20%,二氧化碳不高于 0. 5%。工作 地点按照人数运算风量时，每人每分钟

6、不得低于4m3 o.氮气氮气是一种无色、无味、无毒的气体，有关于空气 的比重为0.97;化学性质稳固，一样不与其它物质起反 应，在矿井生产中常被当作惰性气体用来灭火或惰化采 空区。正常情形下，空气中的氮气对人体无害，然而在 井下有限空间里，当空气中氮气浓度过高时，将相对降 低氧气浓度而使人缺氧窒息。导致矿井空气中氮气浓度增大的缘故要紧有：氧 气的消耗，则氮气的浓度会相对增加。从煤层或围岩 中涌出氮气。在矿井防灭火中人为注氮，惰化采空区 时泄漏的氮气。炸药爆破以及含氮有机物的腐烂等产 生一定量的氮气。由于氮气无毒，实际中能够通过检测氧气的浓度来 防止氮气的危害。三、空气进入矿井后发生的变化地面空

7、气进入矿井后，由于受到井巷围岩、生产活 动以及矿岩中涌出气体的作用，空气的成分和状态会发 生相应的变化：（一）混入了有害气体和矿尘.爆破时所产生的炮烟炸药在井下爆炸后，产生大量的有害气体，种类和数量与炸药的性质、爆炸条件与介质有关。在一样情形下，产生的要紧成分大部分为一氧化碳和氮氧化合物。1kg炸药爆破能产生的有毒气体相当于 1020L的二氧化氮。.柴油机工作时产生的废气柴油机的废气成分专门复杂，它是柴油在高温高压下燃烧时所产生的各 种有毒有害气体的混合体。一样情形下有氮氧化物，含 氧碳氢化合物、低碳氧化合物、油烟等，但其中的要紧 成分为氧化氮，一氧化碳，醛类和油烟等，柴油机排放 的废气量由于

8、受各种因素的阻碍，变化较大，往往会恶 化井下空气。.硫化矿物的氧化在开采高硫矿床时，由于硫化矿物缓慢氧化除产生大量的热外，还会产生二氧化硫和硫化氢气体，如FeS2+2H2O - Fe(OH)2+H2S 十 S CaS+H2O+CO2 - CaCO3+H2S Fe7S8+O2 - 7FeS+SO2 在含硫矿岩中进行爆破工作，或硫化矿尘爆炸 以及坑木腐烂和硫化矿物水解，都会产生硫化气体(SO2, H2S)。4.井下火灾当井下失火引起坑木、油料、电缆等燃烧时， 会产生大量一氧化碳，可知人中毒死亡。在煤矿中瓦斯和煤尘爆炸产生的大量一氧化碳，是造成 重大死亡事故的要紧缘故。(二)氧气浓度降低，要紧缘故是

9、：.有害气体的析出会冲淡氧气的浓度。.井下物质氧化、人员呼吸等消耗氧气。.井下火灾、爆炸等灾难会消耗大量氧气。（三）矿井空气的温度、湿度等状态参数发生了 变化。由于井巷围岩散热、氧化、人员、机电设备散 热及水分蒸发等缘故，会使井下空气温度升高，湿度增 加，空气的其它状态参数也会发生相应变化。地面空气进入矿井以后发生了一系列的变化，我们 将流淌在矿井井巷及井下工作地点的空气称为矿井空 气。有关于地面空气，在成份和性质上变化不大的矿井 空气称为新奇空气，简称新风，如进风井巷中的空气。 把流经采掘工作面及碉室等工作地点或受到井下矿尘 和有害气体污染的，在成份和性质上变化较大的矿井空 气称为污浊空气，

