《金属矿山深部矿井通风与降温 技术规范 第1部分：矿井热源、热害、热环境》

ICS13.100

CCSD09

团体标准

T/COSHAXXX—2023

金属矿山深部矿井通风与降温技术规范第

1部分：矿井热源、热害、热环境

Technicalspecificationsforventilationandtemperaturereductionindeepmetal

mines—Part1:Mineheatsource,thermalhazardandthermalenvironment

（征求意见稿）

（本草案完成时间：）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国职业安全健康协会  发布

T/COSHAXXX—2023

金属矿山深部矿井通风与降温技术规范第1部分：矿井热源、热害、

热环境

1范围

本标准规定了金属矿山深部矿井热源及放热量估算、热害等级划分、热环境控制标准，为矿井热害

分类管理与防治提供依据。

本标准适用于金属矿地下开采的深部热害矿井，包括生产、新建和改、扩建矿井，浅部热害矿井可

参照本标准执行。

本标准适用于其他类型非金属矿山（不包括煤矿）地下开采热害矿井，包括生产、新建和改、扩建

矿井。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB16423金属非金属矿山安全规程（含解读）

GB50771有色金属采矿设计规范

GB50830冶金矿山采矿设计规范

GB50215煤炭工业矿井设计规范

GB50418煤矿井下热害防治设计规范

GB50019工业建筑供暖通风与空气调节设计规范

GB/T50155供暖通风与空气调节术语标准

GBZ2工作场所有害因素职业接触限值

MT/T1136矿井降温技术规范

AQ2013金属非金属地下矿山通风安全技术规范

GBZ/T189.7工作场所物理因素测量--高温

NB/T51008矿井热环境测定与评价方法

YS/T3035金矿原始岩温测定技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

深井deepmine

开采深度超800m的矿井。

矿井热害minevictims

井下作业环境的空气温度超过国家规定的安全和卫生标准，从而对人体健康、生产和安全造成危害。

矿井热源sourceofheatinmine

通过物理化学变化过程向矿井空气散发热量的物体。它主要包括岩体、空气自然压缩、运转的机电

设备、矿井涌出的热水、采下的矿石和木材的氧化、充填体、炸药爆炸以及人体等的散热。

热害矿井thermalvictimsmine

矿山井下作业面温度超过安全和职业卫生要求，对人体健康造成危害的矿井，称为热害矿井。

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矿井热环境ThermalEnvironmentofmine

指由矿井风流气温、相对湿度与气流速度、热源温度等物理化学因素组成的作用于人和设备，影响

设备使用寿命和人冷热感、安全与健康的环境。

制冷降温refrigerationcooling

采用制冷机械等制冷措施，冷却井下作业面的进风温度，使作业地点的气象条件达到金属非金属矿

山安全规程和本规范6条要求的方法。

等效温度equivalenttemperature

在风速为零，相对湿度为100%的条件下使人产生某种热感觉的空气干球温度（饱和气温），代表使

人产生同一热感觉的不同风速、相对湿度和气温的组合，该饱和气温称为等效温度。

地温梯度geothermalgradient

以恒温带以下每百米垂直深度上增加的地层温度（℃）数，以℃/100m表示。

恒温带Constanttemperaturezone

距地表最浅的年温度变化小于0.1℃的带。该带地温不受太阳辐射影响，不同纬度地区的恒温带深

度不同。

湿球温度Wetbulbtemperature

湿球温度相对于干球温度，是指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，其含

义是某一状态下的空气，同湿球温度表的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温

度。

湿球黑球温度（WBGT指数）wetbulbgobetemperatureind

是综合评价人体接触作业环境热负荷的一个基本参数。

接触时间率exposuretimerate

劳动者在一个工作日内实际接触高温作业的累计时间与8h的比率。

4矿井热源

矿井热源种类

矿井热源主要包括巷道围岩放热、空气压缩热、机电设备散热、氧化放热、热水散热、矿石运输散

热、充填体放热、炸药爆炸放热等。

（1）围岩放热

原岩温度随开采深度的增加而升高，原岩放热是深井矿山的主要热源之一。

（2）空气压缩热

风流由地表经井筒进入井下的过程中，位能转换为焓，其温度升高。

（3）机电设备散热

矿井机电设备可分为电气设备与柴油设备，两者之和为机电设备放热量。

（4）氧化放热

矿井开拓、采切后的岩石裸露面积很大，含硫多易发生氧化并放出大量热量。

（5）矿井涌(淋)热水放热

矿井涌（淋）热水放热主要取决于水温、水量和排水方式。

（6）矿石运输散热

矿石在运输过程中与巷道中的气体发生热交换并释放热量。

（7）充填体放热

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采用胶结充填开采的矿山，充填作业过程中胶凝材料水化反应放热。

