采矿环境工程学

目录

译者的话

前言

1 绪论

2 矿井通风工程

2.1 矿井通风

2.1.1 矿内大气的基本流态

2.1.2 矿井通风的基本原理

2.2 矿井风流流动的动力

2.2.1 自然通风

2.2.2 机械通风

2.2.3 流动的基本规律――层流和紊流

2.2.4 Atkinson方程

2.3 巷道通风阻力及矿井风流分布

2.3.1 串联风路

2.3.2 并联风路

2.3.3 混联风路

2.3.4 通风网络分析

2.3.5 模拟计算机

2.4 矿用扇风机及其运转

2.4.1 风机压、功率和效率――风机待性曲线

2.4.2 风机定律

2.4.3 特性系数

2.4.4 离心式风机或径流风机

2.4.5 轴流式风机

2.4.6 风机的比较

2.4.7 风机和通风系统

2.4.8 风机的串联

2.4.9 风机的并联

2.4.10 风机的部分并联

2.4.11 风机的部分串联

2.4.12 自然通风与风机串联

2.4.13 辅助扇风机

2.4.14 反风

2.4.15 风量调节

2.5 辅助通风的计算

2.5.1 漏风风筒中的风流分析

2.5.2 长距离掘进辅助通风系统的设计原则

2.5.3 影响辅助通风的参数

2.6 风巷的经济尺寸

2.7 通风测量

2.7.1 仪器

2.7.2 风压测量

2.7.3 风量测量

2.8 参考文献

3 矿井有窑气体及其防治

3.1 矿内大气

3.2 危害

3.2.1 毒气危害

3.2.2 爆炸危害

3.3 矿井有害气体的产生与防治

3.4 矿井有害气体的检测与监测

3.4.1 供实验室分析用的矿内大气的取样

3.4.2 检测和监测仪器

3.5 爆破产生的有害气体及其防治

3.5.1 爆破产生的有害气体

3.5.2 爆破有害气体的防治

3.6 柴油机产生的有害气体及其防治

3.6.1 柴油机废气的排放

3.6.2 排气的控制

3.6.3 柴油设备的维护

3.6.4 井下柴油设备使用的规定

3.7 参考文献

4 井工煤矿的瓦斯及其防治

4.1 煤层中瓦斯的赋存

4.2 煤中瓦斯涌出

4.3 煤层的瓦斯含量

4.3.1 直接法

4.3.2 间接法

4.4 瓦斯压力的测量

4.5 矿井巷道内的瓦斯涌出

4.5.1 掘进巷道瓦斯涌出量的估算

4.5.2 长壁工作面和房柱盘区瓦斯涌出量的估算

4.6 矿井瓦斯的涌出的防治

4.6.1 煤层预抽瓦斯

4.6.2 采后抽放

4.6.3 瓦斯抽放钻孔的打法

4.6.4 地面瓦斯抽放站的规划

4.6.5 高瓦斯矿的矿井设计

4.6.6 巷道中瓦斯层的处理

4.7 参考文献

5 矿尘及其防治

5.1 矿尘对生理的影响

5.1.1 影响健康程度的因素

5.1.2 临界值

5.2 气载矿尘的采样、测定和分析

5.2.1 MRE―113A型重力矿尘采样器

5.2.2 TBF―50型重力矿尘采样器

5.2.3 CPM―3型重力矿尘采样器

5.2.4 光散射矿尘测定仪

5.2.5 β射线矿尘测定装置

5.2.6 小型矿尘采样器

5.2.7 监控性矿尘测量

5.3 矿尘源

5.4 矿尘的防治

5.4.1 单一作业的防尘措施

5.4.2 医学观察

5.5 参考文献

6 矿井辐射及其防治

6.1 辐射的危害

6.2 辐射剂量

6.2.1 工作级的测量

6.3 氡气的涌出及来源

6.3.1 通风区域内氡的浓度及其工作级

6.4 辐射的防治

6.4.1 劳动力管理

6.5 参考文献

7 矿井气候及其调节

7.1 矿内大气对生理的影响

7.1.1 散热机理

7.2 大气冷却能力的测量

7.3 影响矿内气候的因素

7.3.1 矿内热源

7.3.2 水分的来源

7.3.3 矿井巷道中的热传导

7.4 矿内气候的调节

7.5 带有再循环的局部重叠式通风系统

7.6 参考文献

8 矿内爆炸及其防治

8.1 瓦斯和煤尘

8.2 瓦斯爆炸

8.2.1 瓦斯引燃的原因

8.2.2 瓦斯爆炸的预防

8.3 煤尘爆炸

8.3.1 影响煤尘爆炸的因素

8.3.2 防止煤尘爆炸的方法

8.4 硫铁矿尘的爆炸

8.5 参考文献

9 矿井火灾及其防治

9.1 明火灾

9.1.1 可燃物

9.1.2 火灾的潜在热源

9.1.3 火灾检测

9.1.4 灭火剂

9.1.5 灭火设备