10、简称污风或乏风，如回风井巷中的空 气。通常以用风地点为界，将用风地点往常的风流称为 新奇空气，或进风流；将用风地点以后的风流称为污浊 空气，或回风流。第二节 矿井空气中常见有害气体 一、常见有害气体及其承诺标准金属矿山井下常见的对安全生产威逼较大的有毒 气体有：一氧化碳（CO）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）、 硫化氢（H2S）,此外还有矿尘和氯气及其子体。. 一氧化碳 CO一氧化碳是无色、无味、无臭的气体，对空气的 比重为0.97,能平均地散布于空气中，不用专门仪器不 易察觉，一样化学性质不爽朗，但浓度在13%75%时能引起爆炸。极毒，当空气中的一氧化碳浓度为0. 4%时，在专门短时

11、刻内人就会失去知觉，抢救不及时就会 中毒死亡。日常生活中的“煤气中毒”确实是一氧化碳中毒。人在静止状态下，当一氧化碳浓度达到0. 016%时，无征兆或有轻微征兆；达到 0. 048%时，轻微 中毒，1h内显现耳鸣、心跳、头昏、头痛；达到 0. 12 8%时，严峻中毒，0. 5 1h内显现头痛、耳鸣、心跳、四肢无力、哭闹、呕吐等。.氮氧化物氮氧化物是炸药爆炸时产生的大量一氧化氮和二 氧化氮，一氧化氮极不稳固，遇空气中的氧即转化为二 氧化氮。二氧化氮是一种褐红色有强烈窒息性的气体， 对空气比重为 1. 57,易溶于水，而生成腐蚀性专门强 的硝酸。它对人的眼、鼻、呼吸道及肺部组织有强烈腐 蚀破坏作用

12、，对人体危害最大的是破坏肺部组织，引起 肺水肿。二氧化氮中毒后有较长的埋伏期，初期没有什 么感受（通过412h甚至24h以后才发生中毒症兆 ），即 使在危险的浓度下，初期也只是感受呼吸道受刺激，开 始咳嗽吐黄痰，呼吸困难，以至专门快死亡。当空气中 二氧化氮浓度为 0. 004%时，2 4h还可不能引起中毒 现象；当浓度为 0. 006%时，就会咳嗽，胸部发痛；当 浓度为0. 01 %时，短时刻内对呼吸器官就有专门强烈 的刺激作用，会导致咳嗽、呕吐、神经麻木；当浓度为 0. 025%时，专门快使人中毒死亡。.二氧化硫 SO2二氧化硫是无色但有强烈硫磺味的气体，易溶于水，对空气比重为 2.2,常存

13、在于巷道底部，对眼睛有 强烈刺激作用。当空气中含二氧化硫为0. 0005%时，嗅觉器官能闻到刺激味；当浓度为0. 002%时，有强烈刺激，可引起头痛和喉痛；当浓度为0. 05%时，引起急性支气管炎和肺水肿，短时刻内即死亡。.硫化氢H2S硫化氢是无色有臭鸡蛋味的气体，对空气比重1. 19,易溶于水，常积存于巷道的积水中。能燃烧，当浓 度达到6%时，具有爆炸性。有专门强的毒性，能使血 液中毒，对眼睛粘膜及呼吸道有强烈的刺激作用。当空 气中的硫化氢浓度达到0. 01 %时，人能嗅到气味，并会流唾液，流鼻涕；当浓度为 0. 05%时，通过 0. 5-1 h,就能引起严峻中毒；当浓度为0. 1%时，在短

14、时刻内就有生命危险。.浮扬粉尘矿井粉尘对人的健康有危害，硫化矿尘可引起人的 皮肤发炎；铅、碑、汞尘进人人体会引起中毒；当人体 长期吸人含游离二氧化硅(Si02)的矿尘时，会导致矽肺病。矿尘中游离二氧化硅含量越高，对人体危害越大。一样金属非金属矿山游离二氧化硅含量在30 % -70 %,也有高达90 %以上的。井下作业地点有害物质的最高承诺浓度规定为：一氧化碳，30mg/m3;氮氧化物(换算为二氧化氮(N 02), 5mg/m3;二氧化硫，15mg/m3;硫化氢，10mg /m3;含游离二氧化硅10 %以上的粉尘(石英、石英岩等)，2mg/m3;石棉粉尘及含石棉10%的粉尘，2mg/m3;含游离

