【采礦課件】第一章礦井空氣

1、第一章 礦井空氣 礦井通風(fēng)的主要任務(wù)就是把地面新鮮空氣源源不斷地送入井下，供給人員呼吸，排除各種有害氣體和礦塵，創(chuàng)造一個(gè)良好的礦內(nèi)氣候條件，從而保障井下人員的身體健康和安全生產(chǎn)。所以，礦井空氣的質(zhì)量和數(shù)量是反映礦井通風(fēng)效果的主要指標(biāo)。本章重點(diǎn)闡述礦井空氣的主要成分，井下常見的有害氣體，空氣成分和有害氣體的安全標(biāo)準(zhǔn)及測定方法，礦井的氣候條件，風(fēng)速、風(fēng)量測定等主要內(nèi)容，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)礦井通風(fēng)理論奠定基礎(chǔ)。第一節(jié) 礦井空氣成分地面空氣又稱為大氣，是由多種氣體組成的混合氣體。大氣中除了水蒸氣的比例隨地區(qū)和季節(jié)變化較大以外，其余化學(xué)組成成分相對(duì)穩(wěn)定，盡管隨時(shí)間、地點(diǎn)和海拔高度有所變化，但變化不大。一般將不

2、含水蒸氣的空氣稱為干空氣，它的組成成分和體積百分比分別為氧氣（20.96%）、氮?dú)?79%)和二氧化碳(0.04%).地面空氣從井筒進(jìn)入井下就成了礦井空氣。由于受井下各種自然因素和人為生產(chǎn)因素的影響，與地面空氣相比，礦井空氣將發(fā)生一系列變化。主要有：氧氣含量減少；有毒有害氣體含量增加；粉塵濃度增大；空氣的溫度、濕度、壓力等物理狀態(tài)變化等。在礦井通風(fēng)中，習(xí)慣上把進(jìn)入采掘工作面等用風(fēng)地點(diǎn)之前，空氣成分或狀態(tài)變化不大的風(fēng)流叫做新鮮風(fēng)流，簡稱新風(fēng)，如進(jìn)風(fēng)井筒、水平進(jìn)風(fēng)大巷、采區(qū)進(jìn)風(fēng)上山等處；經(jīng)過用風(fēng)地點(diǎn)后，空氣成分或狀態(tài)變化較大的風(fēng)流叫做污風(fēng)風(fēng)流，簡稱污風(fēng)或乏風(fēng)，如采掘工作面回風(fēng)巷、礦井回風(fēng)大巷、回風(fēng)

3、井筒等處。盡管礦井中的空氣成分有了一定的變化，但主要成分仍同地面一樣，由氧氣、氮?dú)夂投趸嫉冉M成。一、礦井空氣的主要成分及其基本性質(zhì)（一） 氧氣（o2）氧氣是一種無色、無味、無臭的氣體，對(duì)空氣的相對(duì)密度為1.105。氧氣是很活躍的化學(xué)元素，易使多種元素氧化，能助燃。 氧氣是維持人體正常生理機(jī)能所不可缺少的氣體。人類之所以能夠在地球上生存，是因?yàn)槿梭w內(nèi)不斷汲取食物和吸入氧氣，通過氧化作用，進(jìn)行細(xì)胞的新陳代謝作用而維持的。人體維持正常生命過程所需的氧氣量，取決于人的體質(zhì)、精神狀態(tài)和勞動(dòng)強(qiáng)度等。一般情況下，人在休息時(shí)的需氧量為0.20.4l/min；在工作時(shí)為13 l/min。空氣中的氧氣濃度直接

4、影響著人體健康和生命安全，當(dāng)氧氣濃度降低時(shí)，人體就會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，嚴(yán)重者會(huì)缺氧窒息甚至死亡。人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關(guān)系如表1-1所示。表1-1 人體缺氧癥狀與空氣中氧氣濃度的關(guān)系氧氣濃度（體積）/%人體主要癥狀1715101269靜止?fàn)顟B(tài)無影響，工作時(shí)會(huì)感到喘息、呼吸困難和強(qiáng)烈心跳呼吸及心跳急促，無力進(jìn)行勞動(dòng)失去知覺，昏迷，有生命危險(xiǎn)短時(shí)間內(nèi)失去知覺，呼吸停止，可能導(dǎo)致死亡地面空氣進(jìn)入井下后，氧氣濃度要有所降低，氧氣濃度降低的主要原因有：人員呼吸；煤巖、坑木和其他有機(jī)物的緩慢氧化；爆破工作；井下火災(zāi)和瓦斯、煤塵爆炸；煤巖和生產(chǎn)中產(chǎn)生其他有害氣體等。在正常通風(fēng)的井巷和工作面中，氧氣濃度與

5、地面相比一般變化不大，不會(huì)對(duì)人體造成太大影響。但在井下盲巷、通風(fēng)不良的巷道中或發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故后，應(yīng)特別注意對(duì)氧氣濃度的檢查，以防發(fā)生窒息事故。（二） 氮?dú)猓╪2）氮?dú)馐菬o色、無味、無臭的惰性氣體，相對(duì)密度為0.97，微溶于水，不助燃，無毒，不能供人呼吸。氮?dú)庠谡Ｇ闆r下對(duì)人體無害，但當(dāng)空氣中的氮?dú)鉂舛仍黾訒r(shí)，會(huì)相應(yīng)降低氧氣濃度，人會(huì)因缺氧而窒息。在井下廢棄舊巷或封閉的采空區(qū)中，有可能積存氮?dú)狻Ｈ?982年9月7日，我國某礦因礦井主要通風(fēng)機(jī)停風(fēng)，井下采空區(qū)的氮?dú)獯罅坑砍觯率共擅汗ぷ髅嬷Ъ馨惭b人員缺氧窒息，造成多人傷亡事故。礦井中的氮?dú)庵饕獊碓从冢壕卤?；有機(jī)物的腐爛；天然生成的氮?dú)鈴拿簬r

6、中涌出等。（三） 二氧化碳（co2）二氧化碳是無色、略帶酸臭味的氣體，相對(duì)密度為1.52，不助燃也不能供人呼吸，略帶毒性，易溶于水。新鮮空氣中含有的微量二氧化碳對(duì)人是無害的，但二氧化碳對(duì)人體的呼吸有刺激作用，所以在為中毒或窒息的人員輸氧時(shí)，常常要在氧氣中加入5%的二氧化碳，以促使患者加強(qiáng)呼吸。當(dāng)空氣中的二氧化碳濃度過高時(shí)，將使空氣中的氧氣含量相對(duì)降低，輕則使人呼吸加快，呼吸量增加，嚴(yán)重時(shí)也能造成人員中毒或窒息。空氣中二氧化碳濃度對(duì)人體的危害程度如表1-2所示。表1-2 空氣中二氧化碳濃度對(duì)人體的影響二氧化碳濃度（體積）/% 人體主要癥狀1351010202025呼吸加深，急促 呼吸急促，心跳加