（8）炸药爆炸放热

井下爆破作业时向空气及围岩放热。

（9）人员散热

井下作业人员在作业过程中散发热量。

热源控制

4.2.1巷道围岩散热控制

（1）散热巷道隔热应选用热导率小、阻燃、无毒环保、成本低、隔热效果好的材料。

（2）巷道“注浆隔热”和“喷浆隔热”结构的实施工艺应简单易行，且不影响巷道支护强度。

（3）采用巷道隔热法进行降温时，应对隔热层布置参数进行优选。

（4）巷道可采用壁面注水进行降温。

4.2.2机电设备散热控制

（1）对于散发热量的机电设备，可采用水冷电机散热，并尽可能布置在回风巷道。

（2）机电硐室应独立通风，在适当的位置放置辅助通风机。

4.2.3矿井涌（淋）热水控制

（1）井下涌（淋）水温度较高的矿井，应查明热水的来源，采用超前疏放或封堵热水等措施。排

放热水应采用隔热管道或水沟加隔热盖板。

（2）排水管道应布置在回风巷道或回风井中，热水不应在巷道中漫流。当设在进风巷道中时，应

采取隔热措施。

4.2.4矿石运输散热控制

矿石运输过程中，可用一层隔热层将矿石罩住，减少其对空气的传热。

5矿井热害

矿井热害等级划分

按采掘工作面的风流湿球温度划分：

（1）一级热害作业面：27℃~30℃；

（2）二级热害作业面：30℃~32℃；

（3）三级热害作业面：≥32℃。

含有一级热害作业面的矿井属于一级热害矿井，含有二级热害作业面的矿井属于二级热害矿井，含

有三级热害作业面的矿井属于三级热害矿井。

对于一级热害作业面应加强通风，采掘工作面风流速度不小于1m/s；对于二级和三级热害作业面，

除加强通风、提高风速，可采取制冷机制冷降温措施。

矿井热害防治措施

（1）高温热害矿井井下采区（盘区）、硐室（库）应采取必要的通风与降温措施，保持进回风巷

道畅通，降低进风风流温度，保证采矿作业环境空气质量和气象条件满足金属非金属矿山安全规程和相

关标准的要求。

（2）高温热害矿井可充分利用天然冷源或人造冷源进行预冷降温。

（3）高温热害矿井应制定热害防治管理制度，编制高温应急预案。

（4）对井下高温区域如掘进巷道，难以实施降温措施的场所，作业人员应进行必要的个体防护。

个体防护用品应不损伤人体机能，符合人体健康要求。

6矿井热环境

3

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矿井热环境检测方法

6.1.1干湿球温度检测

采用水银温度计或数字式温度计，温度计置于作业环境中，待稳定后读取数字或通过测量干球温度

查表得出湿球温度。

6.1.2湿度检测

采用干湿球温度计或数字式湿度仪，根据读数查相对湿度计算表。

6.1.3风流速度检测

采用热球式风速仪或杯式风速计，详细检测方法见本标准T/COSHA—03。

6.1.4空气压力检测

空盒气压计使用前需用水银气压计校正，使用时用手轻拍气压计以防机械摩擦的误差，指针温定后，

记下读数。

6.1.5高温环境检测

高温环境湿球黑球温度（WBGT指数）检测按照GBZ/T189.7规定方法测量，具体见附录C。

矿井热环境评价指标

井下热环境可采用湿球温度或等效温度等指标进行衡量。参照《金属非金属矿山安全规程》、《矿

井热环境测定与评价方法》：

（1）作业面湿球温度要求：

——人员连续作业场所的湿球温度不高于27℃，通风降温不能满足要求时，应采取制冷降温或其

他防护措施；

——湿球温度超过30℃时，应停止作业；

——湿球温度为27℃～30℃时，人员连续作业时间不应超过2h，且风速不小于1.0m/s；

——湿球温度为25℃～27℃时，风速不小于0.5m/s；

——湿球温度20℃～25℃时，风速不小于0.25m/s；

——湿球温度低于20℃时，风速不小于0.15m/s。

（2）等效温度评价指标：

——等效温度teff＞32℃时，应停止作业；

——等效温度25℃＜teff≤29℃时，作业时间不大于6h；

——等效温度29℃＜teff≤30℃时，作业时间不大于5h，每小时休息10min；

——等效温度30℃＜teff≤32℃时，作业时间不大于5h，每小时休息20min。

矿井热环境作业分级

（1）高温作业指在劳动过程中，工作地点平均湿球黑球温度（指数）≥25℃的作业。

（2）工作场所不同劳动强度下，WBGT指数限值见下表1。

表1工作场所不同劳动强度WBGT指数限值（℃）

体力劳动强度

接触时间率

ⅠⅡⅢⅣ

100%30282625

75%31292826

50%32302928

25%33323130

注1：接触时间率指劳动者在一个工作日接触高温作业的累计时间与8小时比值。

注2：体力劳动强度分级见表2。

表2常见职业体力劳动强度分级表