15、二氧化硅10%以下的滑石粉尘，4mg/m3。.氢气(Rn)氯气是一种无色、无味的气体，对空气的比重为 7. 7,半衰期3.8d,能溶于水和有机溶剂，在油脂中地溶 解度为水的125倍。氯是惰性气体，一样不参与化学反 应。矿内空气中的氢要紧来源于：(1)由矿岩壁析出的氢；(2)爆破崩落的矿石析出的氢；(3)地下水析出的氢；(4)地面空气中的氢随人风风流进入井下。在一些老的矿山，由于开采面积较大，崩落区 多，采空区中积存的氢有时也会成为氢的要紧来源。氢及其子体(氨在衰变过程中所产生的中间产物)是放射性元素，在蜕变过程中会产生一定量的口、(3、丫射线，对人体有辐射危害。吸入这些含氨空气，氨及 其子体易

16、沉积在呼吸道上，对呼吸道及肺组织会造成的 辐射危害。氢及其子体对人体的危害是有条件的，这些条件确实是：(1)空气中氢及其子体要超过一定浓度；(2)氨及其子体能进人人体内；(3)人体在同意上述浓度的氢及其子体要超过 一定的时刻。放射卫生防护差不多标准规定，矿山井下作业地点氢在空气中的最大承诺浓度为3.7kBq /m3 ;氢子体的潜能值不超过 6.4区J/ m3。二、矿井有害气体的检测方法概述矿井有害气体检测是防止有害气体危害的前提，也是矿井通风安全测量的重要内容。检测的目的是把握矿 井有害气体的规律及其浓度，确定其是否符合规定。若 不符合规定要求，则必须采取措施进行处理。另外，通 过气体检测还能

17、够分析通风质量，检查漏风，推测井下 煤炭自燃及分析火区状态等。那个地点只对有害气体的 检测方法进行概述。矿山有害气体检测有化验室分析、现场测试两种方 式。.化验室分析 采纳气相色谱仪、红外光谱仪等设 备对采集的气样进行测定分析，能够准确检测井下空气 的各种成分，一样用于全面分析测定气体成分或者检测 微量气体。.现场测试用便携式检测仪器到井下检测地点进 行测定。金属矿山常用的是检定管快速检测法和数字式 便携检测仪检测法。检定管检测法。检定管是内部装有吸附了化学试 剂的颗粒状指示胶的玻璃管。测定不同气体的检定管， 其指示胶吸附的化学试剂不同。测定时，用吸气装置在 一定时刻内定量地抽取被测气样，并流

18、经检定管，当含 有被测气体的空气以通过检定管时，被测气体与吸附的 化学试剂发生化学反应，使指示胶改变颜色。按照检定 管内指示剂变色的程度或变色的长度来确定气体的浓 度。前者称为比色式，后者称为比长式。由于比色式检 定管存在颜色不易辨认，定量测定准确性差等缺点，目 前要紧采纳比长式检定管。检定管法一样用于测定化学 爽朗性高的气体，测定速度快，方法简单。矿山常用的 检定管有一氧化碳、硫化氢、二氧化碳、二氧化硫、二 氧化氮、氨气、氢气和氧气，常用的规格如表1-4 ,表1-4 矿山常用检定管的规格检定管名称型号测量范畴/%采样体积/ml送气时刻/s颜色变化一氧化碳一型二型三型 四型0.0005-0.0