7、快，頭痛，很快疲勞呼吸困難，頭痛，惡心，耳鳴頭痛，頭昏，呼吸困難，昏迷呼吸停頓，失去知覺，時(shí)間稍長會(huì)死亡短時(shí)間中毒死亡二氧化碳比空氣重，常常積聚在煤礦井下的巷道底板、水倉、溜煤眼、下山盡頭、盲巷、采空區(qū)及通風(fēng)不良處。礦井中二氧化碳的主要來源有：煤和有機(jī)物的氧化；人員呼吸；井下爆破；井下火災(zāi)；瓦斯、煤塵爆炸等。有時(shí)也能從煤巖中大量涌出，甚至與煤或巖石一起突然噴出，給安全生產(chǎn)造成重大影響。如我國某礦，曾在1975年6月發(fā)生過一起二氧化碳和巖石突出事故，突出二氧化碳11000m3。二氧化碳窒息同缺氧窒息一樣，都是造成礦井人員傷亡的重要原因之一。二、礦井空氣主要成分的質(zhì)量（濃度）標(biāo)準(zhǔn)礦井空氣的主要成分

8、中，由于氧氣和二氧化碳對(duì)人員身體健康和安全生產(chǎn)影響很大，所以煤礦安全規(guī)程（以下簡稱規(guī)程）對(duì)其濃度標(biāo)準(zhǔn)做了明確規(guī)定。主要如下：采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中，按體積計(jì)算，氧氣濃度不低于20%；二氧化碳濃度不超過0.5%。礦井總回風(fēng)巷或一翼回風(fēng)巷風(fēng)流中，二氧化碳超過0.75%時(shí)，必須立即查明原因，進(jìn)行處理。采區(qū)回風(fēng)巷、采掘工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中二氧化碳超過1.5%時(shí)，采掘工作面風(fēng)流中二氧化碳濃度達(dá)到1.5%時(shí)，都必須停止工作，撤出人員，進(jìn)行處理。三、礦井空氣主要成分的檢測方法礦井空氣主要成分的檢測方法可分為兩大類：一是取樣分析法，二是快速測定法。（一） 取樣分析法利用取樣瓶或吸氣球等容器提取井下空氣式樣，送往地面

9、化驗(yàn)室進(jìn)行分析。分析儀器多用氣相色譜儀，它是一種通用型氣體分析儀器，可完成多種氣體的定性和定量分析。它的優(yōu)點(diǎn)是分析精度高，定性準(zhǔn)確，分析速度快，一次進(jìn)樣可以同時(shí)完成多種氣體的分析；缺點(diǎn)是所需時(shí)間長，操作復(fù)雜，技術(shù)要求高。一般用于井下火區(qū)成分檢測或需精確測定空氣成分的場合。（二）快速測定法利用便攜式儀器在井下就地檢測，快速測定出主要?dú)怏w成分。盡管它的測定精度不如取樣分析法高，但基本能滿足礦井的一般要求，是目前普遍采用的測定方法。1、氧氣濃度的快速測定方法（1） 利用氧氣檢測儀檢測檢測井下氧氣的便攜式儀器種類較多，主要有ay1b型、jjy1型（可測o2、ch4兩種氣體）等。其中ay1b型是普遍使用

10、的氧氣檢測儀，用來檢測采煤工作面、回風(fēng)巷、采空區(qū)、瓦斯抽放管路及瓦斯、煤塵爆炸或火災(zāi)等事故災(zāi)區(qū)中的氧氣濃度。儀器為本質(zhì)安全型，具有功率小、結(jié)構(gòu)簡單、測量線性好等特點(diǎn)。ay1b型氧氣檢測儀采用的是電化學(xué)“隔膜式伽伐尼電池”原理。氧氣傳感元件（隔膜式伽伐尼電池）分別由鉑、鉛兩種不同金屬做陰極和陽極，堿性溶液做電解液，通過聚四氯乙烯薄膜將其封閉構(gòu)成，如圖1-1a所示。當(dāng)氧氣透過隔膜在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在兩個(gè)電極間將形成同氧氣濃度成正比的電流值，通過測定電極間的電流值即可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧氣濃度的測定。圖1-1b為ay1b型氧氣檢測儀的外部結(jié)構(gòu)圖。（a）（b）圖1-1 ay1b型氧氣檢測儀（a）隔膜式伽伐

11、尼電池結(jié)構(gòu)示意圖 （b）ay1b型氧氣檢測儀的外部結(jié)構(gòu)圖1氧氣濃度顯示器；2儀器銘牌；3示值調(diào)準(zhǔn)電位器旋鈕；4氧氣擴(kuò)散孔；5提手；6密封蓋；7開關(guān)（2）利用比長式氧氣檢測管檢測這種方法與礦井中主要有害氣體的檢測基本相同（詳見本章第二節(jié)）2、二氧化碳濃度的快速檢測方法礦井空氣中二氧化碳的測定主要使用光學(xué)瓦斯鑒定器，檢查方法詳見煤礦安全教材。也可利用比長式檢測管法檢測。第二節(jié) 礦井空氣中的有害氣體及其檢測礦井空氣中常見的有害氣體除了前節(jié)提到的二氧化碳和氮?dú)庖酝?，主要還有一氧化碳（co）、硫化氫（h2s）、二氧化硫（so2）、二氧化氮（no2）、氨氣（nh3）、氫氣（h2）、甲烷（ch4）等。本節(jié)將

12、重點(diǎn)介紹其中的部分氣體性質(zhì)、危害、濃度標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法。一、礦井空氣中的有害氣體及其基本性質(zhì)（一）一氧化碳（co）一氧化碳是無色、無味、無臭的氣體，相對(duì)密度0.97，微溶于水，能燃燒，當(dāng)體積濃度達(dá)到13%75%時(shí)遇火源有爆炸性。一氧化碳有劇毒。人體血液中的血紅素與一氧化碳的親和力比它與氧氣的親和力大250300倍，因此，當(dāng)人體吸入含有一氧化碳的空氣時(shí)，一氧化碳首先與血紅素相結(jié)合，阻礙了氧氣的正常結(jié)合，從而造成人體血液缺氧引起窒息和中毒。一氧化碳的中毒程度與中毒濃度、中毒時(shí)間、呼吸頻率和深度及人的體質(zhì)有關(guān)。與中毒濃度和中毒時(shí)間的關(guān)系如表1-3所示。表1-3 一氧化碳的中毒程度與濃度的關(guān)系一氧化碳濃

