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1、- 24 -教学模块块矿井空空气及调调节1.1 矿井空空气成分分、性质质和变化化规律1.1.1矿井井空气的的成分 矿井空空气的主主要来源源是地面面空气，但但地面空空气进入入井下以以后会发发生物理理和化学学两种变变化，变变化，因因而矿井井空气在在成分、质质量和数数量都和和地面空空气有着着程度不不同的区区别。1.1.1.11地面空空气成分分的种类类和数量量 地面空空气是干干空气和和水蒸气气组成的的混合气气体，通通常称为为湿空气气。在混混合气体体中，水水蒸气的的浓度随随地区和和季节而而变化，其其平均的的体积浓浓度约为为1%；此外还还含有尘尘埃和烟烟雾等杂杂质，有有时能污污染局部部地区的的地面空空气。
2、新鲜空气气无色，无无味和无无臭，是是维持生生命所必必需的，并并能助燃燃。1.1.1.22 矿井井空气的的主要成成分及生生成 上面提提到，地地面空气气进入井井下后，因因发生物物理和化化学两种种变化，使使其成分分种类增增多，各各种成分分的浓度度也发生生改变。 1.矿矿井空气气的主要要成分就煤矿而而官，井井下空气气的成分分种类共共有O22、CHH4、COO2、COO、H22S、SSO2、N2、N002、H 2、NHH3、水蒸蒸气和浮浮尘十二二种。由由于各矿矿的具体体条件不不同，各各矿的井井下空气气成分种种类和浓浓度都有有一定的的差异。 在上述述成分中中，氧是是井下人人员呼吸吸所必需需的，必必须保持持
3、足够的的浓度，其其余九种种(水蒸蒸气除外外)气体体和浮尘尘，超过过一定浓浓度时，对对人体都都是有害害的，必必须把它它们的浓浓度降低低到没有有危害的的程度在这九九种气体体中COO、H22S、SSO2和N002超过一一定浓度度时，还还能使人人体中毒毒。故称称这九种种气体为为有害有有毒气体体，又名名为广义义的矿井井瓦斯，而而狭义的的矿井瓦瓦斯则专专指CHH4。CHH4是煤矿矿井下昔昔遍存在在的气体体，在一一定浓度度范围内内，具有有爆炸性性。所以以，CHH4是煤矿矿井下最最危险的的气体。煤煤矿井下下经常出出现且数数量较多多的气体体是CHH4和COO2，它们们是计算算矿井所所需风量量的主要要根据。 2.
4、物物理变化化 井下的的物理变变化有： 气体混混入：沼气(CH44)、二二氧化碳碳和硫化化氢(HH2S)等等气体从从地层中中涌出到到井下空空气中。多多数矿井井有沼气气涌出现现象,沼沼气涌出出量的大大小各矿矿不同，有有些矿井井沼气涌涌出量高高达400500m3/miin，有有些矿井井还伴随随沼气涌涌出氮(N2)二氧氧化硫(SO22)和氢氢(H22)等气气体。 固体混混入：井井下各种种作业所所产生的的微小的的岩尘、煤煤尘和其其他杂尘尘浮游在在井下空空气之中中。 气象变变化：主主要是由由于井下下空气的的温度、气气压和湿湿度的变变化引起起井下空空气的体体积和浓浓度变化化。 以上物物理变化化的结果果，不仅
5、仅使井下下空气的的成分种种类增多多，而且且各种成成分的浓浓度亦发发生变化化。3.化学学变化 井下的的化学变变化有： 井下一一切物质质(煤、岩岩石、坑坑木、等)的缓慢慢、氧化化、爆破破工作、火火区氧化化和人员员的呼吸吸等都会会产生二二氧化碳碳；井下下的爆破破工作、火火区氧化化和机械械润滑油油高温分分解等都都能产生生一氧化化碳(CCO)；井下火火区氧化化和含硫硫煤的水水解都能能产生硫硫化氢；井下火火区氧化化和含硫硫煤的缓缓慢氧化化都能产产生二氧氧化硫，井井下爆破破工作能能产生氧氧化氮；井下充充电硐室室的电解解能产生生氢；井井下火区区氧化能能产生氨氨。1.1.1.33 井下下空气成成分的基基本性质质
6、1.氧(O2) 氧是无无色、无无臭、无无味、无无毒和无无害的气气体，比比重为11.1005，是是人呼吸吸所必须须的物质质，故须须供给井井下足够够的风量量，以保保证井下下空气中中有足够够的氧量量因为为氧是很很活跃的的元素，易易使其它它物质氧氧化,并并能助燃燃，产生生CO22和COO，故应应阻止空空气进入入采空区区和火区区，以防防止氧对对煤炭氧氧化而自自燃。造成矿井井空气中中氧浓度度降低的的主要原原因有：人员呼呼吸；煤煤岩和其其他有机机物的缓缓慢氧化化；煤炭炭自燃；瓦斯、煤煤尘爆炸炸。此外外，煤岩岩和生产产过程中中产生的的各种有有害气体体，也使使空气中中的氧浓浓度相对对降低。缺缺氧窒息息是造成成矿