19、050.001-0.050.01-0.50.2-5100505050200100100100白色一棕色二氧化碳A型B型0.05-2.50.5-155050100100蓝色一白色硫化氢一型二型0.0001-0.010.001-0.1100100100100白色一褐色二氧化硫85型0.0001-0.01550100紫色一土黄二氧化氮79型0.0001-0.0155025白色绿色氧气86型1-213060白色一褐色数字式便携检测仪检测法。按照被测气体的物 理、化学特性制成敏锐元件，将被测气体的浓度大小转 换到电信号上，以数字形式显示出来。数字式便携检测 仪操作方便，能够实现连续检测，并有超限报警功能

20、， 但应注意环境及其它气体的阻碍。常用的有单一气体检 测仪（如瓦斯检测仪、氧气检测仪、一氧化碳检测仪、 二氧化碳检测仪等）和多种气体检测仪（如瓦斯、氧气、 一氧化碳复合检测仪）。氯气检测。氢及其子体的测量方法专门多，测氢 要紧有静电计法、活性碳浓缩法、闪耀室法、双滤膜法 等。测氢子体方法有季夫格劳三点法、托马斯三段法、马兹等的0c谱仪法、马尔科夫法和部分计数法等。常 用仪器为氯气检测仪。三、防止矿井有害气体危害的差不多措施加大检查监测是防止井下有害气体危害的前提，在 此基础上，防止有害气体危害的技术措施有：.加大通风。矿井通风是保证井下风流质量的差 不多措施，关于防治矿井有害气体的作用为稀释排

21、出 有害气体，使之符合规程要求。生产井巷必须有 足够的风速，防止有害气体积聚。合理可靠的通风系 统能够操纵有害气体的漏出。.关于放炮作业等产生的有害气体，应加大喷雾 洒水和湿式作业，使有害气体溶解在水中。水炮泥对减 少放炮产生二氧化氮等有害气体有专门明显的成效。关 于有二氧化碳涌出时，若在水中加入适量的石灰或一些 药剂，成效会更好。.井下通风不良的地区或不通风的巷道，应该及 时封闭或设置栅栏，并挂上“禁止入内”等明显标志， 以防人员误入发生缺氧窒息事故。关于采空区或废弃巷 道要及时密闭，防止有害气体涌出及发生其他灾难。.加大对含氯矿井水、水仓的治理，凡有大量含 氢污水涌出的巷道要设置排水沟并加

22、盖板。井下污水仓 要加盖板，同时要有专门的回风系统。含有氢的污水， 不得在井下地面循环使用。防止有害气体危害，是矿井通风安全工作的要紧任 务。第三节矿井气候条件一、矿井气候条件及其对人体热平稳的阻碍矿井气候条件是指矿井空气温度、湿度、大气压力 和风速等参数所反映的综合状态，反映的是人体对井下 环境的热感受。人不论在休息或在工作时，躯体持续地 产生热量和散失热量，以保持热平稳，人体产生热量的 多少取决于体质、年龄和劳动强度的大小。劳动强度越 大，产生热量越多，成年人进行轻微劳动时每小时产生 的热量约为500KJ ,进行繁重劳动时每小时产生的热量 约为1100KJ。人体产生热量的一部分用来坚持人体

23、自身 的生理机能活动以及满足对外做功的需要，其余部分必 须通过散热的方式排出体外。人体散热要紧是通过人体 皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种形式进 行的，呼吸和排泄也散发少量的热。对流散热要紧取决 于周围空气的温度和流速；辐射散热要紧取决于周围环 境的温度；蒸发散热要紧取决于周围空气的相对湿度， 人体每蒸发1克汗液，能够散热 2.42KJ。当空气的温度 达到人的皮肤温度（3334C）时，出汗蒸发几乎成为 人体唯独的散热方式。即工作环境的温度、湿度和风速 三者的综合状态决定着人体的散热条件。三者在一定的 范畴内，人体能够依靠自身的调剂机能，使散热量和产热量之间保持相对平稳，体温保持在36