13、度（體積）/%主 要 癥 狀0.016數(shù)小時(shí)后有頭痛、心跳、耳鳴等輕微中毒癥狀0.0481h可引起輕微中毒癥狀0.1280.51h引起意識(shí)遲鈍、喪失行動(dòng)能力等嚴(yán)重中毒癥狀0.40短時(shí)間失去知覺、抽筋、假死。30min內(nèi)即可死亡一氧化碳中毒除上述癥狀外，最顯著的特征是中毒者粘膜和皮膚呈櫻桃紅色。礦井中一氧化碳的主要來源有：爆破工作；礦井火災(zāi)；瓦斯及煤塵爆炸等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在煤礦發(fā)生的瓦斯爆炸、煤塵爆炸及火災(zāi)事故中，約7075%的死亡人員都是因一氧化碳中毒所致。（二）硫化氫（h2s）硫化氫是無色、微甜、略帶臭雞蛋味的氣體，相對(duì)密度為1.19，易溶于水，當(dāng)濃度達(dá)4.3%46%時(shí)具有爆炸性。硫化氫有劇毒。

14、它不但能使人體血液缺氧中毒，同時(shí)對(duì)眼睛及呼吸道的粘膜具有強(qiáng)烈的刺激作用，能引起鼻炎、氣管炎和肺水腫。當(dāng)空氣中濃度達(dá)到0.0001%時(shí)可嗅到臭味，但當(dāng)濃度較高時(shí)（0.0050.01%），因嗅覺神經(jīng)中毒麻痹，臭味“減弱”或“消失”，反而嗅不到。硫化氫的中毒程度與濃度的關(guān)系如表1-4所示。表1-4 硫化氫的中毒程度與濃度的關(guān)系硫化氫濃度（體積）/%主 要 癥 狀0.0001有強(qiáng)烈臭雞蛋味0.01流唾液和清鼻涕、瞳孔放大、呼吸困難0.050.51h嚴(yán)重中毒，失去知覺、抽筋、瞳孔變大，甚至死亡0.1短時(shí)間內(nèi)死亡礦井中硫化氫的主要來源有：坑木等有機(jī)物腐爛；含硫礦物的水化；從老空區(qū)和舊巷積水中放出。1971

15、年，我國某礦一上山掘進(jìn)工作面曾發(fā)生一起老空區(qū)透水事故，人員撤出后，礦調(diào)度室主任和一名技術(shù)員去現(xiàn)場了解透水情況，被涌出的硫化氫熏倒致死。有些礦區(qū)的煤層中也有硫化氫涌出。（三）二氧化硫（so2）二氧化硫是無色、有強(qiáng)烈硫磺氣味及酸味的氣體，當(dāng)空氣中二氧化硫濃度達(dá)到0.0005%時(shí)即可嗅到刺激氣味。它易溶于水，相對(duì)密度為2.32，是井下有害氣體中密度最大的，常常積聚在井下巷道的底部。二氧化硫有劇毒?？諝庵械亩趸蛴鏊笊闪蛩?，對(duì)眼睛有刺激作用，礦工們將其稱之為“瞎眼氣體”。此外，也能對(duì)呼吸道的粘膜產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激作用，引起喉炎和肺水腫。二氧化硫的中毒程度與濃度的關(guān)系如表1-5所示。表1-5 二氧化硫

16、的中毒程度與濃度的關(guān)系二氧化硫濃度（體積）/%主 要 癥 狀0.0005嗅到刺激性氣味0.002頭痛、眼睛紅腫、流淚、喉痛0.05引起急性支氣管炎和肺水腫，短時(shí)間內(nèi)有生命危險(xiǎn)礦井中二氧化硫的主要來源有：含硫礦物的氧化與燃燒；在含硫礦物中爆破；從含硫煤體中涌出。（四）二氧化氮（no2）二氧化氮是一種紅褐色氣體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味，相對(duì)密度1.59，易溶于水。二氧化氮是井下毒性最強(qiáng)的有害氣體。它遇水后生成硝酸，對(duì)眼睛、呼吸道粘膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)可引起肺水腫。二氧化氮的中毒有潛伏期，容易被人忽視。中毒初期僅是眼睛和喉嚨有輕微的刺激癥狀，常不被注意，有的在嚴(yán)重中毒時(shí)尚無明顯感覺

17、，還可堅(jiān)持工作，但經(jīng)過6h甚至更長時(shí)間后才出現(xiàn)中毒征兆。主要特征是手指尖及皮膚出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，頭發(fā)發(fā)黃，吐黃色痰液，發(fā)生肺水腫，引起嘔吐甚至死亡。二氧化氮的中毒程度與濃度的關(guān)系如表1-6所示。表1-6 二氧化氮的中毒程度與濃度的關(guān)系二氧化氮濃度（體積）/%主 要 癥 狀0.00424h內(nèi)不致顯著中毒，6h后出現(xiàn)中毒癥狀，咳嗽0.006短時(shí)間內(nèi)喉嚨感到刺激、咳嗽，胸痛0.01強(qiáng)烈刺激呼吸器官，嚴(yán)重咳嗽，嘔吐、腹瀉，神經(jīng)麻木0.025短時(shí)間即可致死礦井中二氧化氮的主要來源是爆破工作。炸藥爆破時(shí)會(huì)產(chǎn)生一系列氮氧化物，如一氧化氮（遇空氣即轉(zhuǎn)化為二氧化氮）、二氧化氮等，是炮煙的主要成分。我國某礦1972年

18、在煤層中掘進(jìn)巷道時(shí)，工作面非常干燥，工人們放炮后立即迎著炮煙進(jìn)入，結(jié)果因吸入炮煙過多，造成二氧化氮中毒，2名工人于次日死亡。因此在爆破工作中，一定要加強(qiáng)通風(fēng)，防止炮煙熏人事故。（五）氨氣（nh3）氨氣是一種無色、有濃烈臭味的氣體，相對(duì)密度為0.6，易溶于水。當(dāng)空氣中的氨氣濃度達(dá)到30%時(shí)遇火有爆炸性。氨氣有劇毒。它對(duì)皮膚和呼吸道粘膜有刺激作用，可引起喉頭水腫，嚴(yán)重時(shí)失去知覺，以致死亡。氨氣主要是在礦井發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故時(shí)產(chǎn)生。（六）氫氣（h2）氫氣無色、無味、無毒，相對(duì)密度為0.07，是井下最輕的有害氣體。空氣中氫氣濃度達(dá)到4%74%時(shí)具有爆炸危險(xiǎn)。井下氫氣的主要來源是蓄電池充電。此外，礦井發(fā)