9.1.6 灭火

9.2 煤的自燃

9.2.1 煤炭自燃倾向性的测定

9.2.2 影响煤炭自燃的因素

9.2.3 煤自燃的预防

9.2.4 自燃的监测

9.2.5 自燃的防治

9.3 井工矿硫铁矿石的氧化与自燃

9.4 井下火区的封闭

9.4.1 火区所需的最小风量

9.4.2 隔爆墙的设计与构筑

9.4.3 防火墙内外的压力平衡

9.4.4 远距离封闭系统

9.5 灭火的组织机构

9.5.1 培训

9.5.2 发现火灾后的处理方法

9.5.3 灭火设施

9.5.4 通讯

9.5.5 矿图

9.5.6 灭火作业的实施

9.6 矿井已封闭区的启封

9.6.1 火区的启封方法

9.7 参考文献

10 通风设计与环境的计算机监测

10.1 通风设计

10.1.1 矿井通风的需风量

10.1.2 风机的压力

10.1.3 矿井配风

10.2 环境的计算机监测

10.2.1 远程监测系统的技术要求

10.2.2 远程监测系统的元件

10.2.3 矿井环境监测系统的传感元件

10.2.4 数据传输系统

10.2.5 信息显示与记录

10.3 参考文献

11 矿井水及其防治

11.1 水的循环

11.1.1 地下水

11.1.2 土壤和岩石中水的赋存

11.1.3 水质

11.1.4 地下水源

11.2 地下水的运动

11.2.1 渗透率测定

11.2.2 矿井涌水量的预测

11.2.3 地下水测控仪

11.2.4 地下水流动分析

11.2.5 示踪剂的应用

11.3 矿井水的影响

11.4 矿井水的防治

11.4.1 露天矿水的防治

11.4.2 井工矿水的防治

11.4.3 泵与排水

11.5 参考文献

12 矿井噪音及其防治

12.1 振动的持性

12.1.1 声压

12.1.2 声的密度与功率

12.1.3 噪音的直向传播特性

12.1.4 声压级的叠加

12.1.5 音源距离的影响

12.1.6 音频谱

12.1.7 声音的吸收

12.1.8 临界距离

12.2 声音的测量

12.2.1 开域声音的测量

12.2.2 封闭环境中消散噪音的测量

12.2.3 大空间内的测量

12.3 噪音的影响

12.3.1 人耳

12.3.2 允许声级

12.4 噪音的防治

12.5 噪音源及其控制

12.6 参考文献

13 矿井照明

13.1 光的特性

13.1.1 明亮度和眩光

13.2 井下光源

13.2.1 普通照明灯

13.2.2 个体灯具

13.3 井工矿的照明方法

13.3.1 固定式照明系统

13.3.2 移动式照明系统

13.4 露天矿照明

13.5 矿井照明标准

13.6 矿井测光法

13.6.1 照度测量

13.6.2 亮度测量

13.6.3 反射率测量

13.7 矿井照明系统的设计

13.7.1 照度的计算

13.7.2 亮度的计算

13.8 参考文献

附录I 解算矿井通风网络的BASIC语言程序

注释

术语

输入

输出

例

例1数据输入

数据输出

例2 数据输入

数据输出

例8数据输入

数据输出

源程序

附录Ⅱ 辅助通风计算的BASIC语言程序

程序1

例

例1数据输入

数据输出

例2数据输入

数据输出

例3数据输入

数据输出

源程序

程序2

例

例1数据输入

数据输出

例2数据输入

数据输出

源程序

附录Ⅲ 空气―水蒸汽混合体的湿度特性

定义

湿度方程

湿度图

计算

参考文献

附录Ⅳ 矿内大气与火灾气体的爆炸性

Ellicott扩展

参考文献

内容提要

全书包括十三章，系统地论述了矿井通风、瓦斯、有害气体、气候调节以及水、火、爆炸、噪

音、辐射及照明以及环境的计算机监测等内容。书后附录介绍了计算机在通风技术上的具体应用并

附有源程序。

本书可供矿业高等院校通风安全、采煤及其他有关专业学生学习和教师教学参考，也可供从事

煤炭工业科研、设计及现场工程技术人员参考。

采矿权作为一种特别法上的用益物权，派生于国家对矿产资源的所有权。因此矿山企业及个体采矿者行使采矿权的前提就是从矿产资源所有者--国家的手中取得采矿权。由于矿产资源的数量有限、埋藏深、开采复杂、危险系数大等特性，因此国家对采矿权的取得做出适当限制实属必要，在我国主要体现在对主体资质要求的实质要件及对采矿权取得程序的形式要件两方面。