24、.537 C之间,坚持人的正常生理活动。在井下生产的劳动强度情形下，比较适宜的空气温 度为20 c左右，风速为 1m/s左右。此条件适合人体的 对流和辐射散热，人的感受会比较舒服。空气温度超过 25 c将不利于劳动状态下人体的散热。空气的湿度决定 着蒸发的成效。湿度低于30%,属于干燥空气，蒸发过快，会感到干燥；湿度高于80%,属于高湿空气，蒸发困难；湿度达到 100%,蒸发停止，人体感受适宜的湿 度为5060%。井下环境中，空气的湿度难以调剂，往 往是通过温度和风速的合理调剂给工作环境制造一个 比较舒服的工作气候条件，这也是矿井通风的一个差不 多任务。当矿井气候条件不能满足人体的产热和散热的

25、平 稳时，则会对人体产生危害。例如，冰冷地区，气温低、 风速大的环境，潮湿空气会带走人体过多的热量，人体 就会发冷，甚至感冒。而高温、高湿的空气，会使人感 到闷热。当温湿度过高的时候，会使人体的对流和辐射 和蒸发散热大大减低，人体的热量不能及时散出，甚至 超过人体的热承担能力，会给人体健康和矿井安全生产 带来危害一即所谓的矿井热害。矿井高温热环境的危害要紧表现在人长时刻处在高温热环境中生理调剂 机能将发生障碍，显现体温升高，代谢紊乱，心跳加快， 心律失常，血压升高等现象，甚至虚脱中暑，严峻时可导致昏迷或死亡。高温高湿的作业环境中会使作业人 员精神烦躁、疲乏乏力、精力不集中，增加了事故的发 生率

26、。阻碍着作业人员劳动生产效率。易引发其它 灾难，如增大瓦斯涌出量，煤层自然着火危险性增加等。规程对矿井气候的规定为：采掘作业地点的气象条件应符合下表（表1-5） 7的规定，否则，应采取降温或其他防护措施。表1-5采掘作业地点气象条件规定干球温度C相对湿度风速m/s备注28不规定0 . 51 . 0上限26不规定0 . 30 . 5至适18不规定0, 3增加工作服保暖量另外，进风井巷冬季的空气温度，应高于 2C;低于2c时，应有暖风设施。不应采纳明火直截了当加热进入矿井的空气。 有放射性的矿山， 不应利用老窿（巷） 预热和降温。二、矿井的气候特点.矿井空气的温度空气温度是阻碍矿井气候最敏锐的因素

27、，矿内风流的气温，除机电碉室外承诺在2- 26 C的范畴内变化，超出此范畴就得采取加热和降温措施。1）井下空气温度的变化要紧受下列因素的阻碍：地面空气温度矿井空气来自地面，地面空气温度对井下气温有 直截了当的阻碍。专门在冬、夏两季和开采深度较浅的 矿井，阻碍较为明显。冬季地面空气温度专门低，冷空 气流入矿井后，使井下气温降低。夏季地面空气温度专 门高，热空气进入井下后，使井下气温升高，如南方地 区有的矿井的井下或工作面每年有12个月处在高温热害之中。昼夜温差也会对井下产生阻碍。关于开采深 度大的矿井，由于受到围岩温度的调剂作用，地面气温 对进风段阻碍较大，而对采区及回风区域的空气温度变 化阻碍

28、较小。围岩温度岩石温度对井下空气温度有专门大阻碍。井巷围岩 向风流的传热要紧取决于围岩与风流之间的温度差和 传热系数的大小。在地面以下，一样在 2530米深度 的地带，岩石的温度差不多上是常年恒定，这一地带被 称为恒温带。恒温带的岩石温度近似为该地区的年平均 温度。在恒温带以上，岩石温度随地面气候而改变，在 恒温带以下，岩石温度随深度的增加而升高，岩层温度 增加1C时所增加的垂直深度（ m）叫地温率。各地区 的地温增加率是有所差异的，在含煤地层中地温率一样 为3035米/C。按照但温带的温度与地温率就能够运 算出不同深度圾 的温度。t t 恒g 温 1-1式中 t 深度为Z米处的岩层温度，C;