19、生火災(zāi)和爆炸事故中也會(huì)產(chǎn)生。除了上述有害氣體之外，礦井空氣中最主要的有害氣體是甲烷（ch4），又稱沼氣。它是一種具有窒息性和爆炸性的氣體，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)的威脅最大，關(guān)于它的主要性質(zhì)、危害和預(yù)防措施等將在煤礦安全教材中詳細(xì)介紹，本節(jié)不再重復(fù)。在煤礦生產(chǎn)中，通常把以甲烷為主的這些有毒有害氣體總稱為瓦斯。二、礦井空氣中有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn)為了防止有害氣體對(duì)人體和安全生產(chǎn)造成危害，規(guī)程中對(duì)其安全濃度（允許濃度）標(biāo)準(zhǔn)做了明確規(guī)定，其中主要有毒氣體的濃度標(biāo)準(zhǔn)如表1-7所示。表1-7 礦井空氣中有害氣體最高允許濃度有害氣體名稱符號(hào)最高允許濃度（%）一氧化碳co0.0024氧化氮（換算成二氧化氮）no20.

20、00025二氧化硫so20.0005硫化氫h2s0.00066氨nh30.004此外，規(guī)程還規(guī)定：井下充電室風(fēng)流中以及局部積聚處的氫氣濃度不得超過0.5%。對(duì)礦井中涌出量較大的甲烷（瓦斯）氣體，規(guī)程對(duì)其安全濃度和超限后的措施都有更為詳盡的規(guī)定，具體見煤礦安全教材。通過上述有害氣體的安全濃度標(biāo)準(zhǔn)可以看出，最高允許濃度的制定都留有較大的安全系數(shù)，只要在礦井生產(chǎn)中嚴(yán)格遵守規(guī)程規(guī)定，不違章作業(yè)，人身安全是完全有保障的。三、有害氣體的檢測方法近年來，隨著煤礦安全裝備水平的不斷提高，瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的普遍應(yīng)用，有害氣體的檢測手段也日趨完善，各大、中型礦井已經(jīng)形成了人工定點(diǎn)、定時(shí)檢測與自動(dòng)監(jiān)測相結(jié)合的檢測體系。

21、在人工檢測方法中，除了取樣分析法之外，目前使用最廣泛的還是快速測定法。（一）瓦斯（ch4）的快速檢測方法煤礦中用于檢測瓦斯的儀器有光學(xué)瓦斯檢定器、瓦斯檢測報(bào)警儀、瓦斯斷電儀等。其構(gòu)造原理及使用方法將在煤礦安全教材中介紹。（二）co、no2、h2s、so2、nh3、h2的快速檢測方法煤礦井下空氣中co、no2、h2s、so2、nh3和h2等有害氣體的濃度測定，普遍采用比長式檢測管法。它是根據(jù)待測氣體同檢測管中的指示粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后指示粉的變色長度來確定待測氣體濃度的。下面以比長式co檢測管為例說明檢測原理及檢測方法。圖1-2 比長式co檢測管結(jié)構(gòu)示意圖1堵塞物；2活性炭；3硅膠；4消除劑；5玻璃

22、粉；6指示粉如圖1-2所示，比長式co檢測管是一支46mm，長150mm的玻璃管，以活性硅膠為載體，吸附化學(xué)試劑碘酸鉀和發(fā)煙硫酸充填于管中，當(dāng)co氣體通過時(shí)，與指示粉起反應(yīng)，在玻璃管壁上形成一個(gè)棕色環(huán)，棕色環(huán)隨著氣體通過向前移動(dòng)，移動(dòng)的長度與氣樣中所含co濃度成正比。因此，可以根據(jù)玻璃管上的刻度直接讀出co的濃度值。其他有害氣體的比長式檢測管結(jié)構(gòu)及工作原理與co基本相同，只是檢測管內(nèi)裝的指示粉各不相同，顏色變化各有差異。表1-8是我國煤礦用比長式氣體檢測管主要性能表。表1-8 我國煤礦用比長式氣體檢測管主要性能表檢測管名 稱型號(hào)測量范圍(體積比%)最 小分辨率最小檢測濃度顏色變化co(550)

23、×10-6(10500)×10-6(1005000)×10-65×10-620×10-6200×10-65×10-610×10-6100×10-6白棕褐色co20.2%3.0%1%15%0.2%1%0.1%0.5%藍(lán)色白色h2s1(3100) ×10-65×10-63×10-6白棕色so21(2.5100) ×10-65×10-62.5×10-6紫土黃色no21(150) ×10-62.5×10-61×10-6白黃綠

24、色nh31(20200) ×10-620×10-620×10-6桔黃藍(lán)灰色o21%21%1%0.5%白茶色h210.5%3.0%0.5%0.3%白淡紅與比長式檢測管配套使用的還有圓筒形壓入式手動(dòng)采樣器。主要結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。圖1-3 圓筒形壓入式手動(dòng)采樣器結(jié)構(gòu)示意圖1氣嘴；2接頭膠管；3閥門把；4變換閥；5墊圈；6活塞筒；7拉桿；8手柄采樣器由變換閥和活塞筒等部分組成。活塞筒6用來抽取氣樣，變換閥4則可以改變氣樣流動(dòng)方向或切斷氣流。當(dāng)閥門把手3處于垂直位置時(shí)，活塞筒與接頭膠管2相通；當(dāng)閥門把手順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)水平位置時(shí)，活塞筒與氣嘴1相通；閥們把手處于45

25、6;位置時(shí)，變換閥將活塞筒與外界氣體隔斷。在活塞拉桿7上刻有標(biāo)尺，可以表示出手柄拉動(dòng)到某一位置時(shí)吸入活塞筒的氣樣體積（ml）。使用時(shí)先將閥門把手轉(zhuǎn)到水平位置，在待測地點(diǎn)拉動(dòng)活塞拉桿往復(fù)抽送氣23次，使待測氣體充滿活塞筒，再將把手扳至45°位置；將檢測管兩端用小砂輪片打開，按檢測管上的箭頭指向插入膠管接頭；將把手扳至垂直位置，按檢測管上規(guī)定的送氣時(shí)間（一般100s）把氣樣以均勻的速度送入檢測管，然后，拔出檢測管讀數(shù)。如果被測環(huán)境空氣中有害氣體的濃度很低，用低濃度檢測管也不易測出，可以采用增加送氣次數(shù)的方法進(jìn)行測定。測得的濃度值除以送氣次數(shù)，即為被測對(duì)象的實(shí)際濃度。若被測環(huán)境氣體濃度大于