7、井人人员伤亡亡的原因因之一。2.二氧氧化碳(CO2) 二氧化化碳不助助燃，也也不能供供人呼吸吸，略带带酸臭味味。二氧氧化碳比比空气重重(与空空气的相相对密度度为1.52)，在风风速较小小的巷道道中，底底板附近近浓度较较大；在在风速较较大的巷巷道中，一一般能与与空气均均匀地混混合。 在新新鲜空气气中含有有微量的的二氧化化碳对人人体是无无害的。二二氧化碳碳对人体体的呼吸吸中枢神神经有刺刺激作用用，如果果空气中中完全不不含有二二氧化碳碳，则人人体的正正常呼吸吸功能就就不能维维持。所所以在抢抢救遇难难者进行行人工输输氧时，往往往要在在氧气中中加入55的二二氧化碳碳，以刺刺激遇难难者的呼呼吸机 能。但但
8、当空气气中二氧氧化碳的的浓度过过高时，也也将使空空气中的的氧浓度度相对降降低，轻轻则使人人呼吸加加快，呼呼吸量增增加，严严重时也也可能造造成人员员中毒或或窒息。 3氮氮气(NN2) 氮气是是一种惰惰性气体体，是新新鲜空气气中的主主要成分分，它本本身无毒毒、不助助燃，也也不供呼呼吸。但但空气中若若氮气浓浓度升高高，则势势必造成成氧浓度度相对降降低，从从而也可可能导致致人员的的窒息性性伤害。正正因为氮氮气为惰惰性气体体，因此此又可将将其用于于井下防防灭火和和防止瓦瓦斯爆炸炸。 矿井空空气中氮氮气主要要来源是是：井下下爆破和和生物的的腐烂，有有些煤岩岩层中也也有氮气气涌出。1.1.1.44 井下下常
9、见有有毒有害害气体的的基本性性质有毒有害害气体的的性质可可分为以以下几方方面： 臭、味味和色方方面有臭的的气体有有四种，即即NH33 (剧剧臭)， SO22(强烈烈硫躏臭臭)， H2S(臭臭鸡蛋味味，浓度度为0.00001时时，便可可嗅出来来)，CCO2(微酸酸臭)；有色气气体只有有一种，即即 N002(浅红红褐色)。可根根据以上上性质察察觉这些些气体的的存在。 有毒有有害气体体对人体体的影响响： 对人体体有毒的的气体有有五种。其其中N002是最毒毒的气体体，它能能强烈地地刺激眼眼睛和呼呼吸系统统（鼻、喉喉、肺)，能和和呼吸道道上的水水分化合合而生成成硝酸(HNOO3)，可可使肺浮浮肿致命命且
10、初初期不易易发觉，有有时数小小时后才才有中毒毒征兆。SSO2能较强强地刺激激眼睛和和呼吸系系统，使使眼睛红红肿，俗俗称害眼眼气体，此此外，这这种气体体能和呼呼吸道上上的水分分化合而而成硫酸酸，使肺肺浮肿致致命。HH2S能刺刺激眼睛睛和呼吸吸系统，且且能使人人体血液液中毒致致命。CCO能驱驱逐人体体血液中中的O22，使血血液缺氧氧致命。这这是因为为CO比比O2对血红红素的亲亲和力约约大25503300倍倍。一般般的煤气气中毒就就是COO中毒。NNH3能刺激激眼睛、皮皮肤和呼呼吸系统统。1.1.1.55 井下下空气成成分安全全标准 由于矿矿井空气气质量对对人员健健康和矿矿井安全全有着重重要的影影响
11、，所所以煤煤矿安全全规程(以下简简称规规程)对矿井井空气主主要成分分(氧气气、二氧氧化碳)的浓度度标准做做出了明明确的规规定： 采掘工工作面进进风流中中的氧气气浓度不不得低于于20；二氧氧化碳浓浓度不得得超过00.5；总回回风流中中二氧化化碳浓度度不得超超过0.75；当采采掘工作作面风流流中二氧氧化碳浓浓度达到到1.55或采采区、采采掘工作作面回风风道风流流中二氧氧化碳浓浓度超过过1.55时，必必须停工工处理。由于矿井井空气中中有害气气体对井井下作业业人员的的生命安安全危害害极大，因因此规规程对对常见有有害气体体的安全全标准都都做了明明确的规规定，其其值如表表1-11-3所所列。制制定这些些标