体力劳动强度分级职业描述

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Ⅰ（轻劳动）操作仪表，控制，查看设备，上臂用力为主的装配工作

手和臂持续动作；殿和腿工作（如卡车等运输操作）；殿和躯干工作（如风动

（中等劳动）

Ⅱ工具操作、间断搬运中等重物）

Ⅲ（重劳动）殿和躯干负荷作业（如搬运、铲、挖掘等）

Ⅳ（极重劳动）大强度的挖掘、搬运、快到极限节律的极强活动

注：摘自GBZ2.2作业场所职业危害接触限值。

7矿井岩体热力学参数测定

原岩温度测定技术要求

原始温度按照YS/T3035-2018规定方法测定。

恒温带参数（温度、深度）测定

（1）恒温带参数实测法

恒温带深度通过一个或一组钻孔的长期观测，利用实际观测数据研究地表温度变幅向下衰减规律，

可确定恒温带位置，所测温度为恒温带温度。

（2）所选钻孔应具有一定的深度（大于50m，一般为100m左右）。

（3）观察孔要有代表性，在矿区附近，应避开矿区通风与排水影响，如矿区排水影响范围内地下

水位较深处的钻孔不宜用于测试恒温带参数。

（4）地温梯度计算公式见附录D。

岩石热导率与比热容

测试见岩石物理力学性质试验规程第13、14部分(DZT0276.13、14)：岩石热导率和比热容试验。

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附录A

（资料性）

矿井热源计算

A.1围岩放热

巷道壁与进风流之间的热交换按式（1）计算：

QwfKPL(trmt)··············································(A.1)

式中：

巷道围岩传热量，；

QwfkW

L巷道长度，m；

P巷道周长，m；

井巷围岩的初始岩温，；

trm℃

t巷道中风流的平均风温，℃；

2

K围岩与风流间的不稳定换热系数，W/(m·℃)。

围岩与风流间的不稳定换热系数表示围岩深部未冷却岩体与风流间温差1℃时，单位时间从巷道1m2

的壁面放出或吸入的热量，其计算式：

kkut/R0··················································(A.2)

式中：

基尔皮切夫不稳定热交换系数，无因次；

kut

岩体热导率，W/(m2·℃）；

井巷当量半径，。

R0m

井巷围岩散出的热量随使用年限与通风时间的延长而减弱。围岩放热量按照通风时间计算参照《矿

井风流热力状态预测方法》AQT1067-2008。

采用实测法：

G(i2i1)Q

k

PLtm·············································(A.3)

式中：

G井巷风量，Kg/h；

井巷始末端空气热焓值，（×）；

i1,i1kJ/kg1kJ=1kWs

Q井巷除了围岩放热外，其他热源放热量之和，kW；

岩层与空气的对数平均温度，℃；

tm

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tt

t21

mTt

ln1

Tt2·················································(A.4)

式中：

井巷始末端空气温度，℃；

t1,t2

T岩层原始温度，℃。

A.2空气压缩热

若不考虑风流与井壁等外界发生换热、换湿，则符合能量守恒定律，按式（2）计算

t2t1g(z2z1)/cp············································(A.5)

式中：

风流在起点与终点状态下的标高，；

z1、z2m

g重力加速度，m/s2；

空气的定压比热容，（）；

cpJ/kg·K

风流在始末点时的干球温度，。

t1、t2℃

工程实际中，气流流经井筒绝热状态下的自压缩过程，并考虑季节自然风压的影响，其放热量按式

（2a）计算：

Qq0.00981kMH·············································(A.6)

式中：

—自压缩绝热，；

QqkW

M—风筒进风量，m3/s；

H—风流自上而下流动的高度差，m；

k—地面温度变化系数，炎热夏季的取值为：0.4~0.5；寒冷冬季的取值为：1.7~1.8。

A.3机电设备散热

计算机电设备放热主要是确定其额定功率。井下主要机电设备有通风机、提升运输设备、照明灯、

水泵及采掘机械设备等，按式（3a）计算。

QdNd··················································(A.7)