26、檢測管的上限（即氣樣未送完檢測管已全部變色），在優(yōu)先考慮測定人員的防毒措施后，可先將待測氣體稀釋后再進(jìn)行測定，但測定結(jié)果要根據(jù)稀釋的倍數(shù)進(jìn)行換算。四、防止有害氣體危害的措施1、加強(qiáng)通風(fēng)。用通風(fēng)的方法將各種有害氣體濃度沖淡到規(guī)程規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)以下，這是目前防止有害氣體危害的主要措施之一。2、加強(qiáng)對(duì)有害氣體的檢查。按照規(guī)定的檢查制度，采用合理的檢查方法和手段，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患和問題，采取有效措施進(jìn)行處理。3、瓦斯抽放。對(duì)煤層或圍巖中存在的大量高濃度瓦斯，可以采用抽放的方法加以解決，既可以減少井下瓦斯涌出，減輕通風(fēng)壓力，抽到地面的瓦斯還能加以利用。4、放炮噴霧或使用水炮泥。噴霧器和水炮泥爆破后產(chǎn)生

27、的水霧能溶解炮煙中的二氧化氮、二氧化碳等有害氣體，降低其濃度，方法簡單有效。5、加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)不良處和井下盲巷的管理。工作面采空區(qū)應(yīng)及時(shí)封閉；臨時(shí)通風(fēng)的巷道要設(shè)置柵欄，揭示警標(biāo)，需要進(jìn)入時(shí)必須首先進(jìn)行有害氣體檢查，確認(rèn)無害時(shí)方可進(jìn)入。6、井下人員必須隨身佩帶自救器。一旦礦井發(fā)生火災(zāi)、瓦斯煤塵爆炸事故，人員可迅速使用自救器撤離危險(xiǎn)區(qū)。7、對(duì)缺氧窒息或中毒人員及時(shí)進(jìn)行急救。一般是先將傷員移到新鮮風(fēng)流中，根據(jù)具體情況采取人工呼吸（no2、h2s中毒除外）或其它急救措施。第三節(jié) 礦井氣候條件及改善礦井氣候是指礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速等參數(shù)的綜合作用狀態(tài)。這三個(gè)參數(shù)的不同組合，便構(gòu)成了不同的礦井氣候條件。

28、礦井氣候條件同人體的熱平衡狀態(tài)有密切聯(lián)系，直接影響著井下作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。一、礦井氣候?qū)θ梭w熱平衡的影響人體無論在靜止?fàn)顟B(tài)下還是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，都要進(jìn)行新陳代謝。新陳代謝的能量由攝取的食物在體內(nèi)進(jìn)行氧化生成熱量而提供，除了用來維持人體正常的生理機(jī)能和對(duì)外做功的需要外，大部分熱量都必須通過散熱的方式排出體外，否則熱量在體內(nèi)儲(chǔ)存會(huì)使體溫升高，引起中暑、熱衰竭、熱虛脫、熱痙攣等疾病，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。人體散熱的方式主要通過皮膚表面與外界的對(duì)流、輻射和汗液蒸發(fā)三種基本形式進(jìn)行。對(duì)流散熱主要取決于周圍空氣的溫度和風(fēng)速；輻射散熱主要取決于周圍物體的表面溫度；蒸發(fā)散熱則取決于周圍空氣的相對(duì)

29、濕度和風(fēng)速。各種氣候參數(shù)中，空氣溫度對(duì)人體散熱起著主要作用。當(dāng)空氣溫度低于體溫時(shí)，對(duì)流和輻射是人體的主要散熱方式，溫差越大，對(duì)流散熱熱量越多；當(dāng)氣溫等于體溫時(shí)，對(duì)流散熱停止，汗液蒸發(fā)成了人體的主要散熱形式；當(dāng)氣溫高于體溫時(shí)，人體散熱只能通過蒸發(fā)的方式進(jìn)行?？諝鉂穸扔绊懭梭w蒸發(fā)散熱的效果。當(dāng)氣溫較高時(shí)，人體主要靠蒸發(fā)散熱來維持人體熱平衡。此時(shí)，濕度越大，汗液蒸發(fā)越困難，人體會(huì)感到悶熱。風(fēng)速影響著人體的對(duì)流散熱和蒸發(fā)的效果。當(dāng)空氣的溫度、濕度一定時(shí)，增大風(fēng)速會(huì)提高散熱效果?？傊V井氣候條件對(duì)人體熱平衡的影響是一種綜合作用，各參數(shù)之間相互聯(lián)系、相互影響。二、礦井空氣的溫度、濕度和風(fēng)速（一）礦井空氣

30、的溫度空氣的溫度是影響礦井氣候的重要因素。最適宜的礦井空氣溫度為1520。礦井空氣的溫度受地面氣溫、井下圍巖溫度、機(jī)電設(shè)備散熱、煤炭等有機(jī)物的氧化、人體散熱、水分蒸發(fā)、空氣的壓縮或膨脹、通風(fēng)強(qiáng)度等多種因素的影響，有的起升溫作用，有的起降溫作用，在不同礦井、不同的通風(fēng)地點(diǎn)，影響因素和影響大小也不盡相同，但總的來看，升溫作用大于降溫作用，因此，隨著井下通風(fēng)路線的延長，空氣溫度逐漸升高。在進(jìn)風(fēng)路線上，礦井空氣的溫度主要受地面氣溫和圍巖溫度的影響。冬季地面氣溫低于圍巖溫度，圍巖放熱使空氣升溫；夏季則相反，圍巖吸熱使空氣降溫，因此有冬暖夏涼之感。當(dāng)然，根據(jù)礦井深淺的不同，影響大小也不相同。在采區(qū)和采掘工

31、作面內(nèi)，由于受煤炭氧化、人體和設(shè)備散熱等影響，空氣溫度往往是礦井中最高的，特別是垂深較深的礦井，由于風(fēng)流在進(jìn)風(fēng)路線上與圍巖充分進(jìn)行了熱交換，工作面溫度基本上不受地面季節(jié)氣溫的影響，且常年變化不大。在回風(fēng)路線上，因通風(fēng)強(qiáng)度較大，加上水分蒸發(fā)和風(fēng)流上升膨脹吸熱等因素影響，溫度有所下降，常年基本穩(wěn)定。（二）礦井空氣的濕度空氣的濕度是指空氣中所含的水蒸氣量或潮濕程度。有兩種表示方法：（1）絕對(duì)濕度：指單位體積濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量（g/m3），用f表示。 空氣在某一溫度下所能容納的最大水蒸氣量稱為飽和水蒸氣量，用f飽表示。溫度越高，空氣的飽和水蒸氣量越大。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，不同溫度時(shí)的飽和水蒸氣量如表