12、准时时，都留留有较大大的安全全系数。如如空气中中CO浓度度达0.0488%时一一小时内内才可出出现轻微微的中毒毒症状，而而规程程规定定的COO最高允允许浓度度为0.00224，是是其轻微微中毒浓浓度的11/200；再如如N02浓度达达0.0025时，中中毒者在在短时间间内有死死亡危险险，而规规程规规定的NN02最高允允许浓度度为0.000025，是其其危险中中毒浓度度的1/1000。因此此，只要要我们能能够严格格遵守规规程规规定，不不违章作作业，就就完全可可以避免免有害气气体对人人体的侵侵害。表1-11-3井井下空气气中有害害气体的的最高允允许浓度度1有害气体体名称 最高高容许浓浓度/% 一氧
13、化化碳(CCO) 二氧化化氮(NN02) 二氧化化硫(SSO2) 硫化氢氢(H2S) 氨(NNH3)0.00024 0.0000225 0.000055 0.0000666 0.00041.1.2矿井井空气主主要物理理参量气体的分分子具有有体积和和相互吸吸引力，但但在分析析气体的的一般问问题时，这这两个因因素的影影响很小小。为了了便于分分析和计计算，一一般可把把多种气气体看成成是没有有这两个个因素的的理想气气体，因因此，井井下空气气也可视视为理想想气体。气气体的分分子作永永不停息息的不规规则运动动，这种种运动产产生热能能，故气气体分子子运动是是热运动动，气体体的物理理参量较较多，其其中比容容、
14、压力力、温度度是三个个基本参参量。1.1.2.11 空气气的密度度和比容容1.空气气的密度度空气和其其他物质质一样具具有质量量。单位位体积空空气所具具有的质质量称为为空气的的密度，用用符号表示。空空气可以以看作是是均质流流体，故故： （1-2-1）式中空空气的密密度， kg/m3 ； M空气的的质量，kkg； 空气的的体积，mm3。 一般地地说，当当空气的的温度和和压力改改变时，其其体积会会发生变变化。2.空气气的比容容质量为MM(kgg)的空空气占有有的空间间(或容容积)为为(mm3)，则则空气的的比容(又名容容积度)就是容容积和和质量MM之比。或或者说是是单位质质量空气气所占有有的体积积，
15、即： （1-2-2）也就是空空气的密密度倒数数。1.1.2.22 空气气的温度度温度是描描述物体体冷热状状态的物物理量。测测量温度度的标尺尺简称温温标。热热力学绝绝对温标标的单位位为K(Kellvinn)，用用符号表示。热热力学温温标规定定纯水三三态点温温度(即即汽、液液、固三三相平衡衡态时的的温度)为基本本定点，定定义为2273.15KK，每11 K为为三相点点温度的的12273.15。温度是矿矿井表征征气候条条件的主主要参数数之一。规规程第第1088条规定定：生产产矿井采采掘工作作面的空空气温度度不得超超过266；机电电硐室的的空气温温度不得得超过330。1.1.2.33 空气气的压力力空
16、气的压压力也称称为空气气的静压压（绝对对静压），用用符号表示。压压强在矿矿井通风风中习惯惯称为压压力。它它是空分分子热运运动对器器壁碰撞撞的宏观观表现。其其大小取取决于在在重力场场中的位位置(相相对高度度)、空空气、温温度、湿湿度(相相对湿度度)和气气体成分分等参数数。 按照统统计观点点，大量量空气分分子作无无规则的的热运动动时，在在各个方方向运动动的机会会是均等等的，故故空气的的绝对静静压具有有在各个个方向上上强度相相等的特特点。压力的单单位为PPa(帕帕斯卡，11PalN/1022)，压压力较大大时可采采用kPPa(11kPaa1003Pa)、MPPa(11MPaa1003 kPPa110
17、6 Pa)。其他他压力单单位参见见附录。1.1.2.44 空气气的粘性性 当流体体层间发发生相对对运动时时，在流流体内部部两个流流体层的的接触面面上，便便产生粘粘性阻力力(内摩摩擦力)以阻止止相对运运动，流流体具有有的这一一性质，称称作流体体的粘性性。另外，在在矿井通通风中还还常用运运动粘度度系数，和和气体密密度有关关，即和和压力有有关，这这两个系系数有如如下的关关系：/，m/s (1124)1.1.2.55 空气气的湿度度空气气湿度的的意义空气的湿湿度表示示空气中中所含水水蒸气量量的多少少或潮湿湿程度，表表示空气气湿度的的方法有有绝对湿湿度、相相对温度度和含湿湿量三种种。绝对湿度度：单位位体