29、t恒恒温带的岩层温度，c；Z恒恒温带深度，m;g温地温率，m/ C。井巷围岩向风流的传热要紧取决于围岩与风流之 间的温度差和传热系数的大小。例如矿井深度不大，岩 石温度不太高时，冬季冷空气进入井下，将从岩石吸取 热量，使空气温度升高；而在夏季则相反，故井下有冬 暖夏凉的感受。即围岩对空气的温度具有一定的调剂作 用。这种作用在进风区域比较明显，随通风路线的增长，风流温度变化趋于稳固下。一样深井热害要紧是由于岩 温引起的，有的矿井岩石温度已达40 C以上。机电设备散热 井下机电设备所消耗的能量 均可转换为热能，使风流温度升高。机电设备散热要紧 是在机电设备比较集中的生产巷道、采掘工作面以机电 碉室

30、。然而，提升及排水机械用于增加位能的那部分功 率不转化为热。地下热水矿井地层中如有高温热泉或有地热水 涌出时，能使地下岩层温度升高，或直截了当向风流散 热；相反，若低温的地下水活动强烈，则地下岩层温度 降低。空气的压缩与膨胀当空气沿井筒向下流淌时，因空气受到压缩作用而产生热量，一样垂深每增加100m,其温度升高 1C左右；相反，空气向上流淌时，则因膨胀作用而降温，平均每升高100m,温度下降0.8,0.9 Co水分蒸发吸热矿井通风的过程能够带走井下大 量的水蒸气，矿井水分的持续蒸发，将从空气中吸取热 量，使空气温度降低。每蒸发 1kg水可吸取2.5kJ的热 量，能使1m3空气的温度降低 1.9

31、C。其他热源 要紧有井下煤炭等氧化生热、风流的 摩擦热及人体散热等。2）井下空气温度的变化规律按照以上热源的综合作用，井下风流温度的变化大 致有以下规律：在进风区段（是指从进风井、进风石门、进风大巷 直到采区入口的通风路线）风流温度要紧受到地面气温、围岩温度、空气自压缩、水分蒸发等因素阻碍。冬 季井巷围岩向风流散热，风流温度逐步升高；夏季与冬 季的情形相反，风流温度逐步降低。因此，在进风路线 上，矿井空气温度随四季而变，和地表气温相比较，有 冬暖夏凉的现象，阻碍比较明显的范畴取决于通风强 度，围岩的散热条件等。风流到达采区时地面气温的阻 碍已不明显，巷道风温差不多达到稳固。采区段（是指从采区入

32、口、进风巷、采掘工作面、 回风巷到采区出口的通风路线）采区是矿井的生产区域，机电设备多，原岩及采落煤岩放热量大，人员劳动强度大，放热多，以及爆破工作、矿岩氧化生热等，对日口风流起着加热作用，气温逐步升高，一样到采掘工作面 风流达到最高温度。到采区回风巷，由于围岩散热已趋 稳固，加之漏风等，风流温度会有所下降。风碉的通I 漏风，风流营从采区出口、回风大巷、回风力到他因逾温度比采区有;由于围岩散热比较稳固，加之矿井段热源较多，要紧是风流摩擦，水蒸气凝聚热等、枫邈|望分布比较恒定，而且常年变化较小。矿井风流温度分布及变化规律如图进风段如3-1所示。图1-1矿井风流温度分布及变化规律.矿井空气湿度）空