32、1-9所示。表1-9 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度時(shí)的飽和水蒸氣量、飽和水蒸氣壓力溫度飽和水蒸氣量g/m3飽和水蒸氣壓力pa溫度飽和水蒸氣量g/m3飽和水蒸氣壓力pa-201.11281412.01597-151.61931512.81704-102.32881613.61817-53.44221714.4193204.96101815.3206515.26551916.2219825.67052017.2233136.07572118.2249146.48112219.3263856.88702320.4281167.39332421.6298477.79982522.9317188.310682

33、624.2335798.811432725.63557109.412272827.03784119.913112928.540101210.014023030.142361311.314963131.84490 （2）相對(duì)濕度：指空氣中水蒸氣的實(shí)際含量（f）與同溫度下飽和水蒸氣量（）比值的百分?jǐn)?shù)，用公式表示如下： （1-1）式中 相對(duì)濕度，%； 空氣中水蒸氣的實(shí)際含量（即絕對(duì)濕度），g/m3； 在同一溫度下空氣的飽和水蒸氣量，g/m3 通常所說的濕度指的都是相對(duì)濕度，它反映的是空氣中所含水蒸氣量接近飽和的程度。一般認(rèn)為相對(duì)濕度在5060%對(duì)人體最為適宜。 一般情況下，在礦井進(jìn)風(fēng)路線上，空氣的濕

34、度隨季節(jié)變化感覺也不同。冬天冷空氣進(jìn)入井下后溫度要升高，空氣的飽和水蒸氣量加大，沿途吸收水分，因而井巷顯得干燥；夏天的熱空氣入井后溫度要降低，飽和水蒸氣量逐漸減小，空氣中的一部分水分凝結(jié)成水珠落下，使井巷顯得潮濕，故有冬干夏濕之感。在采掘工作面和回風(fēng)系統(tǒng)，因空氣溫度較高且常年變化不大，空氣濕度也基本穩(wěn)定，一般都在90%以上，甚至接近100%。 除了溫度的影響以外，礦井空氣的濕度和還與地面空氣的濕度、井下涌水大小及井下生產(chǎn)用水狀況等因素有關(guān)。 （三）井巷中的風(fēng)速 風(fēng)速是指風(fēng)流的流動(dòng)速度。風(fēng)速過低，汗水不易蒸發(fā)，人體感到悶熱，有害氣體和礦塵也不能及時(shí)排散；風(fēng)速過高，散熱過快，易使人感冒，并造成井下

35、落塵飛揚(yáng)，對(duì)安全生產(chǎn)和人體健康也不利，因此，井下工作地點(diǎn)和通風(fēng)井巷中都要有一個(gè)合理的風(fēng)速范圍。表1-10給出了井下不同溫度下適宜的風(fēng)速范圍。表1-11則是規(guī)程規(guī)定的不同井巷中的允許風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)。表1-10 風(fēng)速與溫度之間的合適關(guān)系空氣溫度/151520202222242426適宜風(fēng)速/m/s0.51.01.01.52.0表1-11 井巷中的允許風(fēng)流速度井巷名稱允許風(fēng)速/（m/s）最低最高無提升設(shè)備的風(fēng)井和風(fēng)硐15專為升降物料的井筒12風(fēng)橋10升降人員和物料的井筒8主要進(jìn)、回風(fēng)巷8架線電機(jī)車巷道1.08運(yùn)輸機(jī)巷，采區(qū)進(jìn)、回風(fēng)巷0.256采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷0.254掘進(jìn)中的巖巷0.15

36、4其它通風(fēng)人行巷道0.15此外，規(guī)程還規(guī)定，設(shè)有梯子間的井筒或修理中的井筒，風(fēng)速不得超過8m/s；梯子間四周經(jīng)封閉后，井筒中的最高允許風(fēng)速可按上表執(zhí)行。無瓦斯涌出的架線電機(jī)車巷道中的最低風(fēng)速可低于上表的規(guī)定值，但不得低于0.5m/s。綜合機(jī)械化采煤工作面，在采取煤層注水和采煤機(jī)噴霧降塵等措施后，其最大風(fēng)速可高于上表的規(guī)定值，但不得超過5m/s。三、衡量礦井氣候條件的指標(biāo)和安全標(biāo)準(zhǔn) （一）衡量礦井氣候條件的指標(biāo)由于影響人體熱平衡的環(huán)境條件很復(fù)雜，各個(gè)國家對(duì)礦井氣候條件采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)也不盡相同。其中干球溫度是我國現(xiàn)行的最簡單的評(píng)價(jià)礦井氣候條件指標(biāo)之一，但它只反映了溫度對(duì)礦井氣候條件的影響，不太全面

37、，其它評(píng)價(jià)指標(biāo)也都有一定的局限性。所以，目前尚無一項(xiàng)指標(biāo)能完全準(zhǔn)確地反映出環(huán)境條件對(duì)人體熱平衡的綜合影響。本章僅介紹一種歐美等國較為常用的“等效溫度”（也稱同感溫度）指標(biāo)。 等效溫度是1923年由美國采暖通風(fēng)工程師協(xié)會(huì)提出的。這個(gè)指標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)，憑受試者對(duì)環(huán)境的感覺而得出的。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先把三個(gè)受試者置于某一溫度、濕度、風(fēng)速的已知環(huán)境中，并記下自己的感受；然后，再將他們換到另一個(gè)相對(duì)濕度為100%、風(fēng)速為0、溫度可調(diào)的環(huán)境中，通過調(diào)節(jié)此時(shí)的溫度，找到與原來的環(huán)境相同的感覺，此時(shí)的溫度值就稱為原環(huán)境的有效溫度。這個(gè)指標(biāo)可以反映出溫度、濕度和風(fēng)速對(duì)人體熱平衡的綜合作用，顯然，等效溫度越高，人體舒適感就

38、越差。但這種方法在礦井的高溫高濕條件下，濕度與風(fēng)速對(duì)氣候條件的影響反映不足，也沒有考慮輻射換熱的效果，所以同樣存在著局限性。 井下某一地點(diǎn)等效溫度的測算方法是：用干濕球溫度計(jì)（如風(fēng)扇濕度計(jì)）測出空氣的干球溫度和濕球溫度，再用風(fēng)表測出該地點(diǎn)風(fēng)流的風(fēng)速，然后從圖1-4所示的等效溫度計(jì)算圖上查得相應(yīng)的等效溫度值。圖1-4 等效溫度計(jì)算圖例1-1 測得井下某一工作面風(fēng)流的干球溫度為17，濕球溫度為16，風(fēng)速為0.8m/s，求其等效溫度。 解：在圖1-4的左、右標(biāo)尺上分別找到17和16兩點(diǎn)m、n,并連成虛線，此虛線與風(fēng)速為0.8m/s的風(fēng)速曲線相交，根據(jù)交點(diǎn)位置可在等效溫度標(biāo)尺上查出等效溫度為10。 （