18、积湿湿空气中中所含水水蒸气的的质量绝绝对值。其其单位与与密度单单位相同同，用符符号表示示。饱和湿度度：单位位体积湿湿空气中中所含饱饱和水蒸蒸气质量量绝对值值。用符符号表示示。相对湿度度：单位位体积空空气中实实际含有有的水蒸蒸气量()与其其同温度度下的饱饱和水蒸蒸气含量量()之之比称为为空气的的相对湿湿度。值小表示示空气干干爆，吸吸收水分分的能力力强；反反之，值值大则空空气潮湿湿，吸收收水分能能力弱。即为干干空气，1即为饱和空气。水分向空气中蒸发的快慢和相对湿度直接有关。含湿量：含有11kg干干空气的的湿空气气中所含含水蒸气气的质量量(kgg)称为为空气的的含湿量量。1.1.2.66 空气气的焓
19、焾是一个个复合状状态参数数，它是是气体的的内动能能u和压压力功(流动功功)P之和，也也称热焓焓（函）。湿湿空气的的焓是11kg干干空气的的焓和其其中水蒸蒸气的焓焓的总和和，1.1.3矿井井气候矿井气候候是指矿矿井空气气的温度度、湿度度、风速速和辐射射这四个个参数的的综合作作用状态态。这四四个参数数的不同同组合，便便构成了了不同的的矿井气气候条件件。矿井井气候条条件对井井下作业业人员的的身体健健康和劳劳动安全全有重要要的影响响。1.1.3.11 人体体的热平平衡人要维持持正常生生理机能能并进行行各种劳劳动，就就必须摄摄取空气气、水和和食物。这这些物质质进入人体经过过消化、分分解，产产生能量量(热
20、量量)。人人的整个个机体都都参加产产热过程程，其中中以肌肉肉活动产产热量最最多。当当人进行行体力劳劳动时，肌肌肉产热热量增至至正常量量(在安安静状态态下的产产热量)的十余余倍，可可达2550031440kJJh。人人体产生生的热量量一部分分用于身身体各器器官的正正常生理理机能活活动，另另一部分分用来供供肌肉作作功，剩剩余的则则通过辐辐射，对对流传导导、汗液液蒸发等等途径与与周围环环境进行行热交换换，散发发到体外外。人体体代谢产产热过程程是体内内生物化化学过程程，而散散热过程程则是物物理过程程。所以以人体热热平衡并并非是简简单的物物理过程程，而是是在神经经系统调调节下的的非常复复杂的。1.1.3
21、.22 矿井井气候对对人体热热平衡的的影响矿井气候候是由空空气温度度、湿度度，风速速和辐射射四要素素组成的的，它们们都影响响着人体体热平衡衡，且各各要素之之间的影影响在很很大程度度上可以以互换。例例如，环环境相对对湿度增增高对人人体所造造成的影影响可以被风风速的增增加所抵抵消。 1温温度 在矿井井气候的的四个要要素中，气气温对人人体热调调节起着着主要作作用。当当气温较较低时辐辐射和对对流传导导散热是是人体主主要散热热方式，当当气温逐逐渐升高高后，人人体汗腺腺活动越越来越显显著，汗汗液蒸发发散热就就逐渐成成为主要要散热方方式。 2湿湿度 空气相相对湿度度对人体体热平衡衡和温热热感有着着重要作作用
22、，特特别是在气温温高的条条件下，作作用就更为明明显。因因高温时时，人体体主要依依靠汗液液蒸发散散热才能能保持热热平衡，此此时相对对湿度大大，将妨妨碍汗液液蒸发，使使汗液成成滴状珠珠淌下。这这种情况况下汗液液携带走走的热量量甚少，不不能起到到蒸发散散热的作作用，因因为汗液液只有在在蒸发的的过程中中吸收汽汽化潜热热才能带带走较多多的热量量。 3风风速 风速显显著地影影响着人人体对流流散热。当当空气温温度低于于体温时时，流速速越大，散散热量愈愈多。当当空气温温度高于于体温时时，人体体反而从从空气中中得到对对流热，此此时风速速越大，人人体得到到对流热热愈多。 4辐辐射 影响人人体辐射射散热的的是人体体
23、周围物物体的表表面温度度。当周周围物体体表面温温度高于于人体表表面温度时，人人体就得得到辐射射热。 可见，矿矿井气候候条件对对人体热热平衡的的影响是是一种综综合的作作用，各各参数之之间相互互联系、相相互影响响。如人人处在气气温高、湿湿度大、风风速小的的高温潮潮湿环境境中，这这三者的的散热效效果都很很差，这这是由于于人体散散热太慢慢，体内内产热量量得不到到及时散散发，就就会使人人出现体体温升高高、心率率加快、身身体不舒舒服等症症状，严严重时可可导致中中暑、甚甚至死亡亡。相反反，如人人处在气气温低、湿湿度小、风风速大的的低温干干燥环境境中，这这三者的的散热效效果都很很强，这这时由于于人体散散热过快