33、气湿度的表示方法空气湿度是指空气中所合的水蒸汽量多少而 言，空气中含的水蒸汽量越多则湿度越大。表示空气湿 度的方法有多种如绝对湿度、相对湿度、含湿量、露点 温度等，那个地点介绍绝对湿度和相对湿度：绝对湿度单位体积的湿空气中所含水蒸汽质量,用符号p v表示：Mvv V1-2式中Mv水蒸气的质量，kgV空气的体积，m3。在一定的温度和压力下，单位体积空气所能 容纳的水蒸气量是有极限的，超过这一极限值，余外的 水蒸气就会凝聚出来。这种含有极限值水蒸气的湿空气 叫饱和空气，其含有的水蒸气量叫饱和湿度，用p s表示。饱和湿度是确定值，能够查表得出。相对湿度单位体积空气中实际含有的水蒸气量（p v）与其同

34、温度下的饱和水蒸气含量（p s）之比的百分数可用下式表示：v1UU% s1-3相对湿度 。的大小反映了空气接近饱和的程 度。0值小表示空气干燥，吸取水分的能力强；反之， 0值大则空气潮湿，吸取水分能力弱。=0,即为干空气； =l即为饱和空气。例如：甲地：空气温度 t = 18C, v =0.0107 Kg/m3 ;乙地：空气温度 t = 30 C , v =0.0154 Kg/ m3,试求两地的相对湿度。解：查表得，当 t 为 18 C, s = 0.0154 Kg/m3 ; 当 t 为 30 C , s = 0.03037 Kg/m3 。甲地：0 =v/ s=0.7 =70 %乙地：0 =v

35、/ s=0.51 =51 %乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于 乙地，故乙地的空气吸湿能力强，更利于蒸发散热。水 分向空气中蒸发的快慢和相对湿度直截了当有关，因 此，矿井气候条件中指的是相对湿度。关于不饱和空气 随温度的下降其相对湿度逐步增大，冷却达到0 =100%时的温度称为露点。再连续冷却，空气中的水蒸气就会 因过饱和而凝聚成水。反之，当空气温度升高时，空气 的相对湿度将会减小。例题：某矿井风量为 6000m3/min ,进风口空气相对 湿度为30%,温度为12C；出风井口空气相对湿度为100%,温度为22 C。试求一昼夜由矿井风流带出的水量。解：由进风流温度 12 C,可查得空

36、气的饱和湿度为 ps=0.010 kg/m3，则空气的绝对湿度为：p v= 0 x p s= 0.003 kg/m3 ;同理求得矿井出风流绝对湿度为0.0193 kg/m3。则一昼夜由矿井风流带出的水量为：6000 X (0.0193- 0.003) X 60 X 24 =140832 Kg/d = 140.8 (t/d) 即矿井风流每天从井下排出140.8吨水。3.风速矿井风速的大小取决于巷道的段面积和流过风量 的大小。一样，矿井的总进、总回风巷道由于风量集中， 风速往往比较大；而采区巷道，风量比较分散，风速较小。风速过大，会使人员感受不舒服，通风阻力大，还 会吹气矿尘，污染作业环境；风速过

37、小，不利于散热， 且容易造成有害气体积聚。因此，井巷风速必须在规定的合理范畴，如表 1-6。表1-6 井巷断面平均最高风速规定井巷名称最局风速m/ s专用风井，专用总进、回风道专用物料提升井风桥提升人员和物料的井筒，中段的要紧进、回风道，修理中的井筒，要紧斜坡道运输巷道，采区进风道米场151210864由于矿井空气有粘性以及流淌中与巷道壁面的摩 擦作用，使得巷道断面上风速的分布是不平均的，巷道 断面中间的风速大，越靠近巷道的边壁风速越小。一样 讲巷道风速指的是巷道断面的平均风速。三、衡量矿井气候条件的指标矿井气候条件是由温度、湿度和风速三者的综合作 用所决定的，要找到一项能够完全准确地反映矿井