39、二）礦井氣候條件的安全標(biāo)準(zhǔn) 我國現(xiàn)行的評(píng)價(jià)礦井氣候條件的指標(biāo)是干球溫度。規(guī)程規(guī)定： 進(jìn)風(fēng)井口以下的空氣溫度必須在2以上。生產(chǎn)礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26，機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度不得超過30；當(dāng)空氣溫度超過時(shí)，必須縮短超溫地點(diǎn)工作人員的工作時(shí)間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30、機(jī)電設(shè)備硐室的空氣溫度超過34時(shí)，必須停止作業(yè)。四、礦井空氣溫度和濕度的測定（一）礦井空氣溫度的測定測溫儀器可使用最小分度0.5并經(jīng)校正的溫度計(jì)。測溫時(shí)間一般在8：0016：00h的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。測定溫度的地點(diǎn)應(yīng)符合以下要求：1、掘進(jìn)工作面空氣的溫度測點(diǎn)，應(yīng)設(shè)在工作面距迎頭2m處的回風(fēng)流中。2、長壁式

40、采煤工作面空氣溫度的測點(diǎn)，應(yīng)在工作面內(nèi)運(yùn)輸?shù)揽臻g中央距回風(fēng)道口15m處的風(fēng)流中。采煤工作面串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，應(yīng)分別測定。3、機(jī)電硐室空氣溫度的測點(diǎn)，應(yīng)選在硐室回風(fēng)道口的回風(fēng)流中。此外，測定氣溫時(shí)應(yīng)將溫度計(jì)放置在一定地點(diǎn)10min后讀數(shù)，讀數(shù)時(shí)先讀小數(shù)再讀整數(shù)。溫度測點(diǎn)不應(yīng)靠近人體、發(fā)熱或制冷設(shè)備，至少距離0.5m。（二）空氣濕度的測定測量礦井空氣濕度的儀器主要有風(fēng)扇濕度計(jì)何手搖濕度計(jì)，它們的測定原理相同。常用的是風(fēng)扇濕度計(jì)（又稱通風(fēng)干濕表），如圖1-5所示，它主要由兩支相同的溫度計(jì)1、2和一個(gè)通風(fēng)器6組成，其中一只溫度計(jì)的水銀液球上包有濕紗布，稱為濕溫度計(jì)，另一只溫度計(jì)稱為干溫度計(jì)，兩只溫度計(jì)的外面

41、均罩著內(nèi)外表面光亮的雙層金屬保護(hù)管4、5，以防熱輻射的影響；通風(fēng)器6內(nèi)裝有風(fēng)扇和發(fā)條，上緊發(fā)條，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)管7內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的氣流，干、濕溫度計(jì)的水銀球處在同一風(fēng)速下。圖1-5 風(fēng)扇濕度計(jì)1干球溫度計(jì)；2濕球溫度計(jì)；3濕棉紗布；4、5雙層金屬保護(hù)管； 6通風(fēng)器；7風(fēng)管測定相對(duì)濕度時(shí)，先用儀器附帶的吸水管將濕溫度計(jì)的棉紗布浸濕，然后上緊發(fā)條，小風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)吸風(fēng)，空氣從兩個(gè)金屬保護(hù)管4、5的入口進(jìn)入，經(jīng)中間風(fēng)管7由上部排出。由于濕球表面的水分蒸發(fā)需要熱量，因而濕球溫度計(jì)的溫度值低于干球溫度計(jì)的溫度值，空氣的相對(duì)濕度越小，蒸發(fā)吸熱作用越顯著，干濕溫度差就越大。根據(jù)濕溫度計(jì)的讀數(shù)（，）和干、濕度計(jì)的讀數(shù)差

42、值（，），由表1-12即可查出空氣的相對(duì)濕度（）。表1-12 由風(fēng)扇濕度計(jì)讀數(shù)值查相對(duì)濕度濕球示度/干濕溫度計(jì)示度度差/00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.06.57.0相對(duì)濕度/% 0100918375676154484237312722181411009183766962565044393430252117210092847770645852474237332824213100928578726560544944393531272341009386797367615651464237333026510093868074686357534844403632

43、296100938781756964595450464238343171009387817670656056524844403733810094888276716662575349464239359100948882777268635955514744403710100948883787369646056524945423911100948984797469656157545047444112100948984797570666259555248454213100959085807671676360565350474414100959085817672686461575451484515100

44、959085817773696562595552504716100959086827874706663605754514817100959186827874716764615855524918100959187837975716865625956535019100959187837976726965625957545120100969187838076736966636058555221100969288848077737067646158565322100969288848177747168656259575423100969288848178747168656360585524100969

45、2888581787572696663615856251009692898582787572696764625957261009692898582797673706765626057271009693898682797673716865636058281009693898683807774716866636159291009693898683807774726966646260301009693908683807775726967656260311009693908784817875737068656361321009793908784817876737168666361例1-2 在井下某處用

46、風(fēng)扇濕度計(jì)測得風(fēng)流的干球溫度為24.2,濕球溫度為20.2。求此處空氣的相對(duì)濕度。解：=20.2 =24.220.2=4 查表1-12得相對(duì)濕度為69%。五、礦井氣候條件的改善在礦井生產(chǎn)中，由于控制空氣濕度比較困難，所以改善礦井氣候主要是從調(diào)節(jié)空氣溫度和調(diào)整風(fēng)速入手。其中，常用的調(diào)節(jié)溫度措施簡述如下：（一）空氣預(yù)熱我國北方冬季嚴(yán)寒，氣溫很低，很容易使井口、井筒內(nèi)結(jié)冰，影響正常的提升運(yùn)輸工作并造成安全隱患，也對(duì)人員的身體健康不利?？諝忸A(yù)熱就是使用蒸汽、水暖或其它設(shè)備，將一部分空氣預(yù)熱到7080，再使其與冷空氣混合，混合后的空氣溫度達(dá)到2以上。按冷熱空氣混合方式的不同，預(yù)熱方式有井筒混合式；井口房

47、混合式；井筒、井口房混合式三種。1、井筒混合式。這種布置方式是將被加熱的空氣通過專用通風(fēng)機(jī)和熱風(fēng)道送入井口以下2m以下，在井筒內(nèi)進(jìn)行熱風(fēng)和冷風(fēng)的混合。2、井口房混合式。這種布置方式是將熱風(fēng)直接送入井口房內(nèi)進(jìn)行混合，使混合后的空氣溫度達(dá)到2以上后再進(jìn)入井筒。3、井口房、井筒混合式。這種布置方式是前兩種方式的結(jié)合，它將大部分熱風(fēng)送入井筒內(nèi)混合，將小部分熱風(fēng)送入井口房內(nèi)混合，再送入井下。（二）降溫措施我國南方部分礦井和開采深部煤層的礦井，受地面溫度、地溫或井下機(jī)電設(shè)備散熱等因素的影響，井下局部地點(diǎn)的空氣溫度可能很高，甚至超過規(guī)程規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)就要考慮采取降溫措施。1、通風(fēng)降溫（1）增加風(fēng)量。當(dāng)熱害