24、快，就会会使人体体的体温温降低，引引起感冒冒或其他他疾病。1.1.3.33 衡量量矿井气气候条件件的指标标国内内外衡量量矿井气气候条件件的指标标很多，现现择其主主要的加加以阐述述。 1干干球温度度 干球温温度是我我国现行行的评价价矿井气气候条件件的指标标之一。一一般来说说，由于于矿井空空气的相相对湿度变化化不大，所所以干球球温度能能在一定定程度上上直接反反映出矿矿井气候候条件的的好坏。而而且这个个指标比较简简单，使使用方便便，用干干球温度度计进行行测量。 2湿湿球温度度在相同的的气温(干球温温度)下下，若湿湿球温度度较低，则则相对湿湿度较小小；反之之，若湿湿球温度度与气温温相接近近，则相相对湿
25、度度较大。因因此用湿湿球温度度这个指指标可以以反映空空气温度度和相对对湿度对对人体热热平衡的的影响，比比干球温温度要合合理些，用用湿球温温度计进进行测量量。 3同同感温度度同感温度度(也称称等效温温度或有有效温度度)是由由美国采采暖工程程师协会会（ASSHVEE）提出出的。这这个指标标是通过过实验，根根据人在在空气温温度、湿湿度、风风速三个个指标不不相同的的各种环环境是的的舒适感感觉和湿湿度已饱饱和、速速度为零零、温度度不相同同的各种种环境中中的舒适适感觉，进进行统计计和比较较，并以以湿度已已饱和、风风速为零零、舒适适感觉相相同的环环境空气气温度作作为指标标，用来来评价温温度、湿湿度和风风速不
26、相相同的各各种环境境对人的的舒适感感觉。这这种指标标除不能能评价环环境辐射射热的作作用以外外，它能能反映空空气温度度、湿度度和风速速三种因因素对人人体热平平衡的综综合作用用。.卡他他度卡他度用用卡他计计测定。卡卡他计是是一种酒酒精温度度计，卡卡他计下下端有个个比普通通温度计计大的贮贮液球，上端端有一个个小空腔腔，玻璃璃管上只只有355和38两个刻刻度，这这两个温温度的平平均值恰恰好等于于人体的的正常体体温(336.55)。测测定时，先先把贮液液球置于于热水中中加热，当当酒精柱柱上升至至小空腔腔的一半半时取出出，擦干干贮液球球表面水水分，然然后将其其悬挂于于待测空空气中，此此时由于于液球散散热，
27、酒酒精柱开开始下降降，用秒秒表记下下从388降到355所需时时间，即可可用下式式求得干干卡他度度Kd。 (1-3-22)式中 F卡他常常数，每每只卡他他计玻璃璃管上都都标有FF值。 干卡他他度反映映了气温温和风速速对气候候条件的的影响，但但没有反反映空气气湿度的的影响。为为了测出出温度、湿湿度和风风速三者者的综合合作用效效果，需需要采用用湿卡他他度Kww。湿卡卡他度是是在卡他他计贮液液球上包裹上上一层湿湿纱布时时测得的的卡他度度，其实实测和计计算方法法完全与与干卡他他度相同同。卡他计的的设计者者是想利利用贮液液球来模模拟人体体的散热热效果，并并取1卡卡他度等等于411.866/mm2，即相相当
28、于每每小时从从1m2的表面面积上散散失掉1150.7kJJ的热量量，而成成年男子子的体表表面积约约等于11.7mm2，所以以1卡他他度就约约等于每每小时从从体内散散发掉2256.2kJJ的热量量。1.1.3.44 评价价矿井气气候条件件的综合合指标目前，世世界各国国关于矿矿井气候候条件的的安全标标准差别别很大。现现将我国国及其他他一些国国家规定定标准简简介如下下：1我国国现行的的矿井气气候条件件安全标标准我国现行行评价矿矿井气候候条件的的指标是是干球温温度。119822年国务务院颁布布的矿矿山安全全条例第第53条条规定，采采掘工作作面的空空气温度度不得超超过266，机电电峒室的的空气温温度不得
29、得超过330。 2国国外一些些国家的的矿井气气候条件件安全标标准世界主要要产煤国国家对矿矿井气候候条件的的评价指指标并不不统一。主主要采用用的指标标有干球球温度、湿湿球温度度、同感感温度等等。有不不少国家家采用了了同感温温度这种种指标。例例如，美美国规定定井下同同感温度度须小于于3437，日日本规定定须小于于31.5，比利利时和法法国均规规定须小小于311。1.2 创造良良好作业业环境的的途径改善矿内内气候条条件，创创造良好好作业环环境的途途径主要要包括以以下两方方面的内内容：一一是对冬冬季寒冷冷地区，当当井筒入入风温度度低于22时，为为了防止止因井筒筒结冰而而造成提提升、运运输事故故，防止止