式中：

机电设备对风流的加热量，；

QdkW

机电设备散热折算系数，一般为0.2，水泵为0.035～0.04，也可试验监测获得；

同时使用的机电设备总额定功率，。

NdkW

柴油设备散热量可现场实测或经验公式估算，按式（3b）计算。

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QcBNcZcc··················································(A.8)

式中：

柴油设备散热量，；

QckW

B柴油机燃料平均消耗量，kg/kW.h；

柴油机有效功率，；

NckW

柴油的热值，可取；

Zc43472kJ/kg

柴油机散热量百分比，见表。

c1

表A.1柴油机燃料消耗量与散热量百分比

，＜＞

NckW3333-5159-132132

B，kg/kWh0.280.220.190.17

，

c%0.060.0530.0450.04

注：摘自《采矿设计手册》。

A.4矿石氧化放热

氧化散热按式（4）计算

QyPLK0····················································(A.9)

式中：

氧化放热量，；

QykW

氧化散热系数，2，参照同类矿山实测值或按经验法选取。

K0kW/m

A.5矿井涌（淋）热水放热

水沟热水放热按式（5a）计算

Qs1as(tsVN)Ss············································(A.10)

式中：

热水散热量，；

QskW

散热系数，明水沟取，暗水沟取；

110.6

热水平均温度，℃；

ts

水沟顶盖对空气散热总面积，2；

SSm

水沟附近巷道风流平均温度，；

VN℃

热水对空气的散热系数，2℃。

asKJ/mh

热介质的管道输送散热量：

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Qg3.14DLKg(tgTg)·········································(A.11)

式中：

管道散热量，；

QgkW

D管道外径，m；

L管道长度，m；

管道传热系数2，当管道内输送介质为液体，取；当传输介质为空气时，

KgkJ/m33~36

取17~33；

管道内流体温度，℃；

tg

铺管井巷的平均温度，℃。

Tg

A.6矿石运输散热

运输中矿石的放热量按式（6）计算

QkmCt··················································(A.12)

式中：

运输矿石散热量，；

QkkW

m运输矿石量，kg/s；

C运输矿石的平均比热，一般取1.25kJ/(kg·℃)；

t运输矿石平均降温量，℃。

A.7充填体散热

胶凝材料水化放热公式按式（7）计算

QtKtMt··················································(A.13)

式中：

为充填体放热量，2；

QtkW/m

单位面积散热量，一般取～2；

Kt0.0150.016kW/m

为一次充填时其表面积，2。

Mtm

A.8炸药爆炸放热

炸药爆炸做功后直接向环境释放的热量按式（8）计算

T

QQ2

hrbrT

1················································(A.14)

式中：

炸药爆炸放热，

QhrkW

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炸药的爆热，；

QbrkW

爆炸产物做功后的温度，；

T2℃

炸药的爆温，。

T1℃

根据炸药种类及炸药量可参照表2。

表A.2几种炸药爆热值

炸药名称硝酸铵铵梯炸药2#岩石炸药铵油炸药

爆热，kJ/kg1440422836383412

注：摘自《采矿设计手册》。

A.9人员散热

人员散热按式（9）计算

QrKrqrNr·················································(A.15)

式中：

人员放热，；

QrkW

矿工同时工作系数；

Kr

矿工能量代谢量，人；

qrkW/

作业地点的总人数。人员放热取值见表。

Nr3

表A.3人员放热值表

人员状态静止状态时轻体力劳动时中等体力劳动时繁重的体力劳动时

热值qr，kW/人0.09-0.120.20.2750.47

注：此表摘自《采矿手册》。

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附录B

（规范性）

高温环境检测

B.1测点数量

（1）工作场所无生产性热源，选择多个测点（一般为3个测点），取平均值；存在生产性热源的工

作场所，选择多个测点（一般3～5个测点），取平均值。

（2）工作场所被隔离为不同热环境或通风环境，每个区域内设置多个测点（一般为2个测点），取

平均值。

B.2测点位置

（1）测点应包括温度最高和通风最差的工作地点。

（2）劳动者工作是流动的，在流动范围内，相对固定工作地点分别进行测量，计算时间加权WBGT

指数。

B.3测量高度

立姿作业为1.5m；坐姿作业为1.1m。作业人员实际受热不均匀时，应分别测量头部、腹部和踝部，

立姿作业为1.7m、1.1m、0.1m；坐姿作业为1.1m、0.6m和0.1m。WBGT指数的平均值按式（11）计算：

WBGT2WBGTWBGT

WBGT头腹裸

4········