48、不太嚴(yán)重時(shí)，用提高通風(fēng)強(qiáng)度即增大風(fēng)量的方法來降溫是行之有效的降溫措施。（2）選擇合理的通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)或采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)盡量縮短進(jìn)風(fēng)風(fēng)流的路線長度，并使進(jìn)風(fēng)巷道位于熱源溫度較低的層位中，以減少風(fēng)流被加熱的機(jī)會(huì)；采煤工作面通風(fēng)時(shí)，可選擇下行通風(fēng)方式，將機(jī)電設(shè)備、煤炭運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)等選擇在回風(fēng)風(fēng)流中，以降低這些局部熱源對(duì)工作面的影響。（3）改革采煤工作面通風(fēng)方式。傳統(tǒng)的采煤工作面通風(fēng)方式為一進(jìn)一出的u型通風(fēng)，如果視情況改為e型、w型通風(fēng)（詳見第七章），既縮短了工作面的風(fēng)路長度，又增大了風(fēng)量，還能使工作面的氣溫降低。2、改革采煤方法和頂板管理（1）后退式采煤法與前進(jìn)式相比，風(fēng)阻小，風(fēng)量大，有利于降溫

49、。（2）傾斜長壁式采煤法的通風(fēng)路線短，風(fēng)阻小，風(fēng)量大，工作面入口風(fēng)流溫度相應(yīng)較低，對(duì)改善工作面的氣候有利。（3）采用充填法管理頂板，避免或減少了全部跨落法管理頂板所造成的采空區(qū)冒落巖石的散熱和采空區(qū)熱風(fēng)的散熱，可降低工作面風(fēng)流的溫度。3、減少各種熱源散熱如減少煤炭在井下的暴露時(shí)間；在高溫巖壁與巷道支架之間充填隔熱材料；井下大型機(jī)電設(shè)備硐室設(shè)置單獨(dú)的通風(fēng)道；對(duì)溫度較高的壓氣管路和排熱水管用絕熱材料包裹；及時(shí)封堵或合理排除井下熱水等。4、制冷降溫當(dāng)采用通常的降溫措施不能有效地解決采掘工作面等局部地點(diǎn)的高溫問題時(shí)，就必須采用機(jī)械制冷設(shè)備強(qiáng)制制冷，即礦井空調(diào)技術(shù)。目前機(jī)械制冷方法有三種：地面集中制冷機(jī)

50、制冷；井下集中制冷機(jī)制冷；井下移動(dòng)冷凍機(jī)制冷。第四節(jié) 井巷中風(fēng)速與風(fēng)量的測定 風(fēng)速既是影響氣候條件的主要因素之一，又是測定井下巷道風(fēng)量的基礎(chǔ)。單位時(shí)間內(nèi)通過井巷斷面的空氣體積叫做風(fēng)量，它等于井巷的斷面積與通過井巷的平均風(fēng)速的乘積。因此，測量風(fēng)量時(shí)必然測定風(fēng)速。風(fēng)速和風(fēng)量測定是礦井通風(fēng)測定技術(shù)中的重要組成部分，也是礦井通風(fēng)管理中的基礎(chǔ)性工作。 規(guī)程規(guī)定：礦井必須建立測風(fēng)制度，每10天進(jìn)行一次全面測風(fēng)。對(duì)采掘工作面和其它用風(fēng)地點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)測風(fēng)，每次測風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫在測風(fēng)地點(diǎn)的記錄牌上。 礦井應(yīng)根據(jù)測風(fēng)結(jié)果采取措施，進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。一、井巷斷面上的風(fēng)速分布空氣在井巷中流動(dòng)時(shí)，由于空氣的粘性

51、和井巷壁面粗糙程度的影響，風(fēng)速在巷道斷面上的分布是不均勻的。一般來說，位于巷道軸心部分的風(fēng)速最大，靠近巷道周壁部分的風(fēng)速最小，如圖1-6所示，通常所謂巷道內(nèi)的風(fēng)速都是指平均風(fēng)速v均。平均風(fēng)速v均與最大風(fēng)速v大的比值叫做巷道的風(fēng)速分布系數(shù)（速度場系數(shù)），用k速表示，其值與井巷粗糙程度有關(guān)，巷道周壁越光滑，k速就越大，即斷面上的風(fēng)速分布越均勻。據(jù)調(diào)查，對(duì)于砌碹巷道，k速=0.80.86；木棚支護(hù)巷道，k速=0.680.82；無支護(hù)巷道，k速=0.740.81。圖1-6 巷道中的風(fēng)速分布需要注意的是，由于受到井巷斷面形狀、支護(hù)形式、直線程度及障礙物的影響，最大風(fēng)速不一定正好位于井巷的中軸線上，風(fēng)速分

52、布也不一定具有對(duì)稱性。二、測風(fēng)儀表測量井巷風(fēng)速的儀表叫風(fēng)表，又稱風(fēng)速計(jì)。目前，煤礦中常用的風(fēng)表按結(jié)構(gòu)和原理不同可分為機(jī)械式、熱效式、電子葉輪式和超聲波式等幾種。（一）機(jī)械式風(fēng)表機(jī)械式風(fēng)表是目前煤礦使用最廣泛的風(fēng)表。它全部采用機(jī)械結(jié)構(gòu)，多用于測量平均風(fēng)速，也可以用于點(diǎn)風(fēng)速的測定。按其感受風(fēng)力部件的形狀不同，又分為葉輪式和杯式兩種，其中，杯式主要用于氣象部門，也可用于煤礦井下；葉輪式在煤礦中應(yīng)用廣泛，是本節(jié)介紹的重點(diǎn)。機(jī)械葉輪式風(fēng)表由葉輪、傳動(dòng)蝸輪、蝸桿、計(jì)數(shù)器、回零壓桿、離合閘板、護(hù)殼等構(gòu)成，如圖1-7所示。圖1-7 機(jī)械葉輪式風(fēng)表1葉輪；2蝸桿軸；3計(jì)數(shù)器；4離合閘板；5回零壓桿；6護(hù)殼風(fēng)表的葉輪由8個(gè)鋁合金葉片組成，葉片與轉(zhuǎn)軸的垂直平面成一定