30、人员上上下班受受寒生病病，也须须对矿井井进风流流采取加加热的措措施，对对井口空空气进行行预热；二是对对高温矿矿井用风风地点进进行风温温调节，以以达到规规程第第1022条规定定的标准准，即生生产矿井井采掘工工作面空空气温度度不得超超过266，机电电设备硐硐室的空空气温度度不得超超过300；当采采掘工作作面空气气温度超超过300时。机机电设备备硐室的的空气温温度超过过34时，必必须停止止作业。新新建、改改扩建矿矿井设计计时，必必须进行行矿井风风温预测测计算，超超温地点点必须有有制冷降降温设计计，配齐齐降温设设施。1.2.1井口口空气加加热方式式井口一般般采用空空气加热热器对冷冷空气进进行加热热，有
31、22种加热热方式：1.2.1.11 井口口房不密密闭的加加热方式式当井口房房不宜密密闭时，被被加热的的空气需需设置专专用的通通风机送送入井筒筒或井口口房。这这种按冷冷、热风风混合的的地点不不同，又又分以上上3种情况况：冷、热热风在井井筒内混混合。这这种布置置方式是是将被加加热的空空气通过过专用通通风机和和热风道道送入井井口以下下2m处，筒筒内进行行热风和和冷风的的混合。冷、热热风在井井口房内内混合。这这种布置置方式是是将热风风直接送送入井口口房内进进行混合，使使混合后后的空气气温度达达到2以上后后再进入入井筒。冷、热热风在井井口房和和井筒内内同时混混合。这这种布置置方式是是前两种种方式的的结合
32、，它它将大部部分热风风送入井井简内混混合，而而将小部部分送入入井口房房内混合合。以上3种种方式相相比较，第第一种方方式冷、热热风混合合效果较较好，通通风机噪噪声对井井口房的的影响相相对较小小，但井井口房风风速大、风风温低，井井口作业业人员的的工作条条件差，而而且井筒筒热风口口的井壁壁、上部部罐座和和罐顶保保险装置置有冻冰冰危险，第第二种方方式井口口房工作作条件有有所改善善，上部部和罐顶顶保险装装置冻冰冰危险减减少，但但冷、热热风的混混合效果果不如前前者，而而且井口口房内风风速较大大，尤其其是通风风机的噪噪声对井井口的通通讯信号号影响较较大；第第三种方方式综合合了前两两种的优优点，而而避免了了其
33、缺点点，但管管理较为为复杂。1.2.1.22 井口口房加密密闭的加加热方式式井口房有有条件密密闭时，热热风可依依靠矿井井主要通通风机的的负压作作用进入入井口房房和井筒筒，一般般不需设设置专用用的通风风机送风风。采用用这种方方式，大大多是在在井口房房内直接接设置空空气加热热器，让让冷、热热风在井井口房内内进行混混合。对于大型型矿井，当当井筒进进风量较较大时，为为了使井井口房风风速不超超限，可可在井口口房外建建立冷风风塔和冷冷风道，让让一部分分冷风先先经过冷冷风道直直接进入入井筒，使使冷、热热风既在在井口房房混合又又在井筒筒内混合合。采用用这种方方式时，应应注意防防止冷风风道与井井筒联接接处结冰冰
34、。1.2.2矿井井降温的的一般技技术措施施随着采掘掘深度与与强度不不断增大大，以及及矿井机机械化程程度日益益提高，生生产更为为集中。因因此，地地热和机机械设备备向井下下空气散散发的热热量显著著增加，使使井下气气温升高高。此外外，一些些地处温温泉地带带的矿井井，虽然然开采深深度不大大，但由由于从岩岩石裂隙隙中涌出出的热水水及受热热水环绕绕与浸透透的高温温围岩也也都能使使井下气气温升高高、湿度度增大；这样就就更加恶恶化了井井下工作作环境，严严重地影影响着井井下作业业人员的的身体健健康和劳劳动生产产率，成成为一种种灾害，习习称热害害。故须须采取降降低井下下空气温温度的措措施。矿矿井降温温措施基基本可
