《矿井气候》

目录1

1．导论1

1.1什么是矿井气候1

1.2世界各地矿井气候状况1

1.3产生高气候值的原因1

1.4气候对人体的影响3

1.5改善气候的措施3

1.6矿工的热保护措施4

1.7矿山法及矿山规程5

1.8矿井气候对矿山的重要意义6

2．人体—气候—劳动的相互作用8

2.1人体生热及人体散热8

2.2气候综合标准11

2.3世界各国的矿井气候界限17

2.4热忍受的极限条件23

3．矿山的气候状况25

4．矿井风流加热的原因32

4.1大气状况变化的影响32

4.2风流的自动压缩34

4.3围岩散热36

4.4岩石崩落散热及运输物料散热40

4.5机器散热43

4.6其它热源46

4.6.1管道表面传热46

4.6.2氧化生热46

4.6.3高温泉水放热47

4.6.4井下自然发火47

4.6.5风流冷却器散热47

5．改善矿井气候的主要措施48

5.1加大风量48

5.2顶板管理51

5.3通风方式52

5.4其它措施55

5.5风流冷却56

6．矿井气候预计计算58

6.1气候参数58

6.1.1干球温度58

6.1.2空气湿度58

6.1.3空气压力60

6.1.4风速60

6.1.5辐射61

6.1.6焓61

6.1.7hx-焓湿曲线的应用61

6.2传热原理及传质原理64

6.2.1热量64

6.2.2热传导65

6.2.3传热66

6.2.3.1对流66

6.2.3.2辐射67

6.2.4质量传递70

6.2.5风流吸热和吸湿71

6.3矿井井巷的气候预计计算71

6.3.1概述71

6.3.2不使用电子计算机的气候预计计算72

6.3.3使用电子计算机的气79

候预计计算（EDV-电算程序）79

6.3.4巷道掘进通风的气候预计计算82

6.3.4.1概述82

6.3.4.2气候预计计算83

6.3.4.3一般钻爆法施工的掘进工作面计算83

6.3.4.4掘进机掘进的掘进工作面计算86

6.3.4.5一种新的气候预计计算程序87

6.3.5管道的传热91

7．矿井气候预计计算的参数和数据95

7.1围岩的原始温度95

7.2坚固围岩的热物理特性96

7.3当量导热率97

7.4传热系数、质扩散率、湿度特征参数101

7.5时间影响系数103

7.6机电设备同时使用系数和总热量104

转换中的干燥加热部分104

7.7管道的传热系数106

7.8其它参数、数据和工作图表106

8．煤矿矿井的气候设计108

8.1概述108

8.2使用全断面掘进机及风流冷却装置冷却109

风流的掘进工作面设计实例109

8.3回采工作面气候设计实例111

9．矿井中的风流冷却114

9.1风流冷却的发展114

9.2制冷方法116

9.3.2制冷设备118

9.3.1制冷介质118

9.3制冷设备的主要部件118

9.3.3风流冷却器122

9.3.4循环冷却水设备132

9.3.5管道、泵、高压热交换器及其附件134

9.4典型的风流冷却设备布置方式134

9.4.1掘进工作面的风流冷却135

9.4.2回采工作面的风流冷却136

9.4.3联邦德国矿井中的集中风流冷却设备137

9.5风流冷却效果142

9.6通风及空调的综合措施145

9.7风流冷却的其它可能性148

9.8风流冷却成本150

10．个体冷却，工作地点冷却154

10.1冷却服154

10.1.1液体介质循环制冷156

10.1.2用冰冷却（没有液体循环）158

10.1.3其它类型的冷却服159

10.2工作地点冷却164

11．矿井气候的测量仪表166

11.1风流温度和湿度的手工测量仪表166

11.2自动记录的温度、湿度测量仪表167

11.3气候综合测量仪168

11.4岩石温度的测定169

11.5热量测定170

附图172

附图1 矿井风流的hx-焓湿曲线：4种主要的矿井气候综合标准172

附图2 有效温度曲线（基准有效温度=BET）173

附图3 矿井风流的hx-焓湿曲线：不同矿区禁止工作的气候界限值174

附图4 不加隔热的冷水管道（钢管）的传热系数k174

附图5 传热系数k和塑料管道（PVC-AS）的隔热效果与内径的函数关系175

附图6 确定空气相对湿度的曲线175

附图7 输水管道压力损失曲线176

附图8 回采工作面平均通风时间176

附图9 时间影响系数k(a)=f(Fo,Bi)〔第1页〕177

附图10 时间影响系数k(a)=f(Fo,Bi)〔第2页〕178

附图11 回采工作面气候预计计算数据输入卡179

附图12 不使用风流冷却器的回采工作面气候预计计算（EDV-电算结果打印表）181

附图13 使用风流冷却器的回采工作面气候预计计算（EDV-电算结果打印表）183

附图14 临界温度tl=27℃时回采工作面气候预计计算（EDV-电算结果打印表）186

附图15 矿井风流的hx-焓湿曲线回采工作面的风流变化状况187

附图16 矿井风流的hx-焓湿曲线（1125mbar）188

附录189

附录1 干燥巷道中风流温度变化的计算189

附录2 回采工作面的气候参数预计计算195

附录3 管道与风筒的传热（稳定热流）203

附录4 使用全断面掘进机的掘进工作面气候预计计算209

附录5 围岩温度很高时回采工作面气候设计218

附录6 煤矿矿井中风流冷却设备成本的计算原理230

附录7 公式符号及单位239

参考文献（略）242