38、气候 条件适宜程度的指标是专门困难的。长期以来，人们提 出了多种指标用来衡量气候条件，要紧有干球温度、湿 球温度、同感温度、卡他度等。此外还有四小时出汗量、 比冷力、热强指标等，那个地点仅介绍前几种指标。.干球温度干球温度是我国现行的评判矿井气候条件的要紧 指标。一样来讲，由于矿井空气的相对湿度变化不大， 因此干球温度能在一定程度上直截了当反映出矿井气 候条件的好坏。而且那个指标比较简单，使用方便。但 那个指标只反映了气温对矿井气候条件的阻碍，而没有 反映出气候条件中湿度和风速对人体热平稳的综合作 用，因而存在较大的局限性。.湿球温度在相同的气温（干球温度）下，若湿球温度较低，则 相对湿度较小

39、；反之，若湿球温度与气温相接近，则相 对湿度较大。因此用湿球温度那个指标能够反映空气温 度和相对湿度对人体热平稳的阻碍，比干球温度要合理 些。但那个指标仍没有反映风速对人体热平稳的阻碍。.同感温度同感温度（也称有效温度）是1923年由美国采暖工程 师协会提出的。那个指标是通过实验，凭受试者对环境 的感受而得出的。实验时，他们先将三个受试者置于一 个温度为t相对湿度为 0、风速为v的已知环境里，并 记下他们的感受；然后让他们到另一个温度（用t1表示）可调，相对湿度为 100%,风速为0的环境里，通过调 剂温度t1使他们的感受与第一个环境相同，那么则称t1为第一个环境的同感温度。那个指标能够反映出

40、温度、湿度和风速这三者对人体热平稳的综合作用。明显，同 感温度越高，人体舒服感就越差。1-15按照上述1系列实验，能够绘制出用感温度运算图,度、如图1.3灰示。利用该图，只驾断环空气的干球温夺湿球温懵耙风速，即可查遇乍地点的10013）又70%20%,的同感温度。7，风速0m/s;力风速0.5m/s;假参数分不-?5同感温低加优点是同9 和风速的综合作湿球温度为:77(温饵Co即有同V13，可得它们的同感温） 物做热成效。风速2.5 m/s.温度差不多上 7图1-3同感温度运算图同感温度是以人的主观感受为基础确定的，其客观 性和准确性存在不足。 TOC o 1-5 h z 例题：测得某一采煤工

41、作面风流的干球温度为25C,湿球温度为 23C,风速为1.5 m/s,求其同感温度。解 在图1.3的左右温度标尺线上分不找出25 c和23c两点A、B,并连成虚直线，该直线与风速为1 . 5m/s的风速曲线相交，由此交点，即可从同感温度标尺 上查得同感温度为18.3 Co.卡他度卡他度是1916年由英国L.希尔等人提出的。卡他度用卡他计测定。卡他计是一种酒精温度计，如图1.4端有一个， 这两个温1 5C)O 测 上升至小;后将其悬:开始下降.所示。卡w计下端有一个比一般温度计大的贮液球，上 空腔，玻璃管上只有35 c和38 c两个刻度，的平均值恰好等于人体的正常体温(36.:时，先把贮液球置于

42、热水中加热，当酒精柱 度的卜半时取出，擦干贮液球表面水分，然 于待，空气中，现在由于液球散热，酒精柱用秒表记下从38 c降到35 c所需时刻t,即 TOC o 1-5 h z 可用下式居卜干卡他度Kd。图1-4卡他计F2Kd 41.868 ,W/m t1-4式中 F一卡他常数，每只卡他计玻璃管上都标有F值。干卡他度反映了气温顺风速对气候条件的阻碍，但 没有反映空气湿度的阻碍。为测出温度、湿度和风速三 者的综合作用成效，需要采纳湿卡他度Kw。湿卡他度是在卡他计贮液球上包裹上一层湿纱布时测得的卡他 度，事实上测和运算方法完全与干卡他度相同。对高温、高湿矿井用湿卡他度来衡量矿井气候条件 比干卡他度更合适。按照研究，不同劳动强度时较适宜 的卡他度值如表 1-11所列。表1-11 不同劳动强度时适宜的卡他