35、分分两大类类：第一一类是不不使用机机械制冷冷设备进进行降温温，包括括选择合合理的开开拓系统统和确定定合理的的采煤方方法，改改变通风风方式和和通风系系统，减减少各种种热源放放热量等等措施施，第二二类是采采用机械械制冷设设备，通通过空气气调节系系统来达达到改善善井下微微小气候候环境的目的。第第二类措措施是在在第一类类措施达达不到规规程的的要求时时才采用用。先简简介第一一类降温温措施，其其主要包包括：通通风降温温、合理理的开采采系统、隔隔热疏导导、个体体防护等等。1.2.2.11 通风风降温加强通风风是矿井井降温的的主要技技术途径径。通风风降温的的主要措措施就是是加大矿矿井风量量和选择择合理的的矿井
36、通通风系统统。加大风风量。实实践证明明，在一一定的条条件下(如原风风量较小小)，增加加风量是是高温矿矿井最经经济的降降温手段段之一。加加大风量量不仅可可以排出出热量、降降低风温温，而且且还可以以有效地地改善人人体的散散热条件件，增加加人体舒舒适感。所所以在高高温矿井井采用通通风降温温是矿井井降温的的基本措措施之一一。但增风降降温并不不总是有有效的。当当风量增增加到一一定程度度时，增增风降温温的效果果就会减减弱。同同时增风风降温还还受到井井巷断面面和通风风机能力力等各种种因素的的制约，有有一定的的应用范范围。选择合合理的矿矿井通风风系统。从从降温角角度出发发，确定定矿井通通风系统统时，一一般应考
37、考虑下列列原则：第一，尽尽可能减减少进风风路线的的长度。在在井巷热热环境条条件和风风量不变变的情况况下，井井巷风流流的温升升是随其其流程的的加长而而增大，风风路越长长，风流流沿途吸吸热量越越大，温温升也越越大。所所以，对对高温矿矿井应尽尽量缩短短进风路路线的长长度，同同时在进进行开拓拓系统设设计时，要要注意与与通风系系统相结结合，避避免将进进风巷布布置在高高温岩层层中和不不必要加加长进风风路线的的长度，以以使温升升加大。第二，尽尽量避免免煤流与与风流反反向运行行。在选选择采区区通风系系统时，尽尽量采用用轨道上上山进风风方案，避避免因煤煤流与风风流方向向相反，将将煤炭在在运输过过程中的的放热和和
38、设备放放热带进进工作面面。根据据德国的的经验采采用轨道道上山进进风与运运输上山山进风相相比，回回采工作作面进风风流的同同感温度度可降低低45。第三，回回采工作作面采用用下行风风。在条条件许可可时，回回采工作作面可采采用下行行风。因因为回采采工作面面采用下下行风时时，风流流是从路路程较短短的上部部巷道进进入工作作面，且且减少了了煤炭放放热的影影响，故故可降低低工作面面的进风风温度。第四，对对于发热热量较大大的机电电峒室，应应有独立立的回风风路线，以以便把机机电所发发热量直直接导入入采区的的回风流流中。第五，回回采工作作面的通通风方式式也对气气温有影影响。在在相同的的地质条条件下，由由于W型通风风
39、方式比比U型和Y型能增增加工作作面的风风量，降降温效果果都较好好。一般情况况下，对对角式通通风系统统的降温温效果要要比中央央式好。1.2.2.22 选择择合理的的开采系系统根据井田田地质特特征和热热源情况况，选择择合理的的开采系系统，综综合考虑虑通风降降温问题题，对改改善高温矿矿井气候候条件是是有利的的。例如如，采用用双巷掘掘进有利利于降低低井下气气温。加大矿井井开发强强度，提提高采掘掘进度和和产量有有利于改改善井下下热环境境。据苏苏联研究究，煤层层产量提高高一倍，可可使工作作面末端端气温降降低14 559。在回采顺顺序方面面，条件件相同的的后退式式回采可可使巷道道有较长长的通风风冷却时时间，
40、采采空区漏漏风少，从从采空区区带出的的热量也也少。采取全部部充填法法管理顶顶板，一一方面可可控制采采空区漏漏风所携携带出来来的热量量，另一一方面充充填物也可可吸收一一部分热热量。特特别是风风力充填填法，效效果更显显著。1.2.2.33 隔热热疏导所谓隔热热疏导就就是采取取各种有有效措施施将矿井井热源与与风流隔隔离开来来，或将将热源直直接引入入矿井回回风流中中，避免免矿井热热源对风风流的直直接加热热，从而而达到矿矿井降温温的目的的。隔热热疏导的的措施主主要有：巷道隔隔热。巷巷道隔热热主要用用于矿井井局部地地温异常常的区段段。目前前较为可可行的方方法是，在在高温岩岩壁与巷巷道支架架之间充充填隔热热