采矿权利采矿权的主体及资质要求

采矿权主体是指经国家矿关部门审查批准的，独立享有矿产资源开采权利并承担相应法律义务的法人、自然人和其他组织。对此《法国矿业法》规定，国内外一切人均能平等取得矿业权，只是必须证明他有管理事业的资格，以及取得矿业许可须有必要的资力。我国原先将采矿权主体局限于全民所有制企业、集体所有制企业和我国公民[11]，而简单的将具备资质、资金充裕的其他形式主体排除在外，无疑限制了采矿权经济价值的充分发掘。随着我国社会主义市场经济体制的完善和对外开放的扩大，采矿权的主体范围不断扩大，外商投资企业、私营企业、合作制企业和股份制企业均可成为采矿权人，因此我国现阶段，采矿权主体原则上为中国的法人、公民和其他组织，同时允许外国公司、企业和其他经济组织或个人，按中国法律及行政法规的规定在中国及其管辖的其他海域开采矿产资源[12]。但在此应然范围内的主体只有具备了特定的行为能力及相关实质要件，方能成为实然的采矿权主体。《实施细则》第11～14条分别对国有矿山企业、集体矿山企业、私营矿山企业及个体采矿者的资质要求做出了不同规定，其共同必备的实质要件大致包括：（1）开采范围与其开采能力、矿山服务年限相适应；（2）对拟开采的矿产资源实施合理的开采方案；（3）保障安全生产的能力；（4）环境保护、防治污染的能力；（5）承担与开采矿产资源直接相关的其他连带责任能力。

中国法律所确认的上述对采矿权主体的资质要求，有两点缺憾，应在今后立法中予以改善：第一，现行制度混淆了矿山企业的资格与特定采矿权的主体的资格。从《矿产资源法》的规定来看，国务院地质矿产主管部门是根据批准开办国营矿山企业的批准文件来颁发采矿许可证的，即对采矿权主体资格的审定的依据就是矿山企业的成立条件，只要是由有关机关批准成立的矿山企业就能取得采矿权，而不论其是否具备采矿条件。但，只有当矿山企业满足特定的资质要求等实质要件方可成为采矿权主体，用企业的主管单位对其成立的行政批件代替矿管机关对采矿权主体资格的审查，势必会导致采矿权的盲目授与。第二，中国以所有制形式对采矿权主体的资质条件做了不同规定，并以法律形式认可了不同所有制形式的主体取得采矿许可证的不同条件和程序，从而确立了采矿权主体的不平等性，规定国有矿山企业居于主导核心地位，对于一些重要矿区有专属开采权。用所有制形式划分采矿权主体并不科学，虽能在一定程度上便于国家控制管理，但却更大程度上阻碍了矿产资源的价值实现和采矿权的保护。企业现实具备的技术设备和资金实力应是采矿权人资质的唯一客观标准，若将所有制形式作为颁发采矿许可证的依据，则混淆了矿山企业的资格与特定采矿权主体的资格，这种浓厚的行政色彩极大限制了采矿权取得程序中竞争机制的引入，在市场经济条件下无法达到资源的最优化配置。

采矿权利采矿权取得程序及方式

基于市场机制优化配置资源及可持续发展的考虑，现阶段我国已确立了采矿权的有偿取得制度，最主要的取得方式就是申请登记方式。申请登记制度就是采矿人向登记管理机关提出申请，提交有关资料，经登记管理机关准予登记后依法缴纳采矿权使用费等价款，办理登记手续，领取采矿许可证。而根据所开采的矿产资源及矿区的不同，所提交申请的登记管理机关级别也不相同。如对国家规划矿区和对国民经济具有重要价值的矿区内、领海及中国管辖的其他海域的矿产资源的开采，登记管理机关为国务院地质矿产主管部门，而对上述矿区以外的矿产，其储量规模在中型以上的矿产资源的开采，其登记管理机关为各省、自治区、直辖市人民政府地质矿产主管部门。登记管理机关根据申请人所提交的相关材料予以审查，在收到申请40日内，对符合要求者予以采矿权登记，颁发采矿许可证。不予登记的，登记管理机关应当向采矿权申请人说明理由。

当然，对一些特殊矿产采取特别勘探开采方式的，探矿权人可以通过特别的申请程序而取得采矿权。如探矿权人申请石油、天然气滚动勘探开发的，依照《勘查管理办法》第七条规定，向登记管理机关提出申请，提交有关资料，经批准办理登记手续，可以领取滚动勘探开发的采矿许可证；另外《勘查管理办法》第十九条规定，探矿权人在勘查许可证有效期内进行勘查时，发现符合国家边探边采规定要求的复杂类型矿床的，可以提出开采申请，经登记管理机关批准办理采矿登记手续，领取采矿许可证。

当有多家矿山企业或个体户欲申请采矿权时，若完全采取申请在先原则势必会使得一些技术、资金、管理处于优势地位的矿山企业无法取得采矿权，无法充分实现效益。为了消除这种尴尬，国家可采取招标、拍卖的方式，由开发方案优越的投标人或价高的受卖人取胜。该方式更大程度促进了资源的优化配置，日益受到青睐。我国在对外合作开采海洋石油资源、对外合作开采陆上石油资源中已采用了类似方法。