41、材料，如如高炉或或锅炉炉炉渣等。近近年来，我我国煤矿矿还试验验用聚氨氨酯泡沫沫塑料喷喷涂岩壁壁，喷涂涂厚度为为10mmm时，就就能产生生较好的的隔热效效果。国国外有些些国家也也曾采用用聚乙烯烯泡沫塑塑料、硬硬质氨基基甲酸泡泡沫、膨膨胀珍珠珠岩等隔隔热材料料喷涂岩岩壁，也也取得较较好效果果。但因因巷道隔隔热费用用较高，而而且隔热热层的时时效性较较差，随随着时间间的推移移，隔热热层的作用将变变小，同同时还必必须注意意防火、防防毒等安安全问题题。管道和和水沟隔隔热。对对高温矿矿井，温温度高的的压气管管道和排排热水管管应尽量量设在回回风流中中，如果果必须设设在进风风流中时时应采取取隔热措措施。尤尤其是
42、对对热水型型高温矿矿井，更更应防止止热水对对风流的的增温增增湿作用用。对热水涌涌出量大大的矿井井可超前前将热水水疏干，将将水位降降低到开开采深度度以下。对对局部地地点涌出出的高温温热水，可可在出水水点附近近打排水水钻孔，将将热水用用隔热管管道直接接排至地地面。井下发发热量大大的大型型机电硐硐室应独独立回风风。现代代矿井井井下大型型机电硐硐室的发发热量很很大，如如果这些些设备的的放热直直接进入入进风流流，将引引起矿井井风流较较大的温温升。所所以对高高温矿井井，井下下大型机机电硐室室(如中央央变电所所、泵房房和绞车车房等)应建立立独立的的回风系系统。1.2.2.44 个体体防护对个别气气候条件件恶
43、劣的的地点，由由于技术术或经济济上的原原因，如如不能采采取其他他降温措措施时，对对矿工进进行个体体防护也也是一种种有效的的方法。矿矿工个体体防护的的主要措措施就是是让矿工工穿戴轻轻便的冷冷却背心心或冷却却帽，以以防止环环境热对对流和热热辐射对对人体的的侵害，同同时使人人体自身身的产热热量传给给冷却服服。除了上述述措施之之外，还还有其他他一些诸诸如煤层层注水以以冷却煤煤体、在在进风巷巷道内放放置冰块块等措施施都可起起到一定定的降温温作用。1.2.3矿井井空气调调节系统统上述各种种降温技技术措施施都是有有一定限限度的，而而且采取取这些措措施不能能在数量量和质量量上对微微小气候候的各个个要素都都进行
44、一一定的控控制与调调节，所所以，对对热害严严重的矿矿井，只只依靠上上述降温温措施往往往达不不到预期期目的。这这时则应应考虑采采取机械械制冷设设备通过过空气调调节系统统来改善善井下热热环境。矿矿井空调调绝不能能被认为为是舒适适性空调调，而应应看作是是生产性性空调。力力求为井井下作业业人员创创造一种种不危害害健康，并并能保持持一定生生产效率率的工作作环境。1.2.3.11 矿井井空气调调节的方方式矿井空调调系统一一般分为为地面集集中式，井井下集中中式，地地面井下下分散式式，局部部空调机机组。（1）地地面集中中式这是一种种制冷设设备和空空气冷却却设备均均布置在在地面的的矿井空空调系统统。其特特点是安
45、安装制冷冷设备的的场地易易于选择择，面积积不受限限制，便便于基建建、运输输、安装装、维修修保养及及容易排排放冷凝凝热量。这这种方式式必须大大幅度降降低矿井井进风的的温度，降降温费用用较大。只只适于开开采比较较浅、巷巷道不太太长的矿矿井。（2）井井下集中中式这种方式式是把制制冷设备备和空气气冷却设设备均布布置在井井下，而而在地面面排除冷冷凝热。如如图这种方式式的特点点是制冷冷设备安安装场地地、位置置及面积积都受到到限制，基基建费用用较大，机机械设备备在运输输、安装装、维修修保养等等方面都都比较困困难；压压缩机的的功率易易于增大大；不会会产生由由于高差差使水温温升高现现象。（3）地地面井下下分离式式这种方式式是把制制冷设备备布置在在地面，而而把空气气冷却设设备布置置在井下下。这种种方式不不必对总总进风流流进行冷冷却，冷冷凝器中中的循环环水也好好处理。但但这种方方式需要要高压设设备和庞庞大的循循环系统统，冷量量损失较较大，同同时费用用较高。（4）局局部空调调机组(独立移移动式)该机组体体积小，重重量轻，运运转平稳稳，安装装简便，适适用于移移动频繁繁负荷小小的掘进进工作面面。由于矿井井的高温温原因各各不相同同，热害害程度也也轻重不不一，因因此在做做矿井降降温设计计时，应应对具体体问题做做具体分分析，要要因地制制宜、有有针对性性地采取取降温措措施，才才能收到到